专利名称：冷作模具刃口修复用焊条的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种焊条，特别是涉及一种用于冷作模具刃口修复用的焊条。
背景技术：
在机械生产中的各个领域冷作模具被广泛应，金属或非金属的冷态成形大多采用冷作模具完成。冷作模具在服役过程中承受拉伸、弯曲、压缩、冲击、疲劳等不同应力的作用，而用于金属冷挤、冷墩、冷拉伸的模具，还要承受300°C左右的交变温度作用，传统模具制造工艺中，冷模具整体均采用碳素工具钢或合金工具钢制造。使用过程中，模具刃口稍有缺陷(裂纹、崩块、磨损等)整个模具就要报废。采用焊接方法修复损坏的冷作模具刃口具有周期短、成本低、消耗少、效率高等特点。修复所需经费仅为制造成本的10%_20%，因此，模具修复具有重大的经济价值。目前用于冷作模具刃口堆焊修复的焊接材料存在以下问题①焊条焊接前，母材需要预热300°C以上，不然容易开裂，焊接后堆焊金属要经过一次，甚至多次热处理，堆焊金属才能达到所需硬度，造成模具修复成本高，修复工艺难度大，不宜掌握；②用现有焊条焊接修复后的模具刃口使用寿命短。因此，需要研制一种既可以常温下焊接，焊接工艺简单，成本较低，又能满足模具使用寿命的焊接材料。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种修复后模具使用寿命较长、制造成本较低、操作焊接工艺简便的刃口修复用的焊条。为达上述目的，本发明一种用于冷作模具刃口修复用的焊条，由焊芯和压涂在焊芯外的药皮组成，所述药皮含有以下重量份的组分大理石40 50份、萤石20 35份、石英砂5 7份、钛白粉I 4份、45#雾化硅铁粉(含硅45%的雾化方法生产的硅铁合金)3 5份、Ti粉6 10份、金属锰3 5份、高碳铬铁15 25份、FeMo60_A (含钥60%的钥铁)4 6份、FeV50-A (含钒50%的钒铁)6 8份、FeSiRE23 (含稀土 23%的稀土硅铁)I 2份、镍粉0. 5 2份，以上各原料为市售产品。本发明的焊条，其中所述焊芯可选用本领域常用的焊芯材料，优选采用H08E焊条钢丝。本发明的焊条，用该焊条焊接熔敷金属的硬度为HRC55 61。本发明还涉及制备上述焊条的方法，将上述按重量比配好的焊条粉料加入到搅拌机中，首先干混25分钟，然后加入粘结剂搅拌30分钟，将均匀混合后的粉料取出，采用焊条压涂机制成焊条，将焊条烘干，即得。进一步地，本发明制备上述焊条的方法，其中优选所述焊条烘干温度工艺为低温35°C保温3小时，中温100°C保温I. 5小时，高温400°C保温I. 5小时。
进一步地，其中优选所述粘结剂为钾、钠氧化物质量比为3 1的水玻璃中加入5%。重量百分数的高锰酸钾溶液得到，水玻璃的模数为3. 0，波美浓度为48。本发明与现有技术不同之处在于，本发明焊条的药皮组分不同，药皮采用碱性低氢型渣系，采用45#雾化硅铁粉、金属锰、钛粉联合脱氧，并不加入含有结晶水的组成物如长石、白土子、天然云母等，这样组成使药皮具有脱硫及降氢能力，同时采用钛粉、FeMo60-A、FeV50_A、FeSiRE23、镍粉多种合金以合适重量配比联合作用，使焊缝金属致密晶粒细化，具有高硬度及高抗裂性能。现在市场销售的堆焊焊条，焊接前母材需要预热300°C以上，不然焊缝容易开裂，本发明的焊条焊接工艺简单可行，焊接前母材不用预热母材，焊接后堆焊金属不用热处理，即可达到所需硬度，避免了预热和热处理可能造成的模具开裂或变形。现在市场销售的堆焊焊条，焊后硬度低，要求热处理，甚至多次热处理才可达到所需硬度，造成模具修复成本高，修复工艺难度大，不宜掌握；本发明焊条焊后堆焊金属不用热处理，硬度既可达到> HRC55，并且无裂纹，适合现场焊接操作。现在市场销售的堆焊焊条，修复后模具寿命短，一般修复后寿命难以达到原有寿命。而本发明的焊条既可以常温下焊接，焊接工艺简单，成本较低，焊后刃口寿命与原模具相比可达到或提高I 2倍，可极大缩短模具制造的时间，变费为宝，为企业节约大量费用。
具体实施例方式以下结合实施例和试验数据，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。实施例I焊条药皮的具体组成为大理石40千克、萤石25千克、石英砂5千克、钛白粉2千克、45#雾化硅铁粉3千克、Ti粉6千克、金属锰3千克、高碳铬铁15千克、FeMo60-A4千克、FeV50-A 6千克、FeSiRE23 I千克、镍粉0.5千克。焊芯采用H08E焊条钢丝，粘结剂采用钾钠3 :1的水玻璃，水玻璃的模数为3. 0，波美浓度为48，并采用5%。的高锰酸钾溶液加入钝化。将配好的焊条粉料加入到搅拌机中，首先干混25分钟，然后加入水玻璃搅拌30分钟，将均匀混合后的粉料取出，采用45吨焊条压涂机制成焊条。焊条烘干温度工艺为低温35°C保温3小时，中温100°C保温I. 5小时，高温400°C保温I. 5小时。堆焊金属硬度HRC55 56。实施例2焊条药皮的具体组成为大理石40千克、萤石20千克、石英砂5千克、钛白粉2千克、45#雾化硅铁粉3千克、Ti粉6千克、金属锰3千克、高碳铬铁16千克、FeMo60-A5千克、FeV50-A 7千克、FeSiRE23 I千克、镍粉I. 5千克。焊芯采用H08E焊条钢丝，粘结剂采用钾钠3 1的水玻璃，水玻璃的模数为3. 0，波美浓度为48，并采用5%。的高锰酸钾溶液加入钝化。将配好的焊条粉料加入到搅拌机中，首先干混25分钟，然后加入水玻璃搅拌30分钟，将均匀混合后的粉料取出，采用45吨焊条压涂机制成焊条。焊条烘干温度工艺为低温35°C保温3小时，中温100°C保温I. 5小时，高温400°C保温I. 5小时。堆焊金属硬度HRC56 57。实施例3
焊条药皮的具体组成为大理石50千克、萤石35千克、石英砂7千克、钛白粉4千克、45#雾化硅铁粉3千克、Ti粉10千克、金属锰5千克、高碳铬铁21千克、FeMo60-A 6千克、FeV50-A 8千克、FeSiRE23 I千克、镍粉2千克。焊芯采用H08E焊条钢丝，粘结剂采用钾钠3 :1的水玻璃，水玻璃的模数为3. 0，波美浓度为48，并采用5%。的高锰酸钾溶液加入钝化。将配好的焊条粉料加入到搅拌机中，首先干混25分钟，然后加入水玻璃搅拌30分钟，将均匀混合后的粉料取出，采用45吨焊条压涂机制成焊条。焊条烘干温度工艺为低温35°C保温3小时，中温100°C保温I. 5小时，高温400°C保温I. 5小时。堆焊金属硬度HRC57 61。应用案例I哈飞汽车覆盖件冲裁模具刃口的焊接修复，冲裁模具材质为T10，淬火后硬度为HRC57，使用中经常发生崩刃，分别采用本发明焊条和市场销售的刃口修复焊条D322进行试验对比。采用本发明焊条的焊接工艺焊接前，先将模具刃口处用角向砂轮机修整为4mmX 4mm的坡口，将坡口两侧IOmm母材打磨出金属光泽，坡口内不得有油和锈，焊条的直径4. Omm,电流130 150A，焊条直流反接，母材不用预热直接焊接，焊接2层，焊后空冷，焊缝无裂纹，堆焊金属硬度HRC58，修复后模具使用寿命比原模具寿命提高30%。D322焊条焊接工艺焊接前，先将模具刃口处用角向砂轮机修整为4_X 4_的坡口，将坡口两侧IOmm母材打磨出金属光泽，坡口内不得有油和锈，焊条的直径4. Omm,电流130 150A，焊条直流反接。(I)首先，母材不用预热直接焊接，焊接2层，焊后空冷，刃口出现多条裂纹。(2)将母材预热到350°C，焊接2层，焊接后将模具用石棉被盖上缓冷，刃口没有裂纹，堆焊金属硬度HRC51，硬度偏低没有采用。本焊条与D322对比，具有焊接工艺简单，焊前母材不用预热，焊后堆焊金属没有裂纹，硬度> HRC55，使用寿命提高30%，可以满足刃口使用条件。应用案例2剪板机刀片刃口焊接修复。剪板机刀片材质为Crl2MoV，硬度HRC58，长度300_，可剪切8_以下到钢板，使用过程中产生崩刃，采用本焊条进行修复。修复工艺如下焊条直径3. 2mm,焊接电流115 125A，焊接前将刀片刃口部分修理成3mmX 3mm坡口，母材不预热直接焊接，焊接2层，焊后空冷，焊缝无裂纹，堆焊金属硬度HRC60。以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
权利要求
1.一种用于冷作模具刃口修复用的焊条，由焊芯和压涂在焊芯外的药皮组成，其特征在于，所述药皮含有以下重量份的组分大理石40 50份、萤石20 35份、石英砂5 7 份、钛白粉I 4份、45#雾化硅铁粉3 5份、Ti粉6 10份、金属锰3 5份、高碳铬铁 15 25 份、FeMo60-A 4 6 份、FeV50_A 6 8 份、FeSiRE231 2 份、镍粉 O. 5 2 份。
2.根据权利要求I所述的焊条，其特征在于所述焊芯采用H08E焊条钢丝。
3.根据权利要求I所述的焊条，其特征在于用该焊条焊接熔敷金属的硬度为 HRC55 61。
4.制备权利要求I所述焊条的方法，其特征在于将权利要求I所述的按重量比配好的焊条粉料加入到搅拌机中，首先干混25分钟，然后加入粘结剂搅拌30分钟，将均匀混合后的粉料取出，采用焊条压涂机制成焊条，将焊条烘干。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述焊条烘干温度工艺为低温35°C保温 3小时，中温100°C保温I. 5小时，高温400°C保温I. 5小时。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于所述粘结剂为钾钠31的水玻璃中加入 5%。重量百分数的高锰酸钾溶液得到，水玻璃的模数为3. 0，波美浓度为48。
全文摘要
本发明涉及一种冷作模具刃口修复用焊条，由焊芯和压涂在焊芯外的药皮组成，所述药皮含有以下重量份的组分大理石40～50份、萤石20～35份、石英砂5～7份、钛白粉1～4份、45#雾化硅铁粉3～5份、Ti粉6～10份、金属锰3～5份、高碳铬铁15～25份、FeMo60-A 4～6份、FeV50-A 6～8份、FeSiRE23 1～2份、镍粉0.5～2份。本发明的焊条焊接工艺简单可行，焊接前不用预热模具，焊后不用热处理，避免了预热和热处理可能造成的模具开裂或变形。焊后堆焊金属不用热处理硬度既可达到≥HRC55，并且无裂纹，适合现场焊接操作。焊后刃口寿命与原模具相比可达到或提高1～2倍，可极大缩短模具制造的时间。
文档编号B23K35/40GK102974959SQ20121048663
公开日2013年3月20日 申请日期2012年11月26日 优先权日2012年11月26日
发明者马春雷, 王新年, 侯忠义, 宁亮亮, 赵娜, 张振华 申请人:黑龙江农业工程职业学院