CN111515580A - 一种耐磨蚀金属粉芯型不锈钢药芯焊丝及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种耐磨蚀金属粉芯型不锈钢药芯焊丝，由不锈钢钢带和药粉组成，所述药粉包裹在不锈钢钢带内，所述药粉按质量份数计由如下成分组成：稳弧剂1‑5份；电解锰2‑5份；硅铁5‑10份；高碳铬铁1‑3份；铬粉17‑25份；镍粉15‑30份；硼铁10‑20份；钼铁15‑30份；铁粉5‑20份，同时本发明还公开一种耐磨蚀金属粉芯型不锈钢药芯焊丝的应用，该焊丝各合金元素搭配合理，能提高焊缝硬度，焊缝金属以Cr‑Ni‑Mo系为主，具有良好的耐腐蚀性，可应用于各种耐磨蚀油缸或其他表面熔覆，同时采用热丝TIG、高速电弧焊进行熔覆，焊接工艺性好，适合推广。

Description

一种耐磨蚀金属粉芯型不锈钢药芯焊丝及其应用
技术领域
本发明属于金属焊接材料领域，具体地说涉及一种耐磨蚀金属粉芯型不锈钢药芯焊丝及其应用。
背景技术
随着人们环保意识的不断加强，煤矿机液压支架立柱、活塞杆等表面进行熔覆替代电镀的需求日益增长，因此急需一种能够耐磨，防蚀的药芯焊丝进行熔覆作业。
因此，现有技术还有待于进一步发展和改进。
发明内容
针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出一种耐磨蚀金属粉芯型不锈钢药芯焊丝及其应用，该焊丝具有良好的耐磨蚀能力。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种耐磨蚀金属粉芯型不锈钢药芯焊丝，由不锈钢钢带和药粉组成，所述药粉包裹在不锈钢钢带内，所述药粉按质量份数计由如下成分组成：
稳弧剂1-5份；
电解锰2-5份；
硅铁5-10份；
高碳铬铁1-3份；
铬粉17-25份；
镍粉15-30份；
硼铁10-20份；
钼铁15-30份；
铁粉5-20份。
优选的，所述药粉占焊丝总重量的16％-20％。
优选的，所述药粉粒度目数为60-80目。
优选的，所述焊丝直径为1.0mm-1.6mm。
优选的，所述不锈钢钢带为430不锈钢钢带。
优选的，所述不锈钢钢带规格为厚度0.5mm，宽度12mm。
优选的，所述药粉按质量份数计包括如下成分：稳弧剂2份；电解锰3份；硅铁9份；高碳铬铁1.5份；铬粉19份；镍粉24.5份；硼铁12份；钼铁23份；铁粉6份，药粉占焊丝总重量的16.5％。
优选的，所述药粉按质量份数计包括如下成分：稳弧剂3.5份、电解锰2.5份、硅铁7份、高碳铬铁2.5份、铬粉18.5份、镍粉21.5份、硼铁12.5份、钼铁26份、铁粉6份，药粉占焊丝总重量的18.5％。
优选的，所述药粉按质量份数计包括如下成分：稳弧剂2.5份、电解锰2.5份、硅铁5.5份、高碳铬铁1.8份、铬粉27份、镍粉18.5份、硼铁19份、钼铁18份、铁粉5.2份，药粉占焊丝总重量的19.5％。
一种耐磨蚀金属粉芯型不锈钢药芯焊丝的应用，采用纯Ar保护下的热丝TIG或高速电弧焊进行焊接或工件表面堆焊。
有益效果：
本发明提供一种耐磨蚀金属药芯型不锈钢药芯焊丝，该焊丝各合金元素搭配合理，能提高焊缝硬度，焊缝金属以Cr-Ni-Mo系为主，具有良好的耐腐蚀性，可应用于各种耐磨蚀油缸或其他表面熔覆，同时采用热丝TIG、高速电弧焊进行熔覆，焊接工艺性好，适合推广。
具体实施方式
为了使本领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述，基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它类同实施例，都应当属于本申请保护的范围。
一种耐磨蚀金属粉芯型不锈钢药芯焊丝，由不锈钢钢带和药粉组成，所述药粉包裹在不锈钢钢带内，所述药粉按质量份数计由如下成分组成：
稳弧剂1-5份，能提高电弧的稳定性，降低飞溅；
电解锰2-5份，主要用于脱氧；
硅铁5-10份，属脱氧剂，同时提供合金元素；
高碳铬铁1-3份，主要为焊缝提供Cr元素，提高耐腐蚀性，同时保证焊缝中的碳含量；
铬粉17-25份，为焊缝提供Cr元素，提高耐腐蚀性；
镍粉15-30份，为焊缝提供Ni元素，提高耐腐蚀性；
硼铁10-20份，为焊缝提供Cr元素，提高耐腐蚀性；
钼铁15-30份，为焊缝提供Mo元素，提高耐腐蚀性；
铁粉5-20份，用于调整保持成分中的Fe元素含量。
具体的，所述药粉占焊丝总重量的16％-20％。
具体的，所述药粉粒度目数为60-80目。
具体的，所述焊丝直径为1.0mm-1.6mm。
具体的，所述不锈钢钢带为430不锈钢钢带。
具体的，所述不锈钢钢带规格为厚度0.5mm，宽度12mm。
当所述耐磨蚀金属药芯型不锈钢药芯焊丝通过纯Ar保护下的热丝TIG或高速电弧焊进行焊接或工件表面堆焊形成焊缝时，焊缝成分按质量百分数计，包括以下成分：C0.07％-0.2％；Si 0.5％-1.5％；Mn 0.3％-1.0％；S 0-0.03％；P 0-0.03％；Cr 15.5％-19.0％；Ni 2.5％-5％；Mo 1％-3％；B 0.2％-1.0％；Fe 70％-79％。
焊缝中每种元素的作用与质量百分数设定原因如下：
C：C对不锈钢的硬度及耐腐蚀有很大影响。C是提高不锈钢硬度的中重要元素；C与Cr的亲和力很大，能和Cr形成一系列的复杂碳化物，含碳量越高，形成的碳化物就越多，Cr的消耗量就越大，使得晶间腐蚀性能越差。因此，C的质量比设定为0.07-0.2％。
Si：Si对不锈钢的耐氯离子腐蚀性能是有利的；但Si含量较大时，有助于碳化铬的沉淀，促进贫铬区的形成。因此，Si的质量比设定为0.5-1.5％。
Mn：Mn能提高钢的强度，但是易和钢中的S结合成MnS夹杂。MnS在酸性溶液中的溶解速率较大，是孔蚀的敏感点。随着Mn含量的增加合金的腐蚀率增大，孔蚀电位下降。因此，增加合金的Mn含量对抗孔蚀是不利的。因此，Mn的质量比设定为0.3％-1.0％。
S和P：S和P在一般不锈钢中是常有杂质元素，均降低不锈钢的腐蚀性能。因此，S和P的质量比设定为≤0.03％。
Cr：Cr是增加不锈钢耐蚀性能的基本元素之一，是提高钢的钝化膜的修复能力或称再生能力，提高不锈钢的耐点蚀性能。Cr含量增加有利于贫铬区与富铬区含铬量的平衡，降低晶间腐蚀的敏感性。因此，Cr的质量比设定为15.5％-19.0％。
Ni：Ni是优良的耐腐蚀材料，也镍是不锈钢的主要元素之一，提高奥氏体含量，同时提高钢的抗腐蚀能力。因此，Ni的质量比设定为15.5％-19.0％。
Mo：Mo能降低不锈钢表面钝化膜中的缺陷浓度，使不锈钢表面生成很致密而牢固的钝化膜，显著提高不锈钢在各种酸中的耐蚀性，尤其是抗氯离子点蚀性能。因此，Mo的质量比设定为1％-3％。
B：B能显著提高不锈钢的硬度及强度，但过多的B会导致裂纹倾向。因此，B的质量比设定为0.2％-1％。
下面通过具体实施例详细阐述本发明技术方案：
实施例1：
一种耐磨蚀金属粉芯型不锈钢药芯焊丝，由不锈钢钢带和药粉组成，所述药粉包裹在不锈钢钢带内，所述药粉按质量份数计由如下成分组成：稳弧剂2份、电解锰3份、硅铁9份、高碳铬铁1.5份、铬粉19份、镍粉24.5份、硼铁12份、钼铁23份、铁粉6份，药粉占焊丝总重量的16.5％。
实施例2：
一种耐磨蚀金属粉芯型不锈钢药芯焊丝，由不锈钢钢带和药粉组成，所述药粉包裹在不锈钢钢带内，所述药粉按质量份数计由如下成分组成：稳弧剂1.5份、电解锰4份、硅铁6份、高碳铬铁1.2份、铬粉20份、镍粉25份、硼铁15份、钼铁20份、铁粉7.3份，药粉占焊丝总重量的17.5％。
实施例3：
一种耐磨蚀金属粉芯型不锈钢药芯焊丝，由不锈钢钢带和药粉组成，所述药粉包裹在不锈钢钢带内，所述药粉按质量份数计由如下成分组成：稳弧剂3份、电解锰3份、硅铁8份、高碳铬铁2份、铬粉21份、镍粉24份、硼铁16份、钼铁17.5份、铁粉5.5份，药粉占焊丝总重量的18％。
实施例4：
一种耐磨蚀金属粉芯型不锈钢药芯焊丝，由不锈钢钢带和药粉组成，所述药粉包裹在不锈钢钢带内，所述药粉按质量份数计由如下成分组成：稳弧剂3.5份、电解锰2.5份、硅铁7份、高碳铬铁2.5份、铬粉18.5份、镍粉21.5份、硼铁12.5份、钼铁26份、铁粉6份，药粉占焊丝总重量的18.5％。
实施例5：
一种耐磨蚀金属粉芯型不锈钢药芯焊丝，由不锈钢钢带和药粉组成，所述药粉包裹在不锈钢钢带内，所述药粉按质量份数计由如下成分组成：稳弧剂4份、电解锰3份、硅铁9.5份、高碳铬铁2.2份、铬粉22份、镍粉23份、硼铁13份、钼铁18份、铁粉5.3份，药粉占焊丝总重量的19％。
实施例6：
一种耐磨蚀金属粉芯型不锈钢药芯焊丝，由不锈钢钢带和药粉组成，所述药粉包裹在不锈钢钢带内，所述药粉按质量份数计由如下成分组成：稳弧剂2.5份、电解锰2.5份、硅铁5.5份、高碳铬铁1.8份、铬粉27份、镍粉18.5份、硼铁19份、钼铁18份、铁粉5.2份，药粉占焊丝总重量的19.5％
选用直径100mm，壁厚25mm的27SiMn管材，表面车削加工后，分别采用实施例1-6为药粉生产的，直径1.2mm的药芯焊丝，采用热丝TIG工艺对管材表面进行熔覆，热丝TIG工艺参数为：焊接电流150-180A，弧压10-20V，熔覆速度100-150mm/min，Ar气保护。熔覆完成后，对熔覆层进行洛氏硬度测试，然后对熔覆层表面进行车削，磨削处理。
将处理好的熔覆工件表面进行铜加速乙酸盐雾测试：采用盐雾试验箱，根据GB/T10125-2012(人造气氛腐蚀试验盐雾试验)要求，配比中性盐雾试验(NSS)溶液。
将采用实施例1-6为药粉的药芯焊丝熔覆后的工件放到上述盐雾试验箱中96h，观察工件表面腐蚀情况。
所述实验结果如表1所示：
表1相关实验结果
Figure BDA0002450352610000051
Figure BDA0002450352610000061
实验结果表明实施例1-6在腐蚀试验结果符合GB/T 6461-2002(金属机体上金属和其他无机覆盖层经腐蚀试验后的试样和试件的评级)的10级标准，同时电弧稳定、焊渣、焊缝成形、飞溅及熔覆层硬度，也均完全满足使用要求。
以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本申请范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。

Claims (10)

1.一种耐磨蚀金属粉芯型不锈钢药芯焊丝，其特征在于，由不锈钢钢带和药粉组成，所述药粉包裹在不锈钢钢带内，所述药粉按质量份数计由如下成分组成：
稳弧剂1-5份；
电解锰2-5份；
硅铁5-10份；
高碳铬铁1-3份；
铬粉17-25份；
镍粉15-30份；
硼铁10-20份；
钼铁15-30份；
铁粉5-20份。
2.根据权利要求1所述的耐磨蚀金属粉芯型不锈钢药芯焊丝，其特征在于，所述药粉占焊丝总重量的16％-20％。
3.根据权利要求1所述的耐磨蚀金属粉芯型不锈钢药芯焊丝，其特征在于，所述药粉粒度目数为60-80目。
4.根据权利要求1所述的耐磨蚀金属粉芯型不锈钢药芯焊丝，其特征在于，所述焊丝直径为1.0mm-1.6mm。
5.根据权利要求1所述的耐磨蚀金属粉芯型不锈钢药芯焊丝，其特征在于，所述不锈钢钢带为430不锈钢钢带。
6.根据权利要求1所述的耐磨蚀金属粉芯型不锈钢药芯焊丝，其特征在于，所述不锈钢钢带规格为厚度0.5mm，宽度12mm。
7.根据权利要求2所述的耐磨蚀金属粉芯型不锈钢药芯焊丝，其特征在于，所述药粉按质量份数计包括如下成分：稳弧剂2份；电解锰3份；硅铁9份；高碳铬铁1.5份；铬粉19份；镍粉24.5份；硼铁12份；钼铁23份；铁粉6份，药粉占焊丝总重量的16.5％。
8.根据权利要求2所述的耐磨蚀金属粉芯型不锈钢药芯焊丝，其特征在于，所述药粉按质量份数计包括如下成分：稳弧剂3.5份、电解锰2.5份、硅铁7份、高碳铬铁2.5份、铬粉18.5份、镍粉21.5份、硼铁12.5份、钼铁26份、铁粉6份，药粉占焊丝总重量的18.5％。
9.根据权利要求2所述的耐磨蚀金属粉芯型不锈钢药芯焊丝，其特征在于，所述药粉按质量份数计包括如下成分：稳弧剂2.5份、电解锰2.5份、硅铁5.5份、高碳铬铁1.8份、铬粉27份、镍粉18.5份、硼铁19份、钼铁18份、铁粉5.2份，药粉占焊丝总重量的19.5％。
10.一种耐磨蚀金属粉芯型不锈钢药芯焊丝的应用，其特征在于，采用纯Ar保护下的热丝TIG或高速电弧焊进行焊接或工件表面堆焊。
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