专利名称：锰钢堆焊用特种电焊条的制作方法
技术领域：
本发明属于焊接材料，特别是指堆焊锰钢用焊接材料。
含1.4～13％的锰钢在机械、冶金、矿山等行业中广泛应用。如矿山的矿石破碎机的破碎壁、轴、锷板，采矿车的履带板，烧结厂的粉碎机，发电厂的排煤机轮，线材厂的绕线轮等均为高锰钢。据不完全统计，这些易磨损件仅鞍钢每年就耗资近亿元，全国使用高锰钢的厂矿每年耗资显然是十分巨大的。如能将报废的高锰钢部件加以修复，以旧顶新，则有重大的经济意义。
目前，国内外用于耐磨部件高锰钢的修复均不采用焊接方法。因为焊接高锰钢需要焊条成分中含有大量镍金属，而镍金属的价格比较昂贵，从经济角度来看比较不合算，因此耐磨锰钢件使用到一定程度后就自动报废。国内有些单位试图用Mn、Cr、V等焊条对矿山用破碎机的破碎壁进行焊接修复，但结果不理想。有的单位试用喷涂法，用Ni-W-B-Si粉对锰钢部件进行喷涂，以增加其耐磨性和强度，其结果不但成本很高，效果也不理想。
本发明的目的就是设计一种新型锰钢堆焊焊条，它可以在锰钢新品和旧品再生件上堆焊，其焊肉强度和耐磨性上赶上和超过锰钢本体，且其和本体结合良好，不产生裂纹和其它缺陷。
本发明的锰钢堆焊用电焊条的熔敷金属的化学成分为(重量百分比)为C＝0.08～0.25；Si＝0.30～1.50；Mn＝3.0～15.0；Cr＝5.0～15.0；Ni＝0.5～2.0；B＝0.005～0.1；P≤0.03；S≤0.03，其余为Fe。本发明焊条熔敷金属加入高Mn是为了焊肉形成奥氏体以防止冷热裂纹，经冷作硬化后形成马氏体耐磨层。加入高Cr是为了形成高耐磨性能的碳化物质点，增强耐磨性。加入适量的Ni是为了提高焊缝的抗裂性。加入适量的B是为了细化晶粒，增加焊肉的强韧性。本发明焊条，为了使焊肉的S、P含量降到0.03％以下，在焊条的药皮中加入强脱S、P元素Si-Ca合金和Re元素。其加入量(重量百分比)Si-Ca＝0.5～1.0；Re＝0.1～0.5。同时为了减少过热和加强焊肉与本体结合强度在药皮中加入了降低熔点元素Nd及B-Si粉，其加入量(重量百分比)为Nd＝0.1～0.5；B-Si粉＝0.5～1.0。
采用本发明焊条堆焊高锰钢部件，在焊接时采用冷焊。在室温≥10℃时，焊前不预热，焊后不需热处理；在室温＜10℃下焊接时，可将焊件预热到50～80℃，保温1～1.5小时，焊件热透，即可焊接；焊后将焊件用砂子或白灰埋上24小时后，可取出清理。
本发明焊条焊后的堆焊层的金相组织为奥氏体＋马氏体＋弥散碳化物，堆焊层的硬度HRc≥20。
采用本发明设计出的新型锰钢堆焊焊条具有焊接工艺简单，焊肉强度高，耐磨性能高于本体耐磨性，且焊肉和本体结合牢固，不产生冷热裂纹，使用时不脱落，修复后部件寿命甚至超过原件使用寿命，因此降低了生产成本，提高了企业的经济效益。
下面是
具体实施例方式1.利用本发明焊条对鞍钢一发电厂用废排煤轮进行了修补堆焊。排煤轮材质为45Mn2，其化学成分为C＝0.42～0.49，Si＝0.34，Mn＝1.8，余下为Fe。其焊条的熔敷金属的成分(％)为C＝0.18，Si＝0.55，Mn＝13.2，Cr＝14.5，Ni＝1.5，B＝0.02，P＝0.030，S＝0.030，余下为Fe，药皮中Si-Ca合金含量为0.5，Re＝0.3，Nd＝0.5，B-Si粉为1.0。焊接时室温20℃，采取冷焊，焊后没有进行热处理，用砂子埋24小时后取出。原一对新排煤轮使用一个月左右，现已使用半年上，提高使用寿命3倍以上。
2.用本发明焊条对鞍钢钢绳厂旧绕线轮进行堆焊。绕线轮的材质为50Mn2，其化学成分为(％)C＝0.52，Si＝0.32，Mn＝1.8，余下为Fe。其焊条的熔敷金属的成分(％)为C＝0.16，Si＝0.62，Mn＝12.8，Cr＝13.4，Ni＝1.8，B＝0.01，S＝0.025，P＝0.030，余下为Fe。药皮中Si-Ca合金含量为0.7，Re＝0.3，Nd＝0.4，B-Si粉为0.8。焊接时室温2℃，此时将绕线轮预热到70℃，保温1.5小时，焊接时室温控制在20℃以上，焊后用白灰埋24小时后取出。经过使用后测定，原绕线轮的磨损量达10mm/年，而用本发明焊条堆焊后的绕线轮的磨损量仅为2.5mm/年，其耐磨性能提高4倍。
3.本发明焊条对鞍钢齐大山铁矿的磨矿机破碎壁进行堆焊。破碎壁材质为M13，其化学成分为(％)C＝1.1，Mn＝13.0。本发明焊条熔敷金属化学成分(％)为C＝0.21，Si＝0.45，Mn＝13.5，Cr＝12.8，Ni＝1.3，B＝0.1，S＝0.028，P＝0.030，余下为Fe。药皮中Si-Ca合金含量为0.7，Re＝0.2，Nd＝0.4，B-Si粉为0.9。焊接时室温-5℃，焊接前将焊件预热至72～75℃，保温1.5小时，取出后在室温20～25℃焊接，焊后用白灰埋24小时后取出。原破碎壁使用寿命为10天左右，现使用40天以上，其使用寿命提高4倍以上。
权利要求
1.一种锰钢堆焊用电焊条，其特征是它的熔敷金属化学成分(重量百分比)为C＝0.08～0.25；Si＝0.30～1.50；Mn＝3.0～15.0；Cr＝5.0～15.0；Ni＝0.5～2.0；B＝0.005～0.1；P≤0.03；S≤0.03，余下为Fe 。
2.如权利要求1所述的一种锰钢堆焊用电焊条，其特征是在焊条的药皮中加入强脱磷硫元素和物质Si-Ca合金和Re元素，同时还加入减少过热抗裂纹物质和元素B-Si粉和Nd，其加入量为(重量百分比)Si-Ca＝0.5～1.0；Re＝0.1～0.5；Nd＝0.1～0.5；B-Si粉＝0.5～1.0。
3.如权利要求1所述的一种锰钢堆焊用电焊条，其特征是它在焊接时采用冷焊，即在室温≥10℃时，焊前不预热，焊后不需热处理；在室温＜10℃下焊接时，可先将焊件预热到50～80℃，保温1～1.5小时焊件热透，即可焊接；焊后的件用砂子或白灰埋24小时后，可取出清理。
全文摘要
一种锰钢堆焊用电焊条，其熔敷金属的化学成分(重量百分比)为C＝0.08～0.25；Si＝0.30～1.50；Mn＝3.0～15.0；Cr＝5.0～15.0；Ni＝0.5～2.0；B＝0.005～0.1；P≤0.03；S≤0.03，其余为Fe，其药皮中加入了强脱磷硫元素及抗裂纹元素Re、Si-Ca合金、Nd和B-Si粉，其加入量(重量百分比)为Re＝0.1～0.5；Si-Ca＝0.5～1.0；Nd＝0.1～0.5；B-Si＝0.5～1.0。这种焊条操作工艺简单，可广泛用于易磨损锰钢件的修复。
文档编号B23K35/36GK1125652SQ9411274
公开日1996年7月3日 申请日期1994年12月29日 优先权日1994年12月29日
发明者任万祥, 郑重俭, 高辉光, 翟晓莉 申请人:鞍山钢铁公司, 鞍山钢铁公司钢铁研究所