專利名稱：高溫耐蝕閥門密封面堆焊用焊條的制作方法
技術領域：
本發明屬于一種合金焊條，尤其是一種高合金高溫耐蝕的手工堆焊用的閥門用焊條。
目前，國內外通常采用鈷基司太立(stellite No.6)合金，μH-6，9-6D，D547，D547Mo等焊條做為高溫耐蝕閥門密封面堆焊材料。這些材料如鈷基司太立合金價格昂貴，每公斤500余元，而且堆焊工藝復雜；又如μH-6，9-6D，D547，D547Mo等焊條堆焊工藝非常復雜，堆焊層抗裂性不好，滿足不了高溫耐蝕閥門的使用要求，而且在高溫硬度，熱穩定性，抗氧化性，抗熱疲勞性，抗腐性等性能上存在著一定的缺陷，還需進一步的完善。
本發明的目的就在于提供一種工藝簡單、抗裂性好、高溫硬度、抗熱疲勞和抗腐性好閥門密封面堆焊用焊條。
本發明所稱的焊條，其藥皮成份包括大理石、螢石、鈦白粉、石英砂、鈦鐵、電解錳、鉬鐵粉、鎢粉、硅鉻合金、碳化硼、釩鐵、純堿、水玻璃，其特征在于，該焊條的藥皮成份組成為大理石20～24％、螢石11～15％、鈦白粉2～5％、石英砂1～4％、鈦鐵1～2.7％、電解錳13～17％、鉬鐵粉7～9.5％、鎢粉2～5％、硅鉻合金19～23％、碳化硼1～4％、釩鐵粉5～8％、純堿0.2～0.6％，水玻璃為干粉總重量的10～13％。其中優選組成為大理石21.9％、螢石13.5％、鈦白粉3.4％、石英砂2.5％、鈦鐵1.7％、電解錳15.1％、鉬鐵粉8.4％、鎢粉3.4％、硅鉻合金21％、碳化硼2.5％、釩鐵粉6.2％、純堿0.4％。
本發明焊條的堆焊金屬經多次反復試驗，證明其在高溫擦傷、高溫硬度、熱穩定性、抗氧化性、抗熱疲勞性、抗腐性等性能取得的效果是顯著的。新的堆焊材料工藝性、抗裂性明顯的優于D547Mo和stellite No.6堆焊合金，熱穩定試驗時，實驗條件為加熱溫度600℃，冷卻方式為空冷，加熱到600℃進行保溫，每隔24小時取出一組保溫24小時，其硬度HRC分別D547Mo為34.3，新材料44.8，96小時，D547Mo25.4，新材料43.2，其試驗168小時，D547Mo為33.4，新材料39.8。腐蝕性試驗，在沸騰溫度下，在H2SO4(10％)溶液中，新材料耐蝕性比堆D547Mo好，在HCl(10％)溶液中，新材料好。在抗裂性實驗中，本發明在堆焊時不予熱，焊后加蓋保溫層做緩冷處理，焊后無裂紋。并且該焊條在通徑為DN300以上閥門堆焊時予熱時300℃，從而大大地改善了勞動條件。本發明可廣泛地應用于公稱壓力PN≤20MPa，溫度t≤570℃，酸、堿、鹽等較強腐蝕性介質，碳素鋼、耐熱鋼、不銹鋼、高溫鋼的大、中、小型高溫耐蝕閥門密面堆焊。
本發明具有高溫耐磨性能好和抗裂好的特點。其機理是由常溫金相及高倍電鏡復型形貌檢查以及采用電鏡和X射線衍射分析結果得知，堆焊層的顯微結構是以奧氏為基(r)，含有少量鐵素體(a)，第二相為以骨絡狀和網狀共晶硼化物(Fe2B、Cr2B)硬質相的骨絡狀和網狀共晶硼化物分布在晶界，形成耐磨骨架，硼化物比碳化物有較高的硬度和耐磨性，同時硼也是有很強的固熔強化作用，它取代M23C6型碳化物中的部分C，抑制了M23C6碳化物中高溫下聚集，而使高溫硬度保持不變，堆焊合金中Cr、W、Mo、Si等元素有固溶強化和沉淀強化作用，使該材料有很高的高溫耐磨性，這種特性已為試驗結果所證實。硼顯著改善奧氏體不銹鋼的高溫性能。同時Mo和W為紅硬性元素，它的加入提高了堆焊層的熱穩定性和高溫硬度。Mo和W等元素的加入有二次硬化效應，使堆焊層有良好的熱穩定性。由于該焊條堆焊金屬為Cr-Mn-Mo-W-V-B合金，基體是奧氏體組織，含有硬質相，不含馬氏體組織；同時由于含Mn量較高，大大提高了脫硫的能力，幾百次的化驗結果證實，堆焊金屬含硫量很低，一般均在0.03％以下，由于藥皮原材料都選用純金屬如電解錳、純鎢粉等材料，使堆焊金屬的含磷量也很低，一般不超過0.02％，所有這一切促使堆焊金屬具有良好的抗裂性。這一點對堆焊生產，對保證高溫耐蝕閥門密封面使用性能，意義十分重大。
表一高溫耐蝕閥門堆焊焊條的藥皮配方
表二 新型焊條原材料和HlCr13焊絲成份要求
表三焊條堆焊金屬成份和硬度范圍表
從該發明的藥皮配方可知，該配方屬于高合金厚藥皮堿性焊條。堿性藥皮配方焊條均采用高壓油壓焊條涂料機壓涂生產。
實施例一壓制Φ3.2mm焊芯。
按照表二所給的成份要求嚴格檢查原材料成份及粒度，完全合格后，按配方稱重(單位Kg)，大理石24，螢石15，鈦白粉5，石英砂4，鈦鐵粉2.7，電解錳，鉬鐵粉9，鎢粉2，硅鉻合金19，碳化硼1，釩鐵粉5，純堿0.3。分別稱重后，將各種材料都放在秤上稱總重量，各單項材料之總重與一次焊藥配粉量相同時，才允許干混，干混的原材料在攪拌機中攪拌，力求攪拌均勻，將攪均勻的干粉再加入10Kg水玻璃，繼續濕攪拌，濕攪拌時間力求濕粉攪拌均勻。采用Φ3.2mmH08A焊芯采用Φ6.5mm焊條外徑模，壓涂機的壓力根據加入水玻璃的數量及不同質量，在4～10MPa之間選用。本實施例采用4MPa，壓制后，自然涼干24小時，然后放入300℃烘干窯中烘干，最后將生產好的焊條在WCB工件上堆焊3～4層，在堆焊層3mm處車取化驗度料，化驗成份在堆焊層3mm高處檢查硬度。成份和硬度是驗收焊條的主要技術指標，驗收合格后即為成品。
實施例二壓制Φ4.mm焊芯。
按照表二所給的成份要求嚴格選料，合格后，按配方稱重(單位Kg)，大理石21.9，螢石13.5，鈦白粉3.4，石英砂2.5，鈦鐵粉1.7，電解錳15.1，鉬鐵粉8.4，鎢粉3.4，硅鉻合金21.0，碳化硼2.5，釩鐵粉6.2，純堿0.4，分別稱重后，將各種材料都放在秤上稱總重量，各單項材料之總重與一次焊藥配粉量相同時，放入干混機中攪拌，均勻后，將干粉加入12Kg水玻璃，繼續濕攪拌，均勻后進行焊條壓制。壓涂機的壓力5MPa，采用Φ4mmH08A焊芯采用Φ8.0mm焊條外徑模，壓涂后，自然涼干24小時，然后放入300℃烘干窯中烘干，最后將生產好的焊條在WCB工件上堆焊3～4層，在堆焊層3mm處車取化驗試料，化驗成份在堆焊層3mm高處檢查硬度。驗收合格后即為成品。
實施例三壓制Φ5.0mm焊芯。
工藝過程同上，藥皮所含成份為(重量單位為Kg)，大理石20，螢石11，鈦白粉2，石英砂1，鈦鐵粉1.4，電解錳17，鉬鐵粉7，鎢粉5，硅鉻合金23，碳化硼4，釩鐵粉8，純堿0.6，采用Φ10.5mm焊條外徑模，在300℃烘干窯中烘干。
權利要求
1.一種高溫耐蝕閥門密封面堆焊用焊條，藥皮成份包括大理石、螢石、鈦白粉、石英砂、鈦鐵、電解錳、鉬鐵粉、鎢粉、硅鉻合金、碳化硼、釩鐵、純堿、水玻璃，其特征在于，該焊條的藥皮成份組成為大理石20～24％、螢石11～15％、鈦白粉2～5％、石英砂1～4％、鈦鐵1～2.7％、電解錳13～17％、鉬鐵粉7～9.5％、鎢粉2～5％、硅鉻合金19～23％、碳化硼1～4％、釩鐵粉5～8％、純堿0.2～0.6％，水玻璃為干粉總重量的10～13％。
2.按照權利要求1所述的高溫耐蝕閥門密封面堆焊用焊條，其特征在于所述的藥皮組成為大理石21.9％、螢石13.5％、鈦白粉3.4％、石英砂2.5％、鈦鐵1.7％、電解錳15.1％、鉬鐵粉8.4％、鎢粉3.4％、硅鉻合金21％、碳化硼2.5％、釩鐵粉6.2％、純堿0.4％。
全文摘要
本發明公開了一種高溫耐蝕閥門密封面堆焊用焊條，它屬于一種高溫耐蝕閥門堆用高合金焊條，其藥皮成分為大理石、螢石、鈦白粉、石英砂、鈦鐵、電解錳、鉬鐵粉、鎢粉、硅鉻合金、碳化硼、釩鐵、純堿、水玻璃等。它克服了以往D547Mo和鈷基司太立合金焊材的缺點具有堆焊工藝簡單，抗裂性好，抗腐蝕性強，熱穩定性高，價格低廉的優點，極大地滿足了高溫耐蝕閥門的使用要求，實現了高溫耐蝕閥門密封的安全可靠，是一種理想的高溫耐蝕閥門堆焊用高合金焊條。
文檔編號B23K35/36GK1149521SQ9511209
公開日1997年5月14日 申請日期1995年10月31日 優先權日1995年10月31日
發明者高清寶, 黃艱生, 蘇志東, 于德純 申請人:沈陽閥門研究所