本發(fā)明屬于焊接材料領域，具體涉及一種耐磨堆焊自保護藥芯焊絲，適用于鋼鐵廠的軋輥、火力發(fā)電廠的磨煤輥、工程挖掘機械、礦山機械的表面改性、復合制造和再制造等方面。

背景技術：

氮與碳均為間隙溶質原子，都能形成彌散分布的第二相質點，并且氮對焊接性能影響較小，在焊接過程中不會出現裂紋。充分利用氮的強化原理，在耐磨堆焊材料中引入適量的氮，通過氮合金化改性，利用像Ti、Nb和V這樣的微合金元素形成有利的氮化物，即可彌補碳含量減少造成焊層硬度的降低，又能在耐磨堆焊材料中獲得較高強度、抗磨損等優(yōu)異的表面性能，成為提高耐磨堆焊材料綜合性能的新途徑。

目前焊接材料中加氮合金的方法主要是通過加含氮合金粉末的方法來實現，比如加含氮的鉻、錳、釩等鐵合金粉末，這些加入的含氮合金粉末價格昂貴，并且過渡系數低，造成了極大的資源浪費。

技術實現要素：

針對上述問題，本發(fā)明提供了一種耐磨堆焊自保護藥芯焊絲，可利用空氣中的自然氮氣進行合金化，焊接工藝性能良好，堆焊層表面硬度高且分布均勻。

為解決以上問題，本發(fā)明通過以下技術方案實現：

一種耐磨堆焊自保護藥芯焊絲，包括低碳空心焊絲和設在所述空心焊絲內的粉體藥芯，所述粉體藥芯包括以下重量百分比的原料：低碳鉻鐵40～60％、金紅石5～15％、大理石0～5％、螢石2～10％、鋯英石2～10％、脫氧劑5～15％、鈦鐵5～10％、鈮鐵3～8％和釩鐵3～8％。

優(yōu)選的，所述粉體藥芯包括以下重量百分比的原料：低碳鉻鐵50～55％、金紅石7～12％、大理石1～3％、螢石5～8％、鋯英石3～5％、脫氧劑8～12％、鈦鐵5～6％、鈮鐵4～6％和釩鐵4～6％。

優(yōu)選的，所述低碳空心焊絲為H08A或H10鋼制件，碳含量不大于0.2wt％。

優(yōu)選的，所述低碳鉻鐵的碳含量為0.15～0.50wt％。

優(yōu)選的，所述粉體藥芯在所述的空心焊絲內的填充率為30～40wt％。

優(yōu)選的，所述脫氧劑為鋁粉、硅鐵和錳鐵按重量比1:1:1的混合。

其中，各原料作用如下：

低碳鉻鐵：向堆焊層金屬過渡合金元素。金紅石：造渣，穩(wěn)定焊接電弧，改善焊接工藝性能。螢石：造渣和除氫，實現低氫型焊條，充分保證機械性能。大理石：可以增加液態(tài)熔池的攪拌力度，同時利于造渣。鋯英石：改善焊接工藝性能。脫氧劑：采用特定比例的Al、Si、Mn聯合脫氧，排除焊縫中的氧，使得被電弧分解的氮離子順利的進入到熔池金屬內部，進而增加堆焊層金屬的強度和硬度。鈦鐵、鈮鐵、釩鐵：固氮合金，在堆焊合金中形成硬質耐磨相。

上述耐磨堆焊自保護藥芯焊絲由以下步驟制成：將所述粉體藥芯各原料混合，攪拌均勻，然后填充于所述空心焊絲中，依次進行軋制、拉拔，得到本發(fā)明耐磨堆焊自保護藥芯焊絲。

本發(fā)明具有以下積極有益效果：

(1)通過大量的試驗，發(fā)明人研究開發(fā)出本發(fā)明利用空氣進行氮合金化的耐磨堆焊自保護藥芯焊絲。本發(fā)明科學設計藥芯組分，利用電弧熱作用，使空氣中大量的氮氣發(fā)生分解并被熔池金屬吸收，進而實現焊縫金屬的氮合金化，可有效降低焊接材料的成本。

(2)本發(fā)明自保護藥芯焊絲的焊接過程是直接在空氣中進行的，利用空氣中的氮能進入熔池，采用鈦、鈮和釩強固氮合金元素進行氮合金化，提高了堆焊層的硬度和強度，增強了耐磨性能。

(3)本發(fā)明藥芯焊絲焊接工藝性能良好，堆焊層金屬中的含氮量為0.6～0.12％，堆焊層表面硬度分布均勻，平均硬度可在HRC40～58范圍內。

附圖說明

圖1為本發(fā)明耐磨堆焊自保護藥芯焊絲的制備方法流程圖。

具體實施方式

以下結合具體實施例，對本發(fā)明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

實施例1

一種耐磨堆焊自保護藥芯焊絲，包括H08A低碳鋼空心焊絲和設在所述空心焊絲內的粉體藥芯，所述粉體藥芯由以下重量百分比的原料組成：低碳鉻鐵50％、金紅石12％、大理石3％、螢石8％、鋯英石5％、脫氧劑(鋁粉、硅鐵和錳鐵按重量比1:1:1的混合)8％、鈦鐵6％、鈮鐵4％、釩鐵4％，填充率為33wt％。見圖1，由以下步驟制成：將所述粉體藥芯各原料混合，攪拌均勻，然后填充于所述空心焊絲中，依次進行軋制、拉拔，得到本發(fā)明耐磨堆焊自保護藥芯焊絲。

藥芯焊絲堆焊層平均硬度HRC58。

實施例2

一種耐磨堆焊自保護藥芯焊絲，包括H08A低碳鋼空心焊絲和設在所述空心焊絲內的粉體藥芯，所述粉體藥芯由以下重量百分比的原料組成：低碳鉻鐵55％、金紅石7％、大理石1％、螢石5％、鋯英石3％、脫氧劑(鋁粉、硅鐵和錳鐵按重量比1:1:1的混合)12％、鈦鐵5％、鈮鐵6％、釩鐵6％，填充率為35wt％。制備方法同實施例1。

藥芯焊絲堆焊層平均硬度HRC55。

實施例3

一種耐磨堆焊自保護藥芯焊絲，包括H10低碳鋼空心焊絲和設在所述空心焊絲內的粉體藥芯，所述粉體藥芯由以下重量百分比的原料組成：低碳鉻鐵60％、金紅石5％、大理石5％、螢石2％、鋯英石2％、脫氧劑(鋁粉、硅鐵和錳鐵按重量比1:1:1的混合)5％、鈦鐵10％、鈮鐵3％、釩鐵8％，填充率為30wt％。制備方法同實施例1。藥芯焊絲堆焊層平均硬度HRC45。

實施例4

一種耐磨堆焊自保護藥芯焊絲，包括H10低碳鋼空心焊絲和設在所述空心焊絲內的粉體藥芯，所述粉體藥芯由以下重量百分比的原料組成：低碳鉻鐵40％、金紅石7％、螢石10％、鋯英石10％、脫氧劑(鋁粉、硅鐵和錳鐵按重量比1:1:1的混合)15％、鈦鐵5％、鈮鐵8％、釩鐵3％，填充率為40wt％。制備方法同實施例1。藥芯焊絲堆焊層平均硬度HRC48。

以上實施例中的自保護藥芯焊絲，與市售同類型藥芯焊絲相比，成本可節(jié)約10％以上，耐磨性能提高30％以上。

本發(fā)明并不局限于上述具體實施方式，本領域技術人員還可據此做出多種變化，但任何與本發(fā)明等同或者類似的變化都應涵蓋在本發(fā)明權利要求的范圍內。