CN101306493B - 一种堆焊用药芯钢带及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种堆焊用药芯钢带及制备方法，由低碳钢钢带和被包裹于其内的药粉制成，所述钢带形状为纵向横截面是长扁形或者类长方形的管子，其纵向长度随意确定，钢带横向边以咬口形式或者搭接形式连接，所述药粉均匀填充于上述由钢带轧制成的管中，其中所述药粉的颗粒直径小于120μm，成分以重量份计，包含45～70份高碳铬铁、5～35份钒铁、1～8份75#硅铁、1～10份高碳锰铁、2～10份铝镁合金、2～16份硼铁、1～8份钛铁、0～5份铌铁、2～8份钼铁、0～10份石墨、0～5份萤石和0～6份钛酸钾。应用本发明的药芯钢带能有效提高堆焊层金属的耐磨性能和电弧的稳定性，能够缠绕成盘成盘，适于连续自动堆焊。
Description
技术领域
本发明涉及一种焊接材料，尤其涉及一种堆焊用药芯钢带及其制备方法。
背景技术
机械零件大多数是用金属材料制造的，由于零件之间或零件与物料之间的相对运动，会发生磨损。随着现代工业的发展，机械零件经常处于异常复杂和苛刻的条件下工作，大量的机械装备往往因磨损而报废，这就要求在承受较大载荷等工作条件下的机械装备表面具有良好的耐磨性能。
采用堆焊、热喷涂、气相沉积、电镀等技术在金属表面制备出耐磨合金层是目前制造或修复耐磨部件的常用方法。堆焊因工艺简单、设备投资少、操作灵活、适应面广而被广泛应用。手工电弧堆焊、氧乙炔焰堆焊、埋弧自动堆焊、气体保护堆焊、等离子堆焊、电渣堆焊等是常用的工艺方法。焊条、焊剂、药芯焊丝、实芯焊丝、合金粉块、带极等是常用的堆焊材料。焊条和焊剂具有使用灵活、制造方便等优点，因此关于焊条、焊剂的专利也比较多，如中国专利CN86106019B“耐热耐磨堆焊焊条”，CN1116574A“一种高铬铸铁堆焊材料及工艺”，CN1003430B“高硬度耐磨损不预热堆焊焊条”等堆焊焊条；以及CN1238154C“一种连铸辊堆焊用烧结焊剂及其生产方法”等焊剂。但焊条、焊剂的合金元素过渡系数低、堆焊金属的成分不够稳定和均匀，且堆焊层合金的数量受到工艺方法的限制，只适于低、中合金的堆焊金属。堆焊用药芯焊丝如CN1415453A“一种堆焊用包芯焊丝”，CN1775454A“高抗裂耐磨高铬铸铁型堆焊药芯焊丝”等，药芯焊丝的缺点是制造工艺复杂、价格较贵；中国专利CN85102440B“耐磨堆焊合金粉块”提出了将合金粉末制备成合金块用于堆焊，提高了合金元素的过渡系数。另外还有合金焊丝堆焊，利用合金焊丝过渡合金元素虽然合金元素的利用率较高、成分也比较均匀，但合金焊丝难以制造。
带极堆焊具有焊接质量高、焊缝表面平整、外观质量好、高效、低成本等优点，带极堆焊时，对于宽度较大的带极需要在焊接设备上安装磁控装置，以使带极的电弧燃烧端面能够平行推进，保持电弧稳定。如中国专利CN1125700C“一种焊修铁路机车、车辆心盘的方法”公开了使用带极堆焊材料用埋弧焊接工艺堆焊铁路机车、车辆心盘的技术，该专利只涉及堆焊方法，没有涉及作为电极的带极材料的成分和制备方法。压力容器杂志2006年第5期发表的论文“90mm宽带极不锈钢双层电渣堆焊工艺试验研究”使用的带极为90mm宽、0.5mm厚的不锈钢钢带。江苏冶金杂志2002年第4期发表的论文“连铸机辊应用带极堆焊工艺实践”使用的带极为Cr13NiMo，厚度为0.5mm，宽度为30mm和50mm等等。目前带极堆焊所用的带极均由带钢制成，由于合金元素含量较多的带钢硬度较高，制造比较困难，甚至根本无法制造，使得耐磨堆焊用带极的品种较少，极大地限制了带极堆焊的应用领域，特别是在耐磨堆焊方面的应用。
随着机械零部件使用工况的日益苛刻，如磨损、腐蚀、高温等，对低成本、使用方便、生产效率高、性能优异的堆焊材料的需求也更加迫切。
发明内容
针对现有堆焊材料，特别是堆焊用耐磨带极存在的制造困难、品种少、应用范围受限等问题，本发明提出了一种新型的堆焊用药芯钢带及其制备方法。
本发明的技术构思是：选择粉末状的金属、合金、矿石和化工产品，按设计比例混合均匀后，得到药粉；选用市售低碳钢钢带，利用炼钢用包芯线的专业生产设备和现有技术，沿钢带长度方向(纵向)将其轧制成横截面为U形，同时向上述U形糟中加入上述药粉，填充率为20％～60％(填充率为药粉质量与药粉和钢带质量之和的比值)，然后将U形槽合口，形成如图1所示的咬口连接，或者如图2所示的搭接连接，药粉被包裹于由钢带形成的管内，获得包有药粉的钢管，将上述咬口或者搭接的连接部位置于正上方或正下方，或以垂直线计左右偏60°以内，然后采用常规的冷轧设备和模具垂直向下分道次轧制，逐渐将所述钢管压扁并校直，获得纵向横截面为长扁形或类长方形、厚度为2mm～5mm、宽度为8～65mm的药芯钢带，见图3、图4、图5、图6。
本发明所述堆焊用药芯钢带，由低碳钢钢带和被包裹于其内的药粉组成，其特征是：所述低碳钢钢带是厚度为0.1mm～0.8mm，宽度为20mm～130mm的市售低碳钢钢带，其形状为纵向横截面是长扁形或者类长方形、尺寸为：宽度8mm～65mm，厚度2mm～5mm的管子，其纵向长度随意确定，并能根据需要任意截取或缠绕成盘，钢带横向边以咬口形式或者搭接形式连接，连接处位于管子横截面长扁形或类长方形的其中一条长边所在的面上，连接部位的宽度为1mm～5mm；所述药粉均匀填充于上述由钢带轧制成的管中，其中所述药粉的颗粒直径小于120μm，成分以重量份计，包含45～70份高碳铬铁、5～35份钒铁、1～8份75#硅铁、1～10份高碳锰铁、2～10份铝镁合金、2～16份硼铁、1～8份钛铁、0～5份铌铁、2～8份钼铁、0～10份石墨、0～5份萤石和0～6份钛酸钾。
上述的堆焊用药芯钢带中：所述低碳钢钢带优先选用H08A钢带，其化学成分为：C不大于0.1％、Si不大于0.03％、Mn为0.3％～0.55％、Cr不大于0.1％、Ni不大于0.25％、S不大于0.03％、P不大于0.03％、余为Fe。
上述药芯钢带的纵向横截面是长扁形或者类长方形，尺寸为：宽度8mm～65mm，厚度2mm～5mm；其中：咬口或搭接连接部位的宽度为1mm～5mm。
上述堆焊用药芯钢带的药粉成分中，高碳铬铁的成分是Cr不小于50％，C为4～9％，Si不大于5％，余为Fe；钒铁的成分是50％V，0.2％C，2％Si，0.8％Al，余为Fe；75#硅铁的成分是74.0～80.0％Si，0.1％C，余为Fe；高碳锰铁的成分是Mn不小于76％，C不大于7％，Si不大于2.5％，余为Fe；铝镁合金是铝∶镁质量比为3∶2的合金粉末；硼铁的成分是17～19％B，0.5％C，4％Si，0.5％Al，余为Fe；钛铁的成分是23～35％Ti，8.5％Al，5％Si，2.5％Mn，余为Fe；铌铁的成分是70％Nb，3％Al，5％Si，余为Fe；钼铁的成分是50％Mo，3％Si，余为Fe；石墨的成分是94～99％C；萤石的成分是CaF2大于96％；钛酸钾的成分是TiO2不小于60％，K2O不超过32％，S和P不超过0.05％。
以上所述药粉的成分中允许含有加工过程中难以去除的不影响其性能的杂质。本发明添加药粉各组分的作用如下：
高铬铸铁的作用是向堆焊金属过渡合金元素。
钒铁的作用是向堆焊金属过渡合金元素，细化晶粒，强韧化堆焊金属。
硅铁的作用是向堆焊金属过渡合金元素，脱氧。
高碳锰铁的作用是向焊缝金属过渡合金元素，脱氧，形成保护气氛。
铝镁合金的作用是脱氧、脱氮。
硼铁的作用是向焊缝金属过渡合金元素。
钛铁的作用是脱氧、脱氮，细化晶粒，提高韧性。
铌铁的作用是向焊缝金属过渡合金元素。
钼铁的作用是向焊缝金属过渡合金元素。
石墨的作用是向堆焊金属过渡C，在焊接过程中脱氧形成保护气氛。
萤石的作用是在堆焊过程中调整渣的性质，改善焊缝成型。
钛酸钾的作用是稳弧，改善焊接工艺性能。
本发明所述堆焊用药芯钢带的制备方法，步骤是：
(1)选用厚度为0.1mm～0.8mm，宽度为20mm～130mm的市售低碳钢钢带，利用常规炼钢用包芯线生产设备，沿钢带长度方向将其轧制成横截面为U形；
(2)向上述U形糟中加入药粉，其中：所述药粉的颗粒直径小于120μm，药粉成分以重量份计，包含45～70份高碳铬铁、5～35份钒铁、1～8份75#硅铁、1～10份高碳锰铁、2～10份铝镁合金、2～16份硼铁、1～8份钛铁、0～5份铌铁、2～8份钼铁、0～10份石墨、0～5份萤石和0～6份钛酸钾；药粉填充率为20％～60％(填充率为药粉质量与药粉和钢带质量之和的比值)；
上述药粉配比根据设计选定，采用常规的混粉机混粉8～30分钟后应用；
(3)将加药粉后的横截面为U形的钢带横向边以咬口形式或者搭接形式连接，使药粉包裹于钢带内，形成包有药粉的钢管；钢管的直径与所选钢带的宽度有关，咬口或搭接连接部位的宽度为1mm～5mm；
(4)将上述咬口或搭接的连接部位置于正上方或正下方，或以垂直线计左右偏60°以内，然后采用常规的冷轧设备和模具垂直向下分道次轧制，逐渐将步骤(3)制得的含药粉钢管压扁并校直，获得纵向横截面为长扁形或类长方形、厚度为2mm～5mm、宽度为8mm～65mm的药芯钢带；
(5)将步骤(4)轧制成型的药芯钢带任意截取或缠绕成盘，即得用于带极堆焊的药芯钢带成品。
其中：上述堆焊用药芯钢带的制备方法中：步骤(1)所述低碳钢钢带优选H08A钢带；步骤(2)药粉成分以重量份计，优选包含45～70份高碳铬铁、6～30份钒铁、1～6份75#硅铁、2～9份高碳锰铁、2～8份铝镁合金、2～15份硼铁、1～6份钛铁、1～5份铌铁、2～8份钼铁、1～8份石墨、1～5份萤石和1～4份钛酸钾。
本发明利用药芯钢带中的药粉过渡合金元素提高堆焊层金属的耐磨性能，利用药粉中的合金粉末、矿粉、化工产品粉末提高电弧的稳定性、改善工艺性能和焊缝成形。
本发明的药芯钢带可以采用埋弧带极堆焊、或者明弧带极堆焊、或者气体保护电弧带极堆焊、电渣带极堆焊等堆焊方式。
本发明所述药芯钢带的应用和实施具有如下明显效果：
(1)堆焊金属的成分可以通过改变药芯成分调整，使药芯钢带的种类增多，应用范围扩大。
(2)与药芯焊丝、焊条等堆焊材料相比，带极堆焊焊缝宽度较大、成型美观、堆焊效率较高，可以实现自动堆焊。
(3)药芯钢带带极堆焊焊缝成分稳定、熔深浅、稀释率低。
(4)药芯钢带的生产设备和工艺简单，生产成本低，克服了丝极堆焊用合金焊丝难以生产的弊端，克服了药芯焊丝生产设备投资大、生产成本高、价格昂贵的问题。
(5)有人曾试图在无缝钢管内填充粉末材料，然后压扁成形制造药芯钢带用于电渣堆焊，由于长管填充粉末困难，且难以保证所填粉末均匀，因此不适宜制造任意长度的药芯钢带，只能生产长度较短的。本发明的药芯钢带可以是任意长度，且可缠绕成盘，适于连续自动堆焊，可以用埋弧带极堆焊、或者明弧带极堆焊、或者气体保护电弧带极堆焊、或者电渣带极堆焊等，适用的堆焊方法增多。
附图说明
图1示加药粉后的并以咬口形式连接的管形药芯钢带横截面。
其中：1药粉，2呈管形的钢带。
图2示加药粉后的并以搭接形式连接的管形药芯钢带横截面。
其中：1药粉，2呈管形的钢带。
图3示纵向横截面为长扁形的并以咬口形式连接的药芯钢带。
其中：1药粉，2钢带。
图4示纵向横截面为长扁形的并以搭接形式连接的药芯钢带。
其中：1药粉，2钢带。
图5示纵向横截面为类长方形的并以咬口形式连接的药芯钢带。
其中：1药粉，2钢带。
图6示纵向横截面为类长方形的并以搭接形式连接的药芯钢带。
其中：1药粉，2钢带。
具体实施方式
实施例1：
(1)选用宽度为39mm、厚度为0.3mm的H08A冷轧钢带，利用现有的炼钢用包芯线生产设备，沿钢带长度方向(纵向)将其轧制成横截面为U形；
(2)向上述U形糟中加入药粉，填充率为48％，其中：所述药粉的颗粒直径小于120μm，药粉成分以重量份(公斤)计，为高碳铬铁60、钒铁8、75#硅铁5、高碳锰铁1、铝镁合金5、硼铁4、钛铁5、钼铁6和萤石2；
所述药粉采用常规的混粉机混粉10分钟后应用；
(3)将加药粉后的横截面为U形的钢带横向边以咬口形式连接(见图1)，使药粉包裹于钢带内，形成包有药粉的钢管；钢管的直径约为8mm，咬口搭接部位的宽度为4.5mm；
(4)将上述咬口搭接部位置于正上方，然后采用常规的冷轧设备和模具垂直向下分4道次轧制，逐渐将步骤(3)所述钢管压扃(压下量依次为2mm、1.2mm、0.8mm、0.5mm)并校直，获得纵向横截面为长扁形(见图3)、厚度3.5mm，宽度12mm的药芯钢带；
(5)将步骤(4)轧制成型的药芯钢带任意截取或缠绕成盘，即得用于带极堆焊的药芯钢带成品。
使用以上制得的药芯钢带，采用明弧焊工艺堆焊，堆焊电流选用300A～310A，试板材质为Q345、尺寸为200mm×100mm×20mm，单道单层堆焊，堆焊层厚度为4mm。堆焊金属的室温硬度为56HRC。堆焊金属属于高铬铸铁类耐磨合金，在基体上分布有碳化物和硼化物抗磨相，适用于低冲击载荷工况的磨料磨损。用上述药芯钢带在Q345基板上明弧堆焊制成耐磨复合钢板，耐磨层厚度为4mm，基板厚度为20mm，由耐磨复合钢板制造耐磨构件安装在钢铁企业烧结厂、原料厂输送料的室温磨损部位，表现出良好的抗磨性能，寿命比铸钢件提高3～4倍以上。
实施例2：
(1)选用宽度为130mm、厚度为0.4mm的H08A冷轧钢带，利用现有的炼钢用包芯线生产设备，沿钢带长度方向(纵向)将其轧制成横截面为U形；
(2)向上述U形糟中加入药粉，填充率为55％，其中：所述药粉的颗粒直径小于120μm，药粉成分以重量份(公斤)计，为高碳铬铁70、钒铁10、75#硅铁1、高碳锰铁1、铝镁合金2、硼铁12、钛铁3、铌铁1、钼铁3和石墨4；
所述药粉采用常规的混粉机混粉20分钟后应用；
(3)将加药粉后的横截面为U形的钢带横向边以咬口形式连接(见图1)，使药粉包裹于钢带内，形成包有药粉的钢管；钢管的直径约为35mm，咬口搭接部位的宽度为5mm；
(4)将上述咬口搭接部位置于正下方，然后采用常规的冷轧设备和模具垂直向下分8道次轧制，逐渐将步骤(3)所述钢管压扁(压下量依次为8mm、7mm、6mm、5mm、3mm、1mm、0.8mm、0.7mm)并校直，获得纵向横截面为长扁形(见图3)、厚度3.5mm，宽度65mm的药芯钢带；
(5)将步骤(4)轧制成型的药芯钢带任意截取或缠绕成盘，即得用于带极堆焊的药芯钢带成品。
使用以上制得的药芯钢带，采用埋弧焊工艺堆焊，堆焊电流为500A～550A，电压为30V～38V，堆焊速度为50cm/min，焊剂为260，试板材质为Q345、尺寸为300mm×100mm×20mm，单道单层堆焊，堆焊层厚度为4mm。堆焊金属的室温硬度为61HRC。堆焊金属属于高铬铸铁类耐磨合金，在基体上分布有碳化物和硼化物抗磨相，适用于低冲击载荷工况的磨料磨损。用上述药芯钢带在Q345基板上埋弧堆焊制成耐磨复合钢板，耐磨层厚度为4mm，基板厚度为20mm，将耐磨复合钢板加工成耐磨块安装在装载机料斗底部，用于河砂开采，在湿河砂强烈磨料磨损的工况下，抗磨性大大提高，寿命由采用25CrMnMo铸钢件的2个月提高到半年以上。
实施例3：
(1)选用宽度为45mm、厚度为0.3mm的Q195冷轧钢带，利用现有的炼钢用包芯线生产设备，沿钢带长度方向(纵向)将其轧制成横截面为U形；
(2)向上述U形糟中加入药粉，填充率为50％，其中：所述药粉的颗粒直径小于120μm，药粉成分以重量份(公斤)计，为高碳铬铁65、钒铁5、75#硅铁4、高碳锰铁2、铝镁合金5、硼铁6、钛铁4、钼铁5、萤石2和钛酸钾2；
所述药粉采用常规的混粉机混粉15分钟后应用；
(3)将加药粉后的横截面为U形的钢带横向边以咬口形式连接(见图1)，使药粉包裹于钢带内，形成包有药粉的钢管；钢管的直径约为10mm，咬口搭接部位的宽度为4mm；
(4)将上述咬口搭接部位置于正上方，然后采用常规的冷轧设备和模具垂直向下分4道次轧制，逐渐将步骤(3)所述钢管压扁(压下量依次为2.5mm、2mm、1.5mm、1mm)并校直，获得纵向横截面为长扁形(见图3)、厚度3mm，宽度14mm的药芯钢带；
(5)将步骤(4)轧制成型的药芯钢带任意截取或缠绕成盘，即得用于带极堆焊的药芯钢带成品。
使用以上制得的药芯钢带，采用明弧焊工艺堆焊，堆焊电流选用320A～330A，试板材质为Q345、尺寸为200mm×100mm×20mm，单道单层堆焊，堆焊层厚度为4mm。堆焊金属的室温硬度为58HRC。堆焊金属属于高铬铸铁类耐磨合金，在基体上分布有碳化物和硼化物抗磨相，适用于低冲击载荷工况的磨料磨损。
实施例4：
(1)选用宽度为130mm、厚度为0.4mm的H08A冷轧钢带，利用现有的炼钢用包芯线生产设备，沿钢带长度方向(纵向)将其轧制成横截面为U形；
(2)向上述U形糟中加入药粉，填充率为55％，其中：所述药粉的颗粒直径小于120μm，药粉成分以重量份(公斤)计，为高碳铬铁60、钒铁9、75#硅铁1、高碳锰铁2、铝镁合金2、硼铁10、钛铁3、钼铁5和石墨5；
所述药粉采用常规的混粉机混粉20分钟后应用；
(3)将加药粉后的横截面为U形的钢带横向边以咬口形式连接(见图1)，使药粉包裹于钢带内，形成包有药粉的钢管；钢管的直径约为35mm，咬口搭接部位的宽度为5mm；
(4)将上述咬口搭接部位置于正下方，然后采用常规的冷轧设备和模具垂直向下分8道次轧制，逐渐将步骤(3)所述钢管压扁(压下量依次为8mm、7mm、6mm、5mm、3mm、1.2mm、1.0mm、0.6mm)并校直，获得纵向横截面为类长方形(见图5)、厚度3.2mm，宽度55mm的药芯钢带；
(5)将步骤(4)轧制成型的药芯钢带任意截取或缠绕成盘，即得用于带极堆焊的药芯钢带成品。
使用以上制得的药芯钢带，采用埋弧焊工艺堆焊，堆焊的电流选用500A～550A，电压为30V～38V，堆焊速度为50cm/min，焊剂为260，试板材质为Q345、尺寸为300mm×100mm×20mm，单道单层堆焊，堆焊层厚度为4mm。堆焊金属的室温硬度为59HRC。堆焊金属属于高铬铸铁类耐磨合金，在基体上分布有碳化物和硼化物抗磨相，适用于低冲击载荷工况的磨料磨损。
实施例5：
(1)选用宽度为45mm、厚度为0.3mm的H08A冷轧钢带，利用现有的炼钢用包芯线生产设备，沿钢带长度方向将其轧制成横截面为U形；
(2)向上述U形糟中加入药粉，填充率为52％，其中：所述药粉的颗粒直径小于120μm，药粉成分以重量份(公斤)计，为高碳铬铁65、钒铁8、75#硅铁4、高碳锰铁2、铝镁合金5、硼铁8、钛铁4、钼铁6、萤石2和钛酸钾2；
所述药粉采用常规的混粉机混粉15分钟后应用；
(3)将加药粉后的横截面为U形的钢带横向边以咬口形式连接(见图1)，使药粉包裹于钢带内，形成包有药粉的钢管；钢管的直径约为10mm，咬口搭接部位的宽度为4mm；
(4)将上述咬口搭接部位置于正上方，然后采用常规的冷轧设备和模具垂直向下分4道次轧制，逐渐将步骤(3)所述钢管压扁(压下量依次为2.5mm、2mm、1.5mm、1mm)并校直，获得纵向横截面为类长方形(见图5)、厚度3mm，宽度13mm的药芯钢带；
(5)将步骤(4)轧制成型的药芯钢带任意截取或缠绕成盘，即得用于带极堆焊的药芯钢带成品。
使用以上制得的药芯钢带，采用明弧焊工艺堆焊，堆焊电流选用320A～330A，试板材质为Q345、尺寸为200mm×100mm×20mm，单道单层堆焊，堆焊层厚度为4mm。堆焊金属的室温硬度为60HRC。堆焊金属属于高铬铸铁类耐磨合金，在基体上分布有碳化物和硼化物抗磨相，适用于低冲击载荷工况的磨料磨损。
实施例6：
(1)选用宽度为30mm、厚度为0.3mm的H08A冷轧钢带，利用现有的炼钢用包芯线生产设备，沿钢带长度方向(纵向)将其轧制成横截面为U形；
(2)向上述U形糟中加入药粉，填充率为49％，其中：所述药粉的颗粒直径小于120μm，药粉成分以重量份(公斤)计，为高碳铬铁62、钒铁6、75#硅铁5、高碳锰铁1、铝镁合金5、硼铁5、钛铁5、钼铁5和萤石2；
所述药粉采用常规的混粉机混粉10分钟后应用；
(3)将加药粉及钢丝后的横截面为U形的钢带横向边以搭接形式连接(见图2)，使药粉包裹于钢带内，形成包有药粉及钢丝的钢管；钢管的直径约为8mm，搭接部位的宽度为4.5mm；
(4)将上述搭接部位置于正上方，然后采用常规的冷轧设备和模具垂直向下分4道次轧制，逐渐将步骤(3)所述钢管压扁(压下量依次为2mm、1.2mm、0.8mm、0.5mm)并校直，获得纵向横截面为长扁形(见图4)、厚度3.5mm，宽度12mm的药芯钢带；
(5)将步骤(4)轧制成型的药芯钢带任意截取或缠绕成盘，即得用于带极堆焊的药芯钢带成品。
使用以上制得的药芯钢带，采用明弧焊工艺堆焊，堆焊电流选用290A～300A，试板材质为Q345、尺寸为200mm×100mm×20mm，单道单层堆焊，堆焊层厚度为4mm。堆焊金属的室温硬度为57HRC。堆焊金属属于高铬铸铁类耐磨合金，在基体上分布有碳化物和硼化物抗磨相，适用于低冲击载荷工况的磨料磨损。
实施例7：
(1)选用宽度为36mm、厚度为0.3mm的H08A冷轧钢带，利用现有的炼钢用包芯线生产设备，沿钢带长度方向将其轧制成横截面为U形；
(2)向上述U形糟中加入药粉，填充率为50％，其中：所述药粉的颗粒直径小于120μm，药粉成分以重量份(公斤)计，为高碳铬铁66、钒铁7、75#硅铁4、高碳锰铁2、铝镁合金5、硼铁8、钛铁5、铝铁6、萤石2和钛酸钾1；
所述药粉采用常规的混粉机混粉15分钟后应用；
(3)将加药粉后的横截面为U形的钢带横向边以搭接形式连接(见图2)，使药粉包裹于钢带内，形成包有药粉的钢管；钢管的直径约为10mm，咬口搭接部位的宽度为4mm；
(4)将上述搭接部位置于正上方，然后采用常规的冷轧设备和模具垂直向下分4道次轧制，逐渐将步骤(3)所述钢管压扁(压下量依次为2.5mm、2mm、1.5mm、1mm)并校直，获得纵向横截面为类长方形(见图6)、厚度3mm，宽度13mm的药芯钢带；
(5)将步骤(4)轧制成型的药芯钢带任意截取或缠绕成盘，即得用于带极堆焊的药芯钢带成品。
使用以上制得的药芯钢带，采用明弧焊工艺堆焊，堆焊电流选用300A～320A，试板材质为Q345、尺寸为200mm×100mm×20mm，单道单层堆焊，堆焊层厚度为4mm。堆焊金属的室温硬度为61HRC。堆焊金属属于高铬铸铁类耐磨合金，在基体上分布有碳化物和硼化物抗磨相，适用于低冲击载荷工况的磨料磨损。
Claims (6)
1.一种堆焊用药芯钢带，由低碳钢钢带和被包裹于其内的药粉组成，其特征是：所述低碳钢钢带是厚度为0.1mm～0.8mm，宽度为20mm～130mm的市售低碳钢钢带，其形状为纵向横截面是长扁形或者类长方形、尺寸为：宽度8mm～65mm，厚度2mm～5mm的管子，其纵向长度随意确定，并能根据需要任意截取或缠绕成盘，钢带横向边以咬口形式或者搭接形式连接，连接处位于管子横截面长扁形或类长方形的其中一条长边所在的面上，连接部位的宽度为1mm～5mm；所述药粉均匀填充于上述由钢带轧制成的管中，其中所述药粉的颗粒直径小于120μm，成分以重量份计是：45～70份高碳铬铁、5～35份钒铁、1～8份75#硅铁、1～10份高碳锰铁、2～10份铝镁合金、2～16份硼铁、1～8份钛铁、0～5份铌铁、2～8份钼铁、0～10份石墨、0～5份萤石和0～6份钛酸钾。
2.如权利要求1所述的堆焊用药芯钢带，其特征是：所述低碳钢钢带选用H08A钢带，其化学成分为：C不大于0.1％、Si不大于0.03％、Mn为0.3％～0.55％、Cr不大于0.1％、Ni不大于0.25％、S不大于0.03％、P不大于0.03％、余为Fe。
3.如权利要求1所述的堆焊用药芯钢带，其特征是：所述药粉的成分中，高碳铬铁的成分是Cr不小于50％，C为4～9％，Si不大于5％，余为Fe；钒铁的成分是50％V，0.2％C，2％Si，0.8％Al，余为Fe；75#硅铁的成分是74.0～80.0％Si，0.1％C，余为Fe；高碳锰铁的成分是Mn不小于76％，C不大于7％，Si不大于2.5％，余为Fe；铝镁合金是铝∶镁质量比为3∶2的合金粉末；硼铁的成分是17～19％B，0.5％C，4％Si，0.5％Al，余为Fe；钛铁的成分是23～35％Ti，8.5％Al，5％Si，2.5％Mn，余为Fe；铌铁的成分是70％Nb，3％Al，5％Si，余为Fe；钼铁的成分是50％Mo，3％Si，余为Fe；石墨的成分是94～99％C；萤石的成分是CaF2大于96％；钛酸钾的成分是TiO2不小于60％，K2O不超过32％，S和P不超过0.05％。
4.权利要求1所述堆焊用药芯钢带的制备方法，步骤是：
(1)选用厚度为0.1mm～0.8mm，宽度为20mm～130mm的市售低碳钢钢带，利用常规炼钢用包芯线生产设备，沿钢带长度方向将其轧制成横截面为U形；
(2)向上述U形糟中加入药粉，其中：所述药粉的颗粒直径小于120μm，药粉成分以重量份计是：45～70份高碳铬铁、5～35份钒铁、1～8份75#硅铁、1～10份高碳锰铁、2～10份铝镁合金、2～16份硼铁、1～8份钛铁、0～5份铌铁、2～8份钼铁、0～10份石墨、0～5份萤石和0～6份钛酸钾；药粉填充率为20％～60％；
上述药粉配比根据设计选定，采用常规的混粉机混粉8～30分钟后应用；
(3)将加药粉后的横截面为U形的钢带横向边以咬口形式或者搭接形式连接，使药粉包裹于钢带内，形成包有药粉的钢管；钢管的直径与所选钢带的宽度有关，咬口或搭接连接部位的宽度为1mm～5mm；
(4)将上述咬口或搭接连接部位置于正上方或正下方，或以垂直线计左右偏60°以内，然后采用常规的冷轧设备和模具垂直向下分道次轧制，逐渐将步骤(3)制得的含药粉钢管压扁并校直，获得纵向横截面为长扁形或类长方形、厚度为2mm～5mm、宽度为8mm～65mm的药芯钢带；
(5)将步骤(4)轧制成型的药芯钢带任意截取或缠绕成盘，即得用于带极堆焊的药芯钢带成品。
5.如权利要求4所述堆焊用药芯钢带的制备方法，其特征是：步骤(1)所述低碳钢钢带选用H08A钢带。
6.如权利要求4所述堆焊用药芯钢带的制备方法，其特征是：步骤(2)药粉成分以重量份是：45～70份高碳铬铁、6～30份钒铁、1～6份75#硅铁、2～9份高碳锰铁、2～8份铝镁合金、2～15份硼铁、1～6份钛铁、1～5份铌铁、2～8份钼铁、1～8份石墨、1～5份萤石和1～4份钛酸钾。
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