專利名稱：時效硬化工具鋼鎢極氬弧焊金屬粉芯堆焊焊絲的制作方法
一種時效硬化工具鋼鎢極氬弧焊金屬粉芯堆焊焊絲屬于金屬粉芯焊絲制造技術領域。
時效硬化工具鋼是指具有典型工具鋼特性，但不象現有普通工具鋼通過碳化物析出產生二次硬化，而是通過金屬間化合物析出，即通常所說的時效，獲得高硬度及熱強性的一種新型的工具材料。時效硬化工具鋼含碳量極低，在淬火狀態硬度不高，容易進行切削加工，時效后硬度大幅度提高，可用于高硬度耐磨零件的制造。但是由于時效硬化工具鋼需要真空冶煉、材料價格昂貴、鍛造性能不太理想，影響了該種合金鋼在工業生產中的實際應用。
堆焊是用焊接方法在零件表面堆敷一層具有耐磨、耐熱、耐腐蝕等特殊性能的熔敷金屬或改變零件外形尺寸的工藝過程。如何使零件表面獲得高硬度、高韌性、高紅硬性和具有良好耐磨性的堆焊層，是目前急待解決的關鍵問題。但是，目前傳統的高硬度耐磨堆焊焊絲和焊條都是通過碳化物的析出使金屬強化的，由于其含碳量高，堆焊金屬韌性很差，極易產生裂紋，而且硬度也滿足不了使用的要求。
本發明的目的在于針對現有技術中存在的問題，提供一種高硬度、高韌性、高紅硬性及具有良好耐磨性的時效硬化工具鋼鎢極氬弧焊金屬粉芯堆焊焊絲。
本發明的特征是金屬粉芯中各種粉料的重量配比為Co7～46％，Ni3～28％，Mo0～30％，Fe-Mo0～40％，W0～40％，Fe-W0～46％，Ti0～6％，Al0～4％，RE0～2％，Te0～2％，Se0～1．5％，Cr0～1％，其余為Fe粉，RE為混合稀土，各選擇性組分中至少有一種不為零，粉芯占焊絲的重量百分比即加粉系數為30～52％。
該焊絲熔敷金屬成分(重量％)為C≤0．03％，Co3～20％，Ni1～14％，Mo3～16％，W5～25％，Ti0～2％，Al0～1％，RE≤0．06％，Te≤0．05％，Se≤0．05％，Cr≤0．5％，Mn≤0．5％，Si≤0．5％，P≤0．02％，S≤0．02％，余量為Fe。
焊絲采用粉芯線材常規工藝制作，焊絲外皮選用優質低碳鋼鋼帶，焊絲粉芯由各種金屬粉按比例混合而成，通過焊絲成形機將金屬粉包裹在鋼帶中，并采用拔絲機使焊絲減至使用直徑。在焊絲制作過程中，采用超聲波清洗去除鋼帶表面的油污、銹蝕和水分，并嚴格控制加粉系數及粉芯材料的均勻性，最大限度的降低C、S、P等雜質的來源和含量。
本發明提供的時效硬化工具鋼鎢極氬弧焊金屬粉芯堆焊焊絲，焊接時飛濺小、焊縫成形美觀。堆焊層金屬具有典型工具鋼特性，而且焊后在較快速度冷卻條件下不易產生裂紋，硬度為HRC 45左右，時效后硬度大幅度提高，可達HRC 65～67，無缺口沖擊韌性值為30J左右，韌性相同時紅硬性高于傳統高速鋼，在加熱到650℃保溫4小時后硬度HRC為60左右，抗回火軟化性比傳統高速鋼高100℃左右，較好的克服了傳統的高硬度耐磨堆焊材料韌性不好、抗裂性差和硬度不高的不足，而且還具有更優良的紅硬性。該焊絲可以用于高性能超硬模具、軋輥、閥門和刀具等要求高硬度、高韌性、高耐磨性和紅硬性零件的制造和修復。亦可作為熱噴涂粉芯線材使用。
實施例例一Co30％，Ni8％，Mo14％，Fe-Mo0％，W0％，Fe-W42％，Ti1％，Al0．6％，RE0．2％，Te0．1％，Se0．1％，Cr0．4％，Fe3．6％，加粉系數36％。焊后HRC 43，時效后HRC 65，韌性30．3J，紅硬性650℃，保溫4小時，硬度為HRC 60。
例二Co33％，Ni12％，Mo24％，Fe-Mo3．5％，W16％，Fe-W3％，Ti2．0％，Al0．3％，RE0．1％，Te0．05％，Se0．05％，Cr0．5％，Fe5．5％，加粉系數為45％。焊后HRC 43．6，時效后HRC 65，韌性29J，紅硬性650℃，保溫4小時，硬度為HRC 60．5。
例三Co43％，Ni11％，Mo23％，Fe-Mo0％，W21％，Fe-W0％，Ti1．5％，Al0．34％，RE0．08％，Te0．04％，Se0．04％，Cr0％，Fe0％，加粉系數為42％。焊后HRC 45，時效后HRC 67，韌性28．2J，紅硬性650℃，保溫4小時，硬度為HRC 61．5。
例四Co36．5％，Ni11％，Mo18％，Fe-Mo0％，W26％，Fe-W0％，Ti1％，Al0．3％，RE0．1％，Te0．05％，Se0．05％，Cr0％，Fe7％，加粉系數為45％。焊后HRC 45，時效后HRC 66，韌性27．8．J，紅硬性650℃，保溫4小時，硬度為HRC 60．5。
例五Co30％，Ni8％，Mo0％，Fe-Mo32％，W26％，Fe-W0％，Ti1％，Al0％，RE0．2％，Te0．1％，Se0．1％，Cr0．4％，Fe2．2％，加粉系數為38％。焊后HRC 46，時效后HRC 65．8，韌性30J，紅硬性650℃，保溫4小時，硬度為HRC 60．4。
權利要求
1.一種時效硬化工具鋼鎢極氬弧焊金屬粉芯堆焊焊絲，其特征在于金屬粉芯中各種粉料的重量配比為Co7～46％，Ni3～28％，Mo0～30％，Fe-Mo0～40％，W0～40％，Fe-W0～46％，Ti0～6％，Al0～4％，RE0～2％，Te0～2％，Se0～1．5％，Cr0～1％，其余為Fe粉，RE為混合稀土，各選擇性組分中至少有一種不為零，粉芯占焊絲的重量百分比為30～52％。
全文摘要
一種時效硬化工具鋼鎢極氬弧焊金屬粉芯堆焊焊絲屬于金屬粉芯焊絲制造技術領域,其特征為金屬粉芯中各種粉料的重量配比為:Co:7～46%,Ni3～28%,Mo:0～30%,Fe～Mo:0～40%,W:0～40%,Fe－W:0～46%,Ti:0～6%,Al:0～4%,RE:0～2%,Te:0～2%,Se:0～1.5%,Cr:0～1%,其余為Fe粉。該焊絲焊接工藝性能優良,焊后硬度不高,便于機械加工,時效后硬度可達HRC 65～67,堆焊金屬不易產生裂紋,可用于高性能超硬模具、軋輥、閥門和刀具等的制造和修復。
文檔編號B23K35/30GK1281767SQ0012447
公開日2001年1月31日 申請日期2000年9月8日 優先權日2000年9月8日
發明者魏琪, 陳景榕, 胡強, 劉建萍, 蔣建敏, 朱學軍, 熊第京 申請人:北京工業大學