專利名稱：高抗裂耐磨埋弧堆焊藥芯焊絲的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種埋弧堆焊藥芯焊絲，特別涉及一種高抗裂耐磨埋弧堆焊藥芯焊 絲，屬于焊接材料技術。
背景技術：
藥芯焊絲，是將合金元素包裹在鋼皮中，經拉拔成不同直徑而制成的藥芯焊絲。藥芯焊絲經焊接熔化后，形成具有耐磨損、耐腐蝕和耐高溫等特殊性能的合金焊 層。藥芯焊絲的埋弧堆焊，在修復和復合制造中占有重要的地位，廣泛應用于提高機械工程 結構的耐磨損等機械性能。一般認為，增強材料表面的強度和改善耐磨性能的有效途徑，是提供材料的表面 硬度和強韌性能，而其較為理想的是組織結構為堅韌、連續的基體上均勻分布高熔點、高硬 度和穩定性好的質點。為此，研發一種堆焊合金組織形態為高韌性基體，以及類型、尺寸和 分布都適宜的硬質點的藥芯焊絲，便成為人們的期待。
發明內容
本發明旨在提供一種具有高韌性，高抗裂性和高耐腐性的埋弧堆焊藥芯焊絲，以提高機械工程結構的使用壽命。本發明實現其目的的技術構想是，在粉體藥芯組分中，由氮代替碳，并采用強固氮元素鈦微合金化的方法，在改善堆焊合金的韌性和抗裂性能的同時，提高堆焊合金的硬度 和增強其耐磨性能。從而實現本發明的目的。基于上述技術構想，本發明實現其目的的技術方案是一種高抗裂耐磨埋弧堆焊藥芯焊絲，包括低碳鋼空心焊絲和設在所述空心焊絲內的粉體藥芯，其創新點在于a、所述粉體藥芯的組分及各組分的重量百分含量是(％ )高碳鉻鐵2O 45;氮化鉻3 10;鈦鐵5 10;脫氧劑3 8;鐵粉35 65;b、所述粉體藥芯在所述空心焊絲內的填充率，在30 50%范圍內。在上述藥芯組分中各組分的主要作用在于高碳鉻鐵，向堆焊合金中過渡合金元素。氮化鉻，向堆焊合金中過渡氮元素。鈦鐵，在堆焊合金中防止產生氮氣孔，同時促進硬質耐磨相的形成。脫氧劑，排除堆焊層中的氧氣，增加堆焊層合金的強度和硬度。鐵粉，向堆焊層補充合金元素。
而所述粉體藥芯在空心焊絲內的填充率，可根據實際使用要求和工況，在30 % 50%之間調整。由以上所給出的技術方案和粉體藥芯各組分的作用描述可以明了，本發明由于采 用氮代替碳且在高溫熔融條件下，使氮與鈦、鉻和鐵反應生成TiN、CrN, FeN等微合金相質 點，且所述合金相質點均勻彌散分布在堆焊合金內，從而在改善堆焊合金的韌性和抗裂性 的同時，提高了堆焊合金的硬度，增強了耐磨性能，實現了本發明的目的。在上述技術方案中，本發明主張所述低碳鋼空心焊絲是H08A鋼制件，或者是HlO 鋼制件。但不局限于此。試驗結果表明含碳量在0.2%以下的低碳鋼制件，都是可以用來制 備本發明空芯焊絲的。在上述技術方案中，本發明還主張，所述脫氧劑是硅和錳2種金屬元素中的1種或 2種。硅和錳，都是較低于鋁的強脫氧劑，其中硅的脫氧能力高于錳。若采用硅、錳聯合脫 氧，則其脫氧效果更加理想。為此，本發明予以推薦。這里應當注意SiO2-MnO生成物在堆 焊合金中的排渣情況。而特別主張使用的脫氧劑是硅鐵和錳鐵。上述技術方案得以實施后，其試用結果表明本發明焊接工藝性能良好，抗焊接裂 紋性能高，堆焊層平均硬度在HRC35 61范圍內，耐磨性能為Q235碳鋼的6 20倍，并且 具有抗氣孔能力強以及合金化均勻程度高等優點，實現了本發明的初衷。
圖1是本發明制備工藝流程圖。
具體實施例方式以下對照附圖，通過具體實施方式
的描述，對本發明作進一步說明。
具體實施方式
之一，如附圖1所示。一種高抗裂耐磨埋弧堆焊藥芯焊絲，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，所述粉體藥芯的組分及各組分的重量百分含量是高碳鉻鐵25%，氮 化鉻6%;鈦鐵7%，脫氧劑(Si鐵和Mn鐵)5%，鐵粉57%，填充率為34%。堆焊層平均硬 度為HRC42。
具體實施方式
之二，如附圖1所示。一種高抗裂耐磨埋弧堆焊藥芯焊絲，包括HlO低低碳鋼空心焊絲和設在所述空心 焊絲內的粉體藥芯，所述粉體藥芯的組分及各組分的重量百分含量是高碳鉻鐵40%，氮 化鉻7%;鈦鐵9%，脫氧劑(Si鐵和Mn鐵)7%，鐵粉37%，填充率為48%。堆焊層平均硬 度為HRC60。在上述實施例1、2中，所述高碳鉻鐵的組分及其各組分的重量百分含量是，Cr 62. 0 72. 0%，C < 6%，Fe余量；氮化鉻的組分及其各組分的重量百分含量是，Cr ^ 60%, N彡5. 0%，Fe余量；鈦鐵的組分及其各組分的重量百分含量是Ti 25. 0 35. 0%，Fe余 量；所述脫氧劑是硅鐵和錳鐵，硅鐵的Si含量為40. 0 47. 0%，Fe余量；錳鐵的Mn含量 為 75. 0 85. 0%, Fe 余量。由上述兩個實施例可以明了，本發明的效果是十分理想的。
權利要求
一種高抗裂耐磨埋弧堆焊藥芯焊絲，包括低碳鋼空心焊絲和設在所述空心焊絲內的粉體藥芯，其特征在于a、所述粉體藥芯的組分及各組分的重量百分含量是(％)高碳鉻鐵20～45；氮化鉻 3～10；鈦鐵5～10；脫氧劑 3～8；鐵粉35～65；b、所述粉體藥芯在所述空心焊絲內的填充率，在30～50％范圍內。
2.根據權利要求1所述的高抗裂耐磨埋弧堆焊藥芯焊絲，其特征在于，所述低碳鋼空 心焊絲是H08A鋼制件，或者是H10鋼制件。
3.根據權利要求1所述的高抗裂耐磨埋弧堆焊藥芯焊絲，其特征在于，所述脫氧劑是 硅和錳2種金屬元素中的1種或2種。
全文摘要
本發明公開了一種高抗裂耐磨埋弧堆焊藥芯焊絲，包括低碳鋼空心焊絲和設在所述空心焊絲內的粉體藥芯，以其所述粉體藥芯的組分及各組分的重量百分含量是(％)高碳鉻鐵20～45，氮化鉻3～10，鈦鐵5～10，脫氧劑3～8，鐵粉35～65；填充率在30～50％范圍內為主要特征。使用本發明的堆焊焊層，具有高抗裂耐磨等特點，且焊接工藝性能良好。
文檔編號B23K35/30GK101829861SQ20101017181
公開日2010年9月15日 申請日期2010年5月14日 優先權日2010年5月14日
發明者包曄峰, 楊可, 蔣永鋒 申請人:河海大學常州校區