專利名稱：復合雙金屬冷剪刃綠色再制造技術用堆焊焊條的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種材料科學與工程領域，特別是涉及一種復合雙金屬冷 剪刃綠色再制造技術用堆焊焊條。
背景技術：
冷剪刃是軋鋼生產中成品板材剪邊的關鍵部件，其材質的好壞直接影 響著產品的質量和生產效率。冷剪刃、圓盤剪刃在剪切熱成品鋼板的工況
下，其自身溫升約在200-400 。C之間，要求其能夠穩定保持各項力學性能， 特別是熱強性、高溫硬度、耐磨性和韌性。在工作時要承受大的沖擊載荷 和強烈的震動擠壓，常常發生壓塌、崩刃和剝落，使用壽命較短。雖然人 們在尋求各種各樣的方式(如熱處理、微合金化等)來提高冷剪刃的使用 壽命，但是，由于其表面過渡磨損，冷剪刃最終還是要^^廢的。
采用堆焊可以修復廢舊的冷剪刃，但是，因其碳當量較高，若采用傳 統的堆焊方法，即使采用焊前預熱、焊后熱處理。在堆焊過程中及焊后使 用中也極易開裂。從而限制了堆焊技術的廣泛應用。因此，堆焊修復冷剪 刃已成為國內外的一個研究熱點。
冷剪刃一般是由含有合金元素的5CrW2Si、6Cr2W2Si、H13、MC5、55CrNiW 等制造。整體制造冷剪刃等零部件不僅費用昂貴，而且由于工作層僅在表 面，內部貴重合金元素的優勢不能完全發揮出來。若采用綠色再制造技術 制造冷剪刃，即零部件的基體和表層采用不同性能的材料，不僅可發揮零 部件的綜合技術性能和材料的工作潛力，還能節約大量的貴重合金。
再制造技術是利用原有零部件，采用高新的表面工程技術及其它加工 技術使零部件恢復尺寸、形狀和性能，形成再制造毛坯，經加工過程形成 再制造的產品。特別是綠色再制造是以優質、高效、節能、節材、環保為 主要目標，統籌考慮零部件整個壽命周期內的再制造策略，從而使報廢(退 役)產品在對環境污染最小，資源利用率最高的情況下重新達到最佳的性 能。
因此，研制一種具有較高耐磨性的堆焊焊條，應用于堆焊修復廢舊冷剪刃，或基體采用普通碳鋼在其上堆焊一層高耐磨的熔敷金屬制造雙金屬復 合冷剪刃，不僅將產生巨大的經濟效益，而且還會產生巨大的社會效益。

發明內容
為了能夠實現對冷剪刃進行堆焊修復及綠色再制造，本發明提高一種 復合雙金屬冷剪刃綠色再制造技術用堆焊焊條，該發明在冷剪刃焊前不需 進行預熱，焊后不用熱處理的情況下進行堆焊修復。
本發明解決其技術問題所釆用的技術方案是這種復合雙金屬冷剪刃 綠色再制造技術用堆焊焊條，其焊條藥皮的化學成分為wt%:鈦白粉1 2%, 大理石30 40°/。，安石15 25°/。，石英3 7%，白土子2 4%，高石友4各4失4 8%，高碳錳鐵2 5%，珪鐵2 5%，鈥鐵6 9%，鉬鐵6 9%，镩氧化物2 4%，鑭氧化物2 4%，金屬鎳2 5%，鎢鐵6 9°/。，石墨1 4%，純堿0 2%; 焊芯為H08A鋼焊絲。采用的粘結劑水玻璃的模數為2. 7 3. 0,濃度(波美 度)為48 50。對于硅鐵、高碳鉻鐵和高碳錳鐵使用前需要進行鈍化處理， 鈍化工藝硅鐵粉末為720 750°C，高碳鉻鐵粉末為550 600°C，高碳錳鐵 粉末為300 350°C，并且所述金屬粉末均保溫1小時。
冷剪刃堆焊焊條設計的原則是根據冷剪刃在使用過程中，不僅要求堆 焊修復及再制造后的冷剪刃在其工作時要具有較高的耐磨性，而且還要求 堆焊后具有較高的抗開裂性能和抗沖擊性能。從提高堆焊金屬的耐磨性角 度考慮，堆焊金屬要具有一定的含碳量，并有適量的鉻、錳、硅等合金元 素，保證基體的強度，還要加入一定量的鴒和鉬元素，在一次回火和兩次 回火過程中以鎢和鉬的石友化物形式析出，彌散分布在基體上，產生二次硬 化作用，提高其耐磨性。從提高堆焊金屬的抗開裂性能和抗沖擊性能角度 考慮，過量的碳會提高堆焊金屬的淬硬性，增加片狀馬氏體的數量，從而
增加堆焊金屬的開裂傾向；而添加鈦可以細化晶粒，添加鎳可以提高奧氏
體穩定性，減緩奧氏體向片狀馬氏體的轉變，增加殘余奧氏體量，提高堆
焊金屬的塑、韌性；特別是添加稀土氧化物可以脫氧、脫硫，凈化堆焊熔 池，而且細化結晶晶粒，變質夾雜物，均可以提高堆焊金屬的抗開裂性能。 因此，新型堆焊及再制造焊條的設計原則為1)、控制適當的含碳量，保證適當堆焊金屬的硬度；2)、加入適量的鉻、錳、硅等合金元素，保證堆 焊金屬具有較高的強硬性；3)、加入一定量的鎢和鉬元素，在回火過程中 彌散析出鴒和鉬的碳化物，產生二次硬化作用，提高其耐磨性；4)、加入 適量稀土氧化物，以改善焊后一次結晶組織和二次結晶組織，變質夾雜物； 5)、加入適量的鎳元素，使堆焊組織中保留大量的殘余奧氏體，以增加冷 剪刃的韌性，同時，降低馬氏體相變溫度Ms點，改善應力分布。通過成分 調整和優化，使冷剪刃堆焊金屬的硬度在HRC50 ~ 60之間范圍。
本發明的有益效果是采用本發明的堆焊坪條對冷剪刃進行堆焊修復 及綠色再制造，簡化了制造方法，減少了能源消耗，避免了制造過程對環 境的污染；通過免預熱和免熱處理堆焊使廢舊的冷剪刃恢復了原來的形狀 和尺寸，并且提高了其使用壽命，再制造的冷剪刃使用壽命長于原冷剪刃3 倍左右，真正實現了綠色再制造。本發明對解決我國冶金機械行業所普遍 存在的冷剪刃進行堆焊修復及綠色再制造這一難題具有重要的現實意義， 其市場空間十分廣闊。
具體實施例方式
實施例
下面公開是本發明的一個實施例，在該實施例中，堆焊焊條藥皮的化 學成分重量百分比為鈦白粉1, 4%，大理石30. 9%，螢石16. 1%,石英4, 2%, 白土子2. 8%,高碳鉻鐵5. 2%,高碳錳鐵3. 8%，硅鐵3. 8%，鈦鐵7. 0%，鉬 鐵7. 8°/。，鈰的氧化物2. 0%，鑭的氧化物2. 0%，金屬鎳2. 4%，鴒鐵6. 3%， 石墨3. 8%，純堿0. 5%。焊芯采用H08A鋼焊絲。粘結劑水玻璃的模數為2. 7 3.0,濃度(波美度)為48 50。對于硅鐵、高碳鉻鐵和高碳錳鐵使用前需 要進行鈍化處理，鈍化工藝硅鐵粉末為73(TC，高碳4各鐵粉末為560°C，高 碳錳鐵粉末為320°C,以上金屬粉末均保溫1小時。將上述配方中的相關粉 末采用混料機進行混合，然后加入水玻璃攪拌均勻，用焊條涂敷機擠壓出 焊條，在250 30(TC對焊條進行烘干，然后進行磨頭磨尾。
采用上述制造的堆焊焊條對報廢的冷剪刃進行再制造，焊前對焊條在 300 - 40(TC烘干1小時，去除藥皮中的結晶水，使用直流焊機，進行反接， 焊接電流為1S0 200A,焊接電壓為70 80V。經焊前不用對冷剪刃進行預熱、焊后不用進行熱處理，通過堆焊再制造的冷剪刃表面的硬度為HRC43, 對其進行機械加工，達到原冷剪刃的尺寸要求，加熱到55(TC進行二次回火 處理，其表面硬度可以達到HRC57,對處理后的冷剪刃進行磨削加工，去除 表面氧化皮。經堆焊修復或再制造的冷剪刃可以代替經整體鑄造生產的冷 剪刃，不僅減少了制造工序，節省了原料和能源，同時更提高了使用壽命。
權利要求
1.一種復合雙金屬冷剪刃綠色再制造技術用堆焊焊條，其特征是焊條藥皮的化學成分為wt％鈦白粉1～2％，大理石30～40％，螢石15～25％，石英3～7％，白土子2～4％，高碳鉻鐵4～8％，高碳錳鐵2～5％，硅鐵2～5％，鈦鐵6～9％，鉬鐵6～9％，鈰氧化物2～4％，鑭氧化物2～4％，金屬鎳2～5％，鎢鐵6～9％，石墨1～4％，純堿0～2％；焊芯為H08A鋼焊絲；采用的粘結劑水玻璃的模數為2.7～3.0，波美度為48～50。
2. 根據權利要求1所述的復合雙金屬冷剪刃綠色再制造技術用堆焊焊 條，其特征是對于硅鐵、高碳鉻鐵和高碳錳鐵使用前需要進行鈍化處理， 鈍化工藝硅鐵粉末為720 750°C，高碳鉻鐵粉末為550 600°C，高碳錳鐵 粉末為30Q 35(TC，并且上述金屬粉末均保溫1小時。
全文摘要
本發明公開一種復合雙金屬冷剪刃綠色再制造的堆焊焊條，焊條藥皮的化學成分為wt％鈦白粉1～2％，大理石30～40％，螢石15～25％，石英3～7％，白土子2～4％，高碳鉻鐵4～8％，高碳錳鐵2～5％，硅鐵2～5％，鈦鐵6～9％，鉬鐵6～9％，鈰氧化物2～4％，鑭氧化物2～4％，金屬鎳2～5％，鎢鐵6～9％，石墨1～4％，純堿0～2％；焊芯為H08A鋼焊絲；采用的粘結劑水玻璃的模數為2.7～3.0，波美度濃度為48～50。本堆焊焊條可以不用焊前預熱、焊后熱處理對廢舊冷剪刃進行堆焊再制造，堆焊金屬具有較高的抗開裂性能，且硬度適中(HRC40～45)，可以進行機械加工。通過焊后在500～600℃回火處理，堆焊金屬的硬度可以達到HRC55～60，并且具有較高的耐磨性。
文檔編號B23K35/22GK101406996SQ20081007964
公開日2009年4月15日 申請日期2008年10月22日 優先權日2008年10月22日
發明者楊慶祥 申請人:燕山大學