破焦輥堆焊用藥芯焊絲的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種焊接材料，尤其是用于堆焊破焦輥的藥芯焊絲。
【背景技術】
[0002]藥芯焊絲是按制造方法和焊絲形狀進行分類的其中一類。藥芯焊絲是將藥粉包在薄鋼帶內卷成不同的截面形狀經乳撥加工制成的焊絲。藥芯焊絲通常分為氣體保護焊、自保護焊和埋弧焊三種焊絲。目前廣泛應用于鋼結構制造及合金堆焊領域。
[0003]破焦輥是重要冶金設備上的重要備件，其質量好壞、壽命長短直接關系到鋼廠的出鐵水量和鋼產量。破焦輥分上下兩組安裝破焦機上，其主要功能就是將堅硬的焦煤破碎為直徑小于3.0mm的粉末再與燒結料混合在一起燒結，起到助燃作用，焦煤粉末粒度直接關系到燒結料的質量好壞。破焦輥工作時其壓力在10?15MP，屬于高應力磨料磨損狀態，對于破焦輥不僅要有很好耐磨性、抗沖擊性，同時還要有非常高的強度和抗擠壓性能。而目前國內使用的破焦輥主要有兩種，一種是采用35CrMnSi整體鑄造通過調質處理后使用，這種輥子使用周期一般在4?6個月，另一種是采用35鋼整體鑄造后堆焊高鉻合金材料，合金材料的主要成分是:C:2.0?3.0Si:0.2?0.6Mn:0.4?0.8Cr:22?26N1:0.1?
0.3Mo:0.35?0.75ff:0.45?0.9V:0.2?0.6。這種輥子雖然耐磨性很好，但由于高鉻合金材料塑韌性極差，所以使用過程中出現大面積破裂掉塊導致無法使用，使輥子使用壽命大大縮短，一般使用壽命在6?8個月，無法滿足破焦輥的工況要求。
[0004]本領域目前急需兼具硬度、韌性、抗氧化性和抗裂性的，專用于破焦輥堆焊用的焊接材料。

【發明內容】

[0005]本發明所要解決的技術問題是使破焦輥堆焊使的堆焊合金具有較高的硬度和高的耐磨料磨損性能，同時還要具有較好的抗擠壓性和抗沖擊韌性，從而提高破焦輥的使用壽命，以滿足生產需求。
[0006]本發明解決其技術問題所采用的技術方案提供一種破焦輥堆焊用藥芯焊絲。該破焦輥堆焊用藥芯焊絲的藥芯部分是由如下重量百分比的成分組成:
[0007]C:0.20 ?0.55 %，S1:0.25 ?0.85 %，Μη:0.65 ?1.85 %，Cr:4.5 ?7.5 %，Mo:0.45 ?2.25%, V:0.21 ?0.65%,ff:1.35 ?3.55%, Nb:0.25 ?0.72%, Re:0.21 ?1.22%，余量為Fe和不可避免的雜質；以上成分百分數之和為100%。進一步的，上述藥芯焊絲的藥芯部分是由如下重量百分比的成分組成:
[0008]C:0.20 ?0.55 %、S1:0.25 ?0.85 %、Μη:0.65 ?1.85 %、Cr:4.5 ?7.5 %、Mo:0.45 ?2.25%、V:0.21 ?0.65%、W:1.35 ?3.55%^Nb:0.25 ?0.72%、Re:0.21 ?
1.22% ；
[0009]還含有下列元素中的一種或多種:N1:0.021?0.15%、Mg:0.015?0.25%、A1:
0.002?0.025% ;余量為Fe和不可避免的雜質；以上成分百分數之和為100%。其中，上述藥芯焊絲中所述不可避免的雜質及含量按重量百分比為:S彡0.03%、P彡0.025%。
[0010]此外本發明還提供了上述藥芯焊絲的制備方法。該方法包括以下步驟:
[0011]A、按成分要求取藥芯原料的粉末烘干；
[0012]B、將按原料粉末充分混合得到藥芯粉；
[0013]C、將藥芯粉填充到鋼帶槽中，包覆、拉拔成焊絲即得。
[0014]本發明的有益效果在于:本發明創造性地對藥芯焊絲的成分進行了革新，使制得的藥芯焊絲的堆焊合金不僅具有較高的硬度，具有極高的抗強力磨料磨損性能，而且具有較好的韌性，抗裂性較好，從而大大提高了的使用壽命，是一種優秀的破焦輥堆焊專用藥芯焊絲，具有很好的應用前景。
【具體實施方式】
[0015]本發明在前期的研究中發現，由于V和Nb具有細化晶粒，固溶強化作用，尤其是兩種元素以上加入時效果更好。V、Nb還有較強的沉淀強化能力，它們和Mo都是強碳化物形成元素，加入這些元素使得堆焊金屬的晶粒尺寸更小、硬度提高、韌性得到改善；加入Mo能提高合金的強度和韌性，在同時含有Cr的情況下，Mo還能大大提高堆焊合金層的回火穩定性；加入B能形成硼化物，提高堆焊合金的耐磨性，同時也可節約大量的貴重金屬。大量加入Cr，提高Cr/C比，易生存孤立的條狀形態的高硬度M7C3型碳化物，比之網狀分布的M3C型碳化物，可增強基體的連續性，從而提高整體材料的塑韌性；Mn能促進強碳化物在奧氏體中的溶解，平衡碳化物和奧氏體中的合金元素的含量，從分發揮V、Nb、Mo等元素的沉淀強化和固溶強化能力；另外，提高Mn/S比還能降低堆焊合金熱裂傾向，防止合金層產生網狀裂紋而掉塊；Nb的加入使堆焊合金具有較好的抑制氫脆，降低回火脆性和在熱處理過程中抑制P在晶界上的偏聚能力，從而達到提高堆焊合金韌性的目的。此外，由于Nb具有使夾雜物變性，凈化晶界以及較強的細化晶粒的作用，加入到堆焊材料中能起到改善堆焊層性能的效果。
[0016]作為進一步的改進，為增強堆焊合金的韌性，還可以加入下列元素中的一種或兩種:T1、Mg或A1。由于A1和Ti聯合加入細化晶粒的效果比只有Ti強，因此AI加入可使堆焊合金細化；加入微量Mg，強烈偏聚于晶界及相界面，能使碳化物細塊化，使晶界能和相界能降低，提高界面結合力，使裂紋形核與擴展難以進行，從而改善堆焊合金塑性；此外，加入V和Re的收得率一般較低，但若同時加入一定量的A1元素，就能大大提高V和Re收得率，節約成本。
[0017]因此，本發明破焦輥堆焊用藥芯焊絲的藥芯部分是由如下重量百分比的成分組成:
[0018]C:0.20 ?0.55 %，S1:0.25 ?0.85 %，Μη:0.65 ?1.85 %，Cr:4.5 ?7.5 %，Mo:0.45 ?2.25%, V:0.21 ?0.65%,ff:1.35 ?3.55%, Nb:0.25 ?0.72%, Re:0.21 ?1.22%,余量為Fe和不可避免的雜質；以上成分百分數之和為100%。
[0019]優化的，上述藥芯焊絲的藥芯部分中還含有下列元素中的一種或多種:N1:0.021 ?0.15%、Mg:0.015 ?0.25%、Al:0.002 ?0.025% ;余量為 Fe 和不可避免的雜質；上述成分百分數之和為100%。其中，上述藥芯焊絲中所述不可避免的雜質及含量按重量百分比為:S彡0.03%、P彡0.025%。
[0020]此外本發明還提供了上述藥芯焊絲的制備方法。該方法包括以下步驟:
[0021]A、按成分要求取藥芯原料的粉末烘干；
[0022]B、將按原料粉末充分混合得到藥芯粉；
[0023]C、將藥芯粉填充到鋼帶槽中，包覆、拉拔成焊絲即得。
[0024]該方法簡單可行，其中的外部薄鋼帶的成分和規格尺寸按本領域的常規技術標準選用，最好遵循相應的國家標準。一般可采用普通08F鋼0.6毫米規格的帶鋼材料。
[0025]在實際操作中，將猛鐵、鑰鐵、絡鐵、I凡鐵、銀鐵、媽鐵、棚化鐵、鐵粉和稀土為基礎原料。進一步使用鎳鐵、鎂粉或鋁粉作為進一步添加的原料。按上述配方中的元素要求，在原料中進行選取，使配得粉料的元素組成達到要求即可容易制得藥芯部分
[0026]下面結合實施例對本發明做進一步說明。
[0027]實施例1
[0028]將猛鐵、鑰鐵、絡鐵、f凡鐵、銀鐵、銀鐵、媽鐵、棚化鐵、鐵粉和稀土按一定比例取料，其粒度控制在120?140目范圍，混合均勻，其成分為:
[0029]C:0.25%、S1:0.55%、Μη:0.65%、Cr:6.5%、Mo:0.65% V:0.25%、W:1.85%、Nb:0.35%、Re:0.55%。N1:0.12%0
[0030]余量為Fe，以上均為重量百分比，百分數之和為100%。
[0031]將上述比例的粉料混合物裝入鋼帶槽，然后拉拔成Φ4.0mm的焊絲，用于埋弧堆焊破焦輥，堆焊合金抗高溫氧化性好，耐磨性優良，抗裂性較好，退火后硬度達HRC52以上。同時堆焊合金的韌性也較好，室溫下延伸率達12%以上。采用本焊絲堆焊的破焦輥后壽命由原有的6個月提高到24個月以上。
[0032]實施例2
[0033]將猛鐵、鑰鐵、絡鐵、f凡鐵、銀鐵、銀鐵、媽鐵、棚化鐵和鐵粉、稀土、儀粉按一定比例取料，其粒度控制在120?140目范圍，混合均勻，其成分為:
[0034]C:0.35 % S1:0.65 % Μη:1.15 % Cr:6.8 % Mo:0.45 % V:0.20 % ff:2.45 % Nb:
0.25% Re:0.32%。N1:0.10% Mg:0.025%。
[0035]余量為Fe，以上均為重量百分比，百分數之和為100%。
[0036]將上述比例的粉料混合物裝入鋼帶槽，然后拉拔成Φ4.0mm的焊絲，用于埋弧堆焊破焦輥，堆焊合金抗高溫氧化性好，耐磨性優良，抗裂性較好，退火后硬度達HRC50以上。同時堆焊合金的韌性也較好，室溫下延伸率達8%以上。采用本焊絲堆焊的破焦輥后壽命由原有的6個月提高到24個月以上。
[0037]實施例3
[0038]將猛鐵、鑰鐵、絡鐵、f凡鐵、銀鐵、銀鐵、媽鐵、棚化鐵和鐵粉、稀土、招粉按一定比例取料，其粒度控制在120?140目范圍，混合均勻，使其成分控制在:
[0039]C:0.30%、S1:0.60%、Μη:0.75%、Cr:5.8%、Mo:0.80%、V:0.42%、W:1.65%、Nb:0.45%、Re:0.35%。N1:0.085% Al:0.015%。
[0040]余量為Fe，以上均為重量百分比，百分數之和為100%。
[0041]將上述比例的粉料混合物裝入鋼帶槽，然后拉拔成Φ4.0mm的焊絲，用于埋弧堆焊破焦輥，堆焊合金抗高溫氧化性好，耐磨性優良，抗裂性較好，退火后硬度達HRC53以上。同時堆焊合金的韌性也較好，室溫下延伸率達10%以上，采用本焊絲堆焊的破焦輥后壽命由原有的6個月提高到24個月以上。
【主權項】
1.一種破焦輥堆焊用藥芯焊絲，其特征在于:其藥芯化學成分的重量配比為:C:0.20 ?0.55 %，Si:0.25 ?0.85 %，Μη:0.65 ?1.85 %，Cr:4.5 ?7.5 %，Mo:0.45 ?2.25 %，V:0.21 ?0.65 %，W:1.35 ?3.55 %，Nb:0.25 ?0.72 %，Re:0.21 ?1.22%，余量為？6和不可避免的雜質；百分數之和為100%。2.如權利要求1所述的破焦輥堆焊用藥芯焊絲，其特征在于:其藥芯化學成分的重量配比為:C:0.20 ?0.55 %、Si:0.25 ?0.85 %、Μη:0.65 ?1.85 %、Cr:4.5 ?7.5 %、Mo:0.45 ?2.25 %、V:0.21 ?0.65 %、W:1.35 ?3.55 %、Nb:0.25 ?0.72 %、Re:0.21 ?1.22% ； 還含有下列元素中的一種或多種:N1:0.021?0.15%、Mg:0.015?0.25%、A1:0.002?0.025% ;余量為Fe和不可避免的雜質；百分數之和為100%。3.根據權利要求1或2所述的破焦輥堆焊用藥芯焊絲，其特征在于:所述不可避免的雜質及含量按重量百分比為:s彡0.03%、P彡0.025%。4.制備權利要求1?3任一項所述的破焦輥堆焊用藥芯焊絲的方法:其特征在于，包括以下步驟: A、按成分要求取藥芯原料的粉末烘干； B、將按原料粉末充分混合得到藥芯粉； C、將藥芯粉填充到鋼帶槽中，包覆、拉拔成焊絲即得。
【專利摘要】本發明屬于焊接材料領域，具體涉及一種用于堆焊破焦輥的藥芯焊絲。本發明所要解決的技術問題是現有用于堆焊破焦輥的藥芯焊絲性能不佳的問題。本發明提供了提供一種破焦輥堆焊用藥芯焊絲，包括藥芯和外部的包裹鋼帶,藥芯部分按重量百分比含有：C：0.20～0.55％，Si：0.25～0.85％，Mn：0.65～1.85％，Cr：4.5～7.5％，Mo：0.45～2.25％，V：0.21～0.65％，W：1.35～3.55％，Nb：0.25～0.72％，Re：0.21～1.22％，余量為Fe和不可避免的雜質；以上成分之和為100％。本發明藥芯焊絲的堆焊合金能大大提高破焦輥的使用壽命，具有很好的應用前景。
【IPC分類】C22C38/48, B23K9/04, B23K35/30, B23K35/40
【公開號】CN105414798
【申請號】CN201510970552
【發明人】李強, 樊朝陽, 王青
【申請人】四川鴻艦重型機械制造有限責任公司
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年12月21日