CN109967913A - 一种用于连铸辊激光熔覆的药芯焊丝及其生产方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于金属表面焊接加工材料技术领域，具体涉及一种用于连铸辊激光熔覆的药芯焊丝及其生产方法，所述药芯焊丝包括药芯材料和药芯包裹材料，所述药芯材料由碳化铬粉、碳粉、铬粉、硅粉、硼粉、铁粉混合而成，所述药芯包裹材料由镍带或钢带制成，所述生产方法包括：步骤1：钢带备料；步骤2：药芯材料混合均匀；步骤3：把钢带卷成焊丝；步骤4：焊丝拔拉；步骤5：热处理；步骤6：焊丝装桶。本发明添加碳化铬及钴的所述药芯焊丝用于耐磨耐腐蚀耐高温抗疲劳等的材料表面激光熔覆，焊丝熔点低、保护渣量少，可与基材呈冶金结合，成分均匀分布，显著提高了连铸辊使用寿命及连铸辊表面组织致密性，减少了熔覆层的裂纹缺陷，从而降低了生产成本。

Description

一种用于连铸辊激光熔覆的药芯焊丝及其生产方法
技术领域
本发明属于金属表面焊接加工材料技术领域，尤其涉及一种用于连铸辊激光熔覆的药芯焊丝及其生产方法。
背景技术
连铸辊是炼钢厂连铸机设备的核心部件，服役中连铸辊受到高温钢坯凝固时鼓肚力和静压力施加的循环载荷，以及喷淋保护水和酸性保护渣的影响，连铸辊使用一段时间后，会出现高温氧化、电化学腐蚀、弯曲变形、网状裂纹、磨损等缺陷，直接影响连铸机设备的作业效率、生产成本、铸坯质量，严重制约了连铸生产线的生产能力，为获得表面没有划痕、污点及轻微伤痕等缺陷的带钢，提高连铸辊表面状态，不仅能提高带钢的品质，还能提高连铸机的使用寿命及生产效率。
激光具有亮度高、方向性强、单色性强等特点，作为一种新兴的表面处理技术越来越多的应用于各个领域，激光熔覆原理就是利用高能激光束熔化药芯焊丝或合金粉末在基材表面，并形成一层与基材呈冶金结合的熔覆层，很多设备的生产率和产品质量都是由其使用寿命决定的，而采用激光熔覆技术可以提高设备的使用特性，使其表面具有耐磨、耐耐腐蚀、耐高温热疲劳等性能，从而提高设备的使用寿命。
激光熔覆需要使用特定的药芯焊丝熔融填覆，目前应用广泛的激光熔覆材料主要有：镍基、钴基、铁基合金、碳化钨复合材料、陶瓷等材料，而目前现有的药芯焊丝无法达到激光熔覆工艺操作的要求。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足提供一种用于激光熔覆的药芯焊丝及其生产方法。
本发明采取以下的技术方案：
一种用于连铸辊激光熔覆的药芯焊丝，所述药芯焊丝包括药芯材料和药芯包裹材料，所述药芯材料由碳化铬粉、碳粉、铬粉、硅粉、硼粉、铁粉混合而成，所述药芯包裹材料由镍带制成。
进一步地，以下成分均按质量计，所述药芯焊丝中，碳化铬粉的含量为5％～10％，碳粉的含量为0.3％～0.6％，铬粉的含量为11％～15％，硅粉的含量为3％～4.5％，硼粉的含量为2％～3％，铁粉的含量为0％～5％，镍带的含量为60％～70％，将粉末状的药芯材料混合均匀，并用所述镍带将所述药芯材料包裹。
进一步地，所述药芯焊丝中还包括钴粉，所述钴粉的含量为0％～4％，所述钴粉的含量按质量计。
进一步地，以下成分均按质量计，所述药芯焊丝中，碳化铬粉的含量为10％，碳粉的含量为0.4％，铬粉的含量为14％，硅粉的含量为4％，硼粉的含量为3％，铁粉的含量为2.6％，钴粉的含量为1％，镍带的含量为65％，将粉末状的药芯材料混合均匀，并用所述镍带将所述药芯材料包裹。
进一步地，以下成分均按质量计，所述药芯焊丝中，所述药芯焊丝中，碳化铬粉的含量为5％，碳粉的含量为0.4％，铬粉的含量为14％，硅粉的含量为3.6％，硼粉的含量为3％，铁粉的含量为5％，钴粉的含量为4％，镍带的含量为65％，将粉末状的药芯材料混合均匀，并用所述镍带将所述药芯材料包裹。
进一步地，所述碳化铬颗粒的目数为100-200目。
进一步地，所述碳粉、铬粉、硅粉、硼粉、铁粉、钴粉的目数为60～200目。
进一步地，所述镍带规格为0.3mm×12mm。
进一步地，所述药芯焊丝直径为2.4mm、2.8mm、3.2mm、3.6mm、4.0mm中的一种。
一种药芯焊的生产方法如下：
步骤1：把厚度为0.3mm的钢板使用剪带机剪成厚度为0.3mm、宽为10mm规格的钢带待用；
步骤2：将碳化铬粉、碳粉、铬粉、硅粉、钴粉、硼粉和铁粉通过V型混粉机把粉末混合均匀待用；
步骤3：把步骤2中混合均匀的合金粉末通过送粉器送到厚度为0.3mm、宽为10mm的钢带表面，将附着有合金粉末的钢带通过卷取机，把合金粉末包裹在钢带里，把钢带卷成焊丝，制成焊丝；
步骤4：使用拔丝机拉拔步骤3中制成的焊丝，制成合格的焊丝；
步骤5：将步骤4制成的焊丝放入热处理炉，在300℃环境中恒温12小时进行烘干；
步骤6：焊丝装桶。
本发明的有益效果是：
1、本发明所述药芯焊丝，采用镍基金属陶瓷药芯焊丝，熔点低，激光熔覆过程中保护渣量少，可与基材冶金结合，成分均匀分布。
2、本发明所述药芯焊丝，通过调整各组分比例，整体硬度小幅下降，韧性增强。
3、本发明所述药芯焊丝，通过添加碳化铬，提高了激光熔覆层表面的磨损系数，增长了使用寿命，减少激光熔覆层出现裂纹、气孔等缺陷的几率。
4、本发明所述药芯焊丝，通过添加钴，提高了激光熔覆层的耐高温抗氧化性能。
具体实施方式
为了便于理解本发明，特例举以下实施例，其作用被理解为是对本发明的阐释而非对本发明的任何形式的限制。
实施例1
一种用于连铸辊激光熔覆的药芯焊丝，所述药芯焊丝包括药芯材料和药芯包裹材料，所述药芯材料由碳化铬粉、碳粉、铬粉、硅粉、硼粉、铁粉混合而成，所述药芯包裹材料由镍带或钢带制成。
以下成分均按质量计，所述药芯焊丝中，碳化铬粉的含量为5％～10％，碳粉的含量为0.3％～0.6％，铬粉的含量为11％～15％，硅粉的含量为3％～4.5％，硼粉的含量为2％～3％，铁粉的含量为0％～5％，镍带的含量为60％～70％，将粉末状的药芯材料混合均匀，并用所述镍带将所述药芯材料包裹。
所述药芯焊丝中还包括钴粉，所述钴粉的含量占药芯材料的0％～4％，所述钴粉的含量按质量计。
以下成分均按质量计，所述药芯焊丝中，所述药芯焊丝中，碳化铬粉的含量为5％，碳粉的含量为0.4％，铬粉的含量为14％，硅粉的含量为3.6％，硼粉的含量为3％，铁粉的含量为5％，钴粉的含量为4％，镍带的含量为65％，将粉末状的药芯材料混合均匀，并用所述镍带将所述药芯材料包裹。
所述碳化铬颗粒的目数为100-200目。
所述碳粉、铬粉、硅粉、硼粉、铁粉、钴粉的目数为60～200目。
所述所述镍带的厚度为0.3mm、宽度为10mm。
所述药芯焊丝直径为2.4mm、2.8mm、3.2mm、3.6mm、4.0mm中的一种。
所述的药芯焊丝的生产方法如下：
步骤1：把厚度为0.3mm的钢板使用剪带机剪成厚度为0.3mm、宽为10mm规格的钢带待用；
步骤2：将碳化铬粉、碳粉、铬粉、硅粉、钴粉、硼粉和铁粉通过V型混粉机把粉末混合均匀待用；
步骤3：把步骤2中混合均匀的合金粉末通过送粉器送到厚度为0.3mm、宽为10mm的钢带表面，将附着有合金粉末的钢带通过卷取机，把合金粉末包裹在钢带里，把钢带卷成焊丝，制成焊丝；
步骤4：使用拔丝机拉拔步骤3中制成的焊丝，制成合格的焊丝；
步骤5：由于合金粉末及钢带与空气有接触，会有一定的水汽进入，不进行烘干会造成焊接缺陷，将步骤4制成的焊丝放入热处理炉，在300℃环境中恒温12小时进行烘干；
步骤6：焊丝装桶。
在本实施例的步骤4或步骤5中，可以对焊丝进行切割，以使焊丝达到要求的长度。
在本实施例的步骤1中，可以采用镍板替代钢板使用，镍带替代钢带使用。
实施例2
以下成分均按质量计，所述药芯焊丝中，碳化铬粉的含量为10％，碳粉的含量为0.4％，铬粉的含量为14％，硅粉的含量为4％，硼粉的含量为3％，铁粉的含量为2.6％，钴粉的含量为1％，镍带的含量为65％，将粉末状的药芯材料混合均匀，并用所述镍带将所述药芯材料包裹。在本实施例中仅对药芯焊丝成分的具体含量进行限定，除此之外，均与实施例1中相同。
实施例3
以下成分均按质量计，所述药芯焊丝中，碳化铬粉的含量为7％，碳粉的含量为0.4％，铬粉的含量为14％，硅粉的含量为3.6％，硼粉的含量为3％，铁粉的含量为5％，钴粉的含量为2％，镍带的含量为65％，将粉末状的药芯材料混合均匀，并用所述镍带将所述药芯材料包裹。本实施例中仅对药芯焊丝成分的具体含量进行限定，除此之外，均与实施例1中相同。
本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书界定。

Claims (10)

1.一种用于连铸辊激光熔覆的药芯焊丝，其特征在于，所述药芯焊丝包括药芯材料和药芯包裹材料，所述药芯材料由碳化铬粉、碳粉、铬粉、硅粉、硼粉、铁粉混合而成，所述药芯包裹材料由镍带制成。
2.根据权利要求1所述的用于连铸辊激光熔覆的药芯焊丝，其特征在于，以下成分均按质量计，所述药芯焊丝中，碳化铬粉的含量为5％～10％，碳粉的含量为0.3％～0.6％，铬粉的含量为11％～15％，硅粉的含量为3％～4.5％，硼粉的含量为2％～3％，铁粉的含量为0％～5％，镍带的含量为60％～70％，将粉末状的药芯材料混合均匀，并用所述镍带将所述药芯材料包裹。
3.根据权利要求2所述的用于连铸辊激光熔覆的药芯焊丝，其特征在于，所述药芯焊丝中还包括钴粉，所述钴粉的含量为0％～4％。
4.根据权利要求3所述的用于连铸辊激光熔覆的药芯焊丝，其特征在于，以下成分均按质量计，所述药芯焊丝中，碳化铬粉的含量为10％，碳粉的含量为0.4％，铬粉的含量为14％，硅粉的含量为4％，硼粉的含量为3％，铁粉的含量为2.6％，钴粉的含量为1％，镍带的含量为65％，将粉末状的药芯材料混合均匀，并用所述镍带将所述药芯材料包裹。
5.根据权利要求3所述的用于连铸辊激光熔覆的药芯焊丝，其特征在于，以下成分均按质量计，所述药芯焊丝中，所述药芯焊丝中，碳化铬粉的含量为5％，碳粉的含量为0.4％，铬粉的含量为14％，硅粉的含量为3.6％，硼粉的含量为3％，铁粉的含量为5％，钴粉的含量为4％，镍带的含量为65％，将粉末状的药芯材料混合均匀，并用所述镍带将所述药芯材料包裹。
6.根据权利要求1-5任一项所述的用于连铸辊激光熔覆的药芯焊丝，其特征在于，所述碳化铬颗粒的目数为100-200目。
7.根据权利要求5所述的用于连铸辊激光熔覆的药芯焊丝，其特征在于，所述碳粉、铬粉、硅粉、硼粉、铁粉、钴粉的目数为60～200目。
8.根据权利要求1所述的用于连铸辊激光熔覆的药芯焊丝，其特征在于，所述镍带的厚度为0.3mm、宽度为10mm。
9.根据权利要求1所述的用于连铸辊激光熔覆的药芯焊丝，其特征在于，所述药芯焊丝直径为2.4mm、2.8mm、3.2mm、3.6mm、4.0mm中的一种。
10.一种药芯焊的生产方法如下：
步骤1：把厚度为0.3mm的钢板使用剪带机剪成厚度为0.3mm、宽为10mm规格的钢带待用；
步骤2：将碳化铬粉、碳粉、铬粉、硅粉、钴粉、硼粉和铁粉通过V型混粉机把粉末混合均匀待用；
步骤3：把步骤2中混合均匀的合金粉末通过送粉器送到厚度为0.3mm、宽为10mm的钢带表面，将附着有合金粉末的钢带通过卷取机，把合金粉末包裹在钢带里，把钢带卷成焊丝，制成焊丝；
步骤4：使用拔丝机拉拔步骤3中制成的焊丝，制成合格的焊丝；
步骤5：将步骤4制成的焊丝放入热处理炉，在300℃环境中恒温12小时进行烘干；
步骤6：焊丝装桶。
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