專利名稱：高效高硬度耐磨堆焊電焊條的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種金屬堆焊材料，特別涉及一種用于設(shè)備零部件的堆焊制造與修復(fù)，以提高設(shè)備使用壽命的高效高硬度耐磨堆焊電焊條。
背景技術(shù)：
在普通結(jié)構(gòu)鋼焊條中，有一種鐵粉焊條，目的是提高效率，焊條藥皮中鐵粉含量一般在20％以上，最高達(dá)50％，除鐵粉外，焊條藥皮中含有較多的礦石粉。
目前，在耐磨堆焊焊條中尚未見到專門的鐵粉焊條和性能很高的堆焊電焊條。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述情況，本發(fā)明的目的是提供一種高效高硬度耐磨堆焊電焊條，該電焊條的藥皮中鐵粉含量高，不含礦石粉；同時加入多種合金元素，并優(yōu)化焊條配方。
為實現(xiàn)上述目的，一種高效高硬度耐磨堆焊電焊條，它包括Φ4H08A焊芯，Φ9外徑藥皮，其藥皮的組成(重量配比)為銀片石墨3～5碳化硼2～6 碳化硅 2～3 鉬鐵 3～5釩鐵3～5碳化鎢5～10高碳鉻鐵8～16金屬錳2～3鐵粉72。
其進(jìn)一步的措施還包括所述藥皮的粘結(jié)劑是選用模數(shù)為3、波美濃度不低于47度的鈉水玻璃。
所述藥皮組成中的銀片石墨純度不低于95％、碳化硼的硼含量不低于90％、碳化鎢的鎢含量不低于93％、金屬錳純度不低于99％、碳化硅為砂輪用碳化硅，鐵粉含雜質(zhì)不高于1％，鉬鐵含鉬量60％，釩鐵含釩量50％，高碳鉻鐵含鉻量65％。
本發(fā)明在焊條藥皮中加入大量的鐵粉以及多種合金元素且不加任何礦石粉的技術(shù)方案，改變了現(xiàn)有耐磨堆焊焊條的藥皮結(jié)構(gòu)，使焊條的熔化效率和熔敷效率大大提高，堆焊金屬硬度達(dá)HRC65～68。
本發(fā)明具有以下特點(1)焊條制作工藝簡單，藥皮中無任何礦石粉，由高模數(shù)高濃度鈉水玻璃粘結(jié)，普通油壓機生產(chǎn)制作，藥皮中鐵粉含量高達(dá)62～72％，因大量鐵粉的加入，鐵粉在焊條燃燒過程中產(chǎn)生大量的熱量，從而加速了焊條的熔化速度；
(2)焊條熔化效率高；(3)焊條熔敷效率高；(4)焊條收得率高達(dá)78～82％；(5)單層堆焊厚度大，在減少堆焊層層數(shù)，節(jié)省工時等方面有實際效果；(6)焊條硬度可在HRC65～68之間調(diào)整，且具有一定的強韌性，如實施例一的焊條，在尺寸為400×300×30mm的普通低碳鋼板上堆焊，單道單層連續(xù)堆焊一根焊條不產(chǎn)生裂紋。
本發(fā)明適合碳素結(jié)構(gòu)鋼，低合金鋼和某些中、高合金鋼的堆焊，應(yīng)用于磨粒磨損等耐磨工況。
具體實施例方式
實施例一一種高效高硬度耐磨堆焊電焊條，它主要包括焊芯、藥皮，采用如下重量配比配制焊條藥皮銀片石墨3、碳化硼2、碳化硅2、鉬鐵3、釩鐵3、碳化鎢5、高碳鉻鐵16、金屬錳2、鐵粉72；焊芯為Φ4H08A，焊條藥皮外徑為Φ9，高模數(shù)高濃度鈉水玻璃作焊條粘結(jié)劑，普通油壓機壓制焊條；焊條通過低溫、高溫烘干后施焊，使用直流焊機正接法施焊，堆焊單層磨平后測硬度，其平均硬度為HRC65，堆焊試件尺寸為100×60×20mm的普通低碳鋼板。
實施例二一種高效高硬度耐磨堆焊電焊條，它主要包括焊芯、藥皮，采用如下重量配比配制焊條藥皮銀片石墨4、碳化硼6、碳化硅2、鉬鐵5、釩鐵5、碳化鎢10、高碳鉻鐵8、金屬錳3、鐵粉72；其余實施步驟均采用同實施例一相同的實施方式。堆焊金屬硬度為HRC66。
實施例三一種高效高硬度耐磨堆焊電焊條，它主要包括焊芯、藥皮，采用如下重量配比配制焊條藥皮銀片石墨5、碳化硼4、碳化硅3、鉬鐵4、釩鐵4、碳化鎢7、高碳鉻鐵12、金屬錳2、鐵粉72；其余實施步驟均采用同實施例一相同的實施方式。堆焊金屬硬度HRC68。
本發(fā)明具有高效、高硬度等突出的實質(zhì)性特點，它的主要結(jié)構(gòu)及原理將作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
A、本發(fā)明的堆焊電焊條有快的熔化速度，堆焊過程中不需敲渣，可縮短堆焊時間，提高堆焊速度，特別是在預(yù)熱堆焊中，尤其是在熱天堆焊，勞動條件可得到明顯改善，勞動強度能得到顯著減輕。另外，焊條熔敷效率高，單層焊道厚度大達(dá)7mm以上，在實際生產(chǎn)中有特殊意義；例如，有的堆焊工件在堆焊加工后要保留5mm厚的堆焊金屬層，普通的堆焊焊條需堆焊2～3層，使用本發(fā)明焊條只需堆焊一層就能達(dá)到要求，而且，本發(fā)明堆焊電焊條藥皮中沒有礦石粉就沒有礦石粉的消耗和礦石粉熔化熱的損失。用戶也得到實惠，如買本發(fā)明堆焊電焊條1公斤相當(dāng)于買現(xiàn)有帶礦石粉的普通堆焊電焊條1.6公斤，因為本發(fā)明堆焊電焊條的收得率達(dá)78～82％，而對比焊條的收得率只有50％左右。焊條收得率高的主要原因是a、一般焊條含有較多礦石粉，本發(fā)明焊條無礦石粉；b、本發(fā)明焊條外徑加粗至Φ9，藥皮重量系數(shù)大大增加，藥皮快速熔化后基本變成熔敷金屬；C、由于焊條外徑加粗，單位重量的焊條根數(shù)減少，燒焊時丟掉的焊條頭少；從而節(jié)約了部分原材料，故收得率能顯著增加。
B、本發(fā)明的堆焊電焊條具有較高的熔化效率和熔敷效率。焊條的熔化效率是按單位時間所燒焊條重量計算，本實施方式中的對比焊條是產(chǎn)于某單位的一種堆焊金屬中含錳為16％的高錳鋼堆焊焊條，它的熔化效率和熔敷效率已屬偏高類。在堆焊對比試驗中，本實施方式確定的試驗條件為同一焊工，同一設(shè)備，同一工藝參數(shù)，特別是堆焊電流相同。對比試驗的結(jié)果顯示對比焊條的熔化效率是2kg/小時，而本發(fā)明的堆焊電焊條的熔化效率是3kg/小時。本發(fā)明的堆焊電焊條之所以高速熔化，是因為焊條藥皮中加入了大量的鐵粉，在焊條燃燒過程中會產(chǎn)生大量的熱量，加快了焊條本身的熔化。焊條的熔敷效率是指熔敷金屬重量或有效焊縫金屬重量占所燒焊條焊芯重量的百分?jǐn)?shù)，顯然一般結(jié)構(gòu)鋼焊條的熔敷效率是小于1，即100％，上述對比焊條藥皮中要加入大量的錳，以保證熔敷金屬中含16％的錳，它的熔敷效率也只有104.9％，而本發(fā)明的堆焊電焊條的熔敷效率達(dá)226.9％，這是因為本發(fā)明的堆焊電焊條藥皮以鐵粉為主，達(dá)藥皮重量的62～72％，其余全部為合金組分，均可熔入熔敷金屬中，同時，焊條的焊芯為Φ4，焊條外徑則較特殊，加粗到Φ9，所以，焊條的藥皮重量遠(yuǎn)超過焊條的焊芯重量，這從實際應(yīng)用上提高了堆焊的效率。
C、本發(fā)明焊條藥皮中加入了多種碳化物，如碳化硼、碳化硅、碳化鎢，以及碳和碳化物形成元素，鉬、釩、鉻，通過調(diào)整它們的比例進(jìn)行優(yōu)化，使其堆焊金屬的硬度達(dá)HRC65～68。由于合金元素種類多量少，細(xì)化晶粒顯著等，焊條具有一定強韌性。
權(quán)利要求
1.一種高效高硬度耐磨堆焊電焊條，它包括Φ4H08A焊芯，Φ9外徑藥皮，其特征在于藥皮的組成(重量配比)為銀片石墨3～5碳化硼 2～6碳化硅 2～3鉬鐵3～5釩鐵3～5碳化鎢 5～10高碳鉻鐵8～16金屬錳 2～3鐵粉72。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效高硬度耐磨堆焊電焊條，其特征在于所述藥皮的粘結(jié)劑是選用模數(shù)為3、波美濃度不低于47度的鈉水玻璃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效高硬度耐磨堆焊電焊條，其特征在于所述藥皮組成中的銀片石墨純度不低于95％、碳化硼的硼含量不低于90％、碳化鎢的鎢含量不低于93％、金屬錳純度不低于99％、碳化硅為砂輪用碳化硅，鐵粉含雜質(zhì)不高于1％，鉬鐵含鉬量60％，釩鐵含釩量50％，高碳鉻鐵含鉻量65％。
全文摘要
一種高效高硬度耐磨堆焊電焊條，它包括Φ4 H08A焊芯，Φ9外徑藥皮，其藥皮的組成重量配比為銀片石墨3～5，碳化硼2～6，碳化硅2～3，鉬鐵3～5，釩鐵3～5，碳化鎢5～10，高碳鉻鐵8～16，金屬錳2～3，鐵粉72。本發(fā)明在焊條藥皮中加入大量的鐵粉以及多種合金元素且不加任何礦石粉的技術(shù)方案，改變了現(xiàn)有耐磨堆焊焊條的藥皮結(jié)構(gòu)，使焊條的熔化效率和熔敷效率大大提高，堆焊金屬硬度達(dá)HRC65～68，且具有一定的強韌性，連續(xù)堆焊多道多層中間不需敲渣。本發(fā)明適合碳素結(jié)構(gòu)鋼，低合金鋼和某些中、高合金鋼的堆焊以及磨粒磨損等耐磨工況。
文檔編號B23K35/30GK101073861SQ200710035128
公開日2007年11月21日 申請日期2007年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月14日
發(fā)明者張清輝, 肖逸鋒, 龔建勛, 任立臣 申請人:湘潭大學(xué)