專利名稱：一種高鉻鑄鐵明弧堆焊藥芯焊絲及其制備的制作方法
技術領域：
本發明涉及焊接材料技術領域，特別涉及一種高鉻鑄鐵明弧堆焊藥芯焊絲及其制備方法。
背景技術：
高鉻鑄鐵材料具有比較好的耐磨性及一定的耐腐蝕性能，國內企業在進行磨煤輥堆焊、磨盤堆焊時通常使用這種材料，同時會采用埋弧焊絲搭配焊劑實施堆焊。但其存在著以下的缺點焊縫熔深較大，母材對材料的稀釋比較嚴重，往往需要堆焊多層才能達到所需的硬度值HRC60，因而堆焊材料的浪費不可避免；另外，由于埋弧焊施焊時必須遵守的操作規范多且嚴格，包括施焊操作必須增加一些裝置；同時，它還需要搭配焊劑來進行保護，這些都造成了施工成本的上升以及工作上的不便。

發明內容
本發明人經過大量研究實驗，開發出了一種高鉻鑄鐵明弧堆焊藥芯焊絲。本焊絲具有自保護即可直接焊接不需焊劑保護、無需清渣、熔深淺、母材對焊接材料的稀釋率小等特點，且可明弧焊接，能間接觀察熔池，方便調節焊絲工藝性能。本發明采用以下技術方案實現
藥芯焊絲的外表鋼帶材料采用優質低碳冷軋鋼帶，藥芯的質量分數組成為高碳鉻鐵 40 60%，石墨1 6%，電解錳4 8%，低硅鐵2 6%，金屬鉻10 30%，鋁鎂合金8 15%， 其它合金10 20%。為了獲得更好的效果，優選其它合金為還原鐵粉。本發明藥芯焊絲采用行業內通用的常規生產制造工藝即可制備，為了實現最佳綜合性能，藥粉原材料優選高碳鉻鐵的碳含量大于8%，鉻含量大于60%，石墨的碳含量大于 80%,電解錳的錳含量大于等于99%，金屬鉻的鉻含量大于等于99%，低硅鐵的硅含量為40 46%;上述各種原材料均過60目篩。本發明藥芯焊絲的耐磨、耐蝕機理
高鉻鑄鐵堆焊層的合金系為Fe-Cr-C，它的強化相主要是碳化物，其耐磨性的好壞是由碳化物的種類、數量、尺寸、形態和分布決定的，另外基體組織對耐磨性也有一定的影響。高鉻鑄鐵中的碳化物有三種形式，它們分別是(Cr、Fe)3C，(Cr、Fe)7C3和(Cr、Fe)23C6。 這三種碳化物具有不同的晶體結構和硬度，(Cr、Fe) 3C為滲碳體型碳化物，具有斜方晶體結構，顯微硬度為840 1100 HV。(Cr、Fe) 7C3有兩種晶體形態，共晶(Cr、Fe)7C3為板條狀，初生(Cr、i^e)7C3具有六方棱柱結構，且初生(Cr、狗)7C3硬度較高，顯微硬度在 1400HV以上。Cr23C6為面心立方結構，其顯微硬度約為1000 1100HV。因此為提高耐磨性，堆焊層中應含有大量的初生(Cr、Fe)7C3。 本發明的優點和特點是
1.采用本發明藥芯焊絲焊接時，無需加任何焊劑和保護氣體便可直接進行堆焊，降低了施工成本，減少了操作上的不便。2.稀釋率低，電弧穩定。3.焊縫無渣，且具有超高的硬度和耐蝕性能。
具體實施例方式為了理解本發明，下面結合實施例進一步說明本發明，但不限制本發明。實施例1 4 制備本發明高鉻鑄鐵明弧堆焊藥芯焊絲
焊絲的外表鋼帶采用低碳冷軋鋼帶，寬度為16mm，厚度為0. 30mm ；其化學成分如表1 所示。表1、低碳冷軋鋼帶化學成分(質量分數)
CMnSiSPsS 0. 050. 18-0. 26sS 0. 10sS 0. 03sS 0. 03
按表2取各原料粉，混合均勻，裝入藥芯焊絲成型機的添粉裝置中，給逐步軋制成型的藥芯焊絲均勻添加藥粉。再經過拉絲機將焊絲拔制成直徑為2. 4 3. 2毫米的藥芯焊絲。
表2高鉻鑄鐵明弧堆焊藥芯焊絲藥粉質量分數配方 (％)
m.觀δ 77隱 ilNllBIW纖逐擺配方纖ΙιΧ Ιτ;*:mww- 紐mmi 麵2α so45 504 6 3 6416 10 14 Ii15 13mtm 64m w1Z5雄4GO2 I 643 Ii10
實驗例1 4
用本發明實施例1-4所制備的藥芯焊絲，采用平特性電源的焊機直接進行堆焊，堆焊電流選用400A，試板為普通低碳鋼板，尺寸為200X100X20mm，堆焊三層。觀測到焊縫表面有橫向微裂紋，裂紋的出現能降低堆焊過程產生的應力，防止剝落。實驗例5 8
對本發明實施例1-4所制備的藥芯焊絲進行測試，測試結果如表3。
表3實施例1 - 4高鉻鑄鐵明弧堆焊熔敷金屬化學成分(質量分數)
平均硬度(HRC)CMnSiSPCr其它實施160. 24. 881. 801. 500. 0140. 01525. 83. 0實施260. 54. 901. 821. 520. 0120. 01626. 03. 0實施360. 84. 921. 781. 550. 0150. 01826. 23. 0實施461. 05. 001. 851. 500. 0130. 01626. 43. 0
權利要求
1.一種高鉻鑄鐵明弧堆焊藥芯焊絲，由低碳冷軋鋼帶外皮內裹藥芯構成，其特征在于藥芯的質量分數組成為高碳鉻鐵40 60%，石墨1 6%，電解錳4 8%，低硅鐵2 6%， 金屬鉻10 30%，鋁鎂合金8 15%，其它合金10 20%。
2.根據權利要求1所述的一種高鉻鑄鐵明弧堆焊藥芯焊絲，其特征在于藥芯的質量分數組成為高碳鉻鐵40 60%，石墨1 6%，電解錳4 8%，低硅鐵2 6%，金屬鉻10 30%，鋁鎂合金8 15%，還原鐵粉10 20%。
3.如權利要求1所述的一種高鉻鑄鐵明弧堆焊藥芯焊絲的制備方法，其特征在于制備藥芯選取的藥芯原料為高碳鉻鐵的碳含量大于8%，鉻含量大于60%，石墨的碳含量大于 80%,電解錳的錳含量大于等于99%，金屬鉻的鉻含量大于等于99%，低硅鐵的硅含量為40 46%;使用前將其過60目篩。
全文摘要
本發明涉及一種高鉻鑄鐵明弧堆焊藥芯焊絲，藥芯的質量分數組成為高碳鉻鐵40～60%，石墨1～6%，電解錳4～8%，低硅鐵2～6%，金屬鉻10～30%，鋁鎂合金8～15%，其它合金10～20%；以本發明藥芯焊絲焊接時，稀釋率低電弧穩定，焊縫無渣并具有超高的硬度和耐蝕性能，且無需加任何焊劑和保護氣體便可直接進行堆焊，降低了施工成本，減少了操作上的不便。
文檔編號B23K9/18GK102513742SQ20111044695
公開日2012年6月27日 申請日期2011年12月28日 優先權日2011年12月28日
發明者楊天文, 楊敬雷, 楊新祿, 楊鋼, 鄭子新, 鄭子行 申請人:天津大橋金屬焊絲有限公司