CN106271225A - 耐磨堆焊焊条及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐磨堆焊焊条及其制备方法，由低碳钢焊芯和裹覆于焊芯表面的药皮组成，该药皮组成和质量含量为：碳酸盐与氟化物之和：10‑20％；石墨：5‑10％；高碳铬铁：20‑30％；硅铁：4‑6％；粘结剂：1‑3％；钨与硼铁之和：30‑40％；余量为Fe。与现有的相比，本发明高温性能优良、焊接工艺性能和理化性能良好的耐磨堆焊焊条，电弧稳定性好，飞溅小，烟尘少，脱渣容易。

Description

耐磨堆焊焊条及其制备方法
技术领域
本发明涉及焊接材料领域，特别涉及一种耐磨堆焊焊条及其制备方法。
背景技术
目前，国内钢铁行业使用的烧结机根据其使用情况、失效情况，特别是高温部件进行相应的修复以及复合制造，已经可以达到满意的效果。特别是烧结机单齿辊、锤头、下料衬板、磨煤辊、冲击板等均需要进行刨削、堆焊并加工成相应尺寸再进行使用，是目前最为常见且经济的修复方法。在堆焊时，大多采用全位置焊接性能好的堆焊焊条。然而这种堆焊方式存在以下问题：1.堆焊工艺性能不稳定。2.高温性能不稳定，硬度不均匀。3.耐磨性不好。以上问题均制约着该类高温性能要求较高的耐磨堆焊焊条的发展。
通过对高温耐磨性能的研究，使得研发的堆焊焊条具有良好的工艺性能，优良的高温耐磨性能，能满足钢铁行业对相关部件高温性能的要求，达到国内先进水平，是焊接行业的技术追求。
发明内容
本发明的目的之一就在于提供一种用耐磨堆焊焊条，该焊条高温性能优良、焊接工艺性能和理化性能良好的耐磨堆焊焊条，电弧稳定性好，飞溅小，烟尘少，脱渣容易。
技术方案是：一种耐磨堆焊焊条，由低碳钢焊芯和裹覆于焊芯表面的药皮组成，该药皮组成和质量含量为：
碳酸盐与氟化物之和：10-20％；
石墨：5-10％；
高碳铬铁：20-30％；
硅铁：4-6％；
粘结剂：1-3％；
钨与硼铁之和：30-40％；
余量为Fe。
作为优选，所述药皮重量为低碳钢焊芯重量的25-35％。
作为优选，所述低碳钢焊芯组成和含量为
C：≤0.1％；
Mn：0.3-0.55％；
Si：≤0.08％；
Cr：≤0.1％；
Ni：≤0.3％；
Al：≤0.03％；
As：≤0.007％；
Cu：≤0.2％；
S：≤0.005％；
P：≤0.015％；
余量为Fe。
作为优选，所述碳酸盐与氟化物之和为10％，石墨为5％，高碳铬铁为25％，硅铁为4％，粘结剂为2％，钨与硼铁之和为30％，余量为Fe。
作为优选，所述碳酸盐与氟化物之和为15％，石墨为8％，高碳铬铁为25％，硅铁为4％，粘结剂为2％、钨与硼铁之和为40％，余量为Fe。
本发明的目的之二在于提供一种耐磨堆焊焊条的制备方法。
技术方案是：一种耐磨堆焊焊条的制备方法，包括以下步骤：
①将药皮粉料拌混合均匀；
②加入占固体组分质量含量21-22％的20℃条件下的钾钠比例为1:1的水玻璃，波美密度为41～42Be，进行湿混；
③采用低碳钢焊芯在油压式焊条生产设备上进行焊条制备。
发明原理：
C：碳用于提高材料的硬度和耐磨性能，本发明中熔敷金属中的碳含量达到了5％，提供了足够的耐磨相组织。
Mn：锰是重要的脱氧剂，同时也是焊缝金属重要的合金剂。对焊缝金属的强度和韧性有重要影响。锰能与硫形成MnS，降低焊缝的杂质含量。Mn能够有效地减少焊缝金属中的含硫量，因此适量的加入可以提高焊缝金属的强度。
Cr：用以提高耐磨性，与碳结合形成稳定的碳化物，均匀的分布在基体中，是提高焊缝金属耐磨性的主要元素。
Si：用以降低焊缝中氧的含量，并提高焊缝的硬度。
Ni：用以提高焊缝的韧性，改善熔敷金属的开裂倾向。
Ti；用以细化晶粒，改善组织大小，提高熔敷金属的综合性能减小裂纹倾向。
W：用以强烈提高熔敷金属的硬度，增强高温耐磨性能。
B：微量加入，能大幅提高熔敷金属的淬透性。
有益效果：
本发明焊条工艺性能好，耐高温性能优良，最高工作温度可达600℃-1000℃，适应性强，能适应用户对焊接工艺及操作性能的要求。本发明解决了高温耐磨性能差的问题，硬度达到HRC58以上，高温耐磨性能非常好。
术语解释
本发明中，高碳铬铁指碳含量高于6％的铬铁。
本发明中，％如无特别说明，指质量百分比。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
采用低碳钢焊芯，C：0.065％、Mn：0.45％、Si：0.008％、Cr：0.035％、Ni：0.03％、Al：0.003％、As：0.004％、Cu：0.2％、S：0.003％、P：0.005％；本实施方案以药皮药粉总重的百分比计：碳酸盐与氟化物之和：10％、石墨：5％、高碳铬铁：25％、硅铁：4％、粘结剂：2％、钨与硼铁之和：30％，余量为Fe。
将上述药皮药粉混合均匀，加入占固体组分质量含量21-22wt％的20℃条件下的钾钠比例为1:1的水玻璃，波美密度为41～42Be，进行湿混。采用上述低碳钢焊芯在油压式焊条生产设备上进行焊条制备。
焊后检测(焊接母材为烧结机高温部件)，熔敷金属化学成分为：C:3.80％、Mn：0.30％、Si：2.30％、Cr：21％、W:1.0％、B:0.45％,。平均硬度为HRC58，并在用户处试用满足客户试用要求，工作温度为600℃。
实施例2
除药皮成分含量不同外，其余与实施例1相同。
本实施方案以药皮药粉总重的百分比计：碳酸盐与氟化物之和：15％、石墨：8％、高碳铬铁：25％、硅铁：4％、粘结剂：2％、钨与硼铁之和：40％，余量为Fe。
焊后检测(焊接母材为烧结机高温部件)，熔敷金属化学成分为：C:4.20％、Mn：0.30％、Si：2.30％、Cr：22％、W:1.2％、B:0.60％。平均硬度为HRC62，并在用户处试用满足客户使用要求工作温度为800℃。
实施例1的产品用户使用更换频率为2个月更换一次，实施例1的产品用户使用更换频率为2.5个月更换一次，而市场上同类产品更换频率为1个月更换一次。

Claims (6)

1.一种耐磨堆焊焊条，由低碳钢焊芯和裹覆于焊芯表面的药皮组成，该药皮组成和质量含量为：
碳酸盐与氟化物之和：10-20％；
石墨：5-10％；
高碳铬铁：20-30％；
硅铁：4-6％；
粘结剂：1-3％；
钨与硼铁之和：30-40％；
余量为Fe。
2.根据权利要求1所述的耐磨堆焊焊条，其特征在于：所述药皮重量为低碳钢焊芯重量的25-35％。
3.根据权利要求1或2所述的耐磨堆焊焊条，其特征在于：所述低碳钢焊芯组成和含量为
C：≤0.1％；
Mn：0.3-0.55％；
Si：≤0.08％；
Cr：≤0.1％；
Ni：≤0.3％；
Al：≤0.03％；
As：≤0.007％；
Cu：≤0.2％；
S：≤0.005％；
P：≤0.015％；
余量为Fe。
4.根据权利要求1-3任一所述的耐磨堆焊焊条，其特征在于：所述碳酸盐与氟化物之和为10％，石墨为5％，高碳铬铁为25％，硅铁为4％，粘结剂为2％，钨与硼铁之和为30％，余量为Fe。
5.根据权利要求1-3任一所述的耐磨堆焊焊条，其特征在于：所述碳酸盐与氟化物之和为15％，石墨为8％，高碳铬铁为25％，硅铁为4％，粘结剂为2％、钨与硼铁之和为40％，余量为Fe。
6.一种权利要求1至8任一权利要求所述的耐磨堆焊焊条的制备方法，包括以下步骤：
①将药皮粉料拌混合均匀；
②加入占固体组分质量含量21-22％的20℃条件下的钾钠比例为1:1的水玻璃，波美密度为41～42Be，进行湿混；
③采用低碳钢焊芯在油压式焊条生产设备上进行焊条制备。
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