專利名稱：一種無渣堆焊焊條的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于機械零件堆焊修復材料領域，涉及一種無渣堆焊焊條。
背景技術：
目前在我國引進的大型化、現代化的設備中有大量易磨損、易腐蝕的部件，為保證整套設備的完好率及高利用率，在制造及修復這些部件時，需要在這些部件表面涂覆一層更加耐磨、耐腐蝕且具有高效及節(jié)材的涂層材料；而對于一些現場修復和較小面積、異型的工件來說，堆焊焊條仍有不可替代的作用。而熔敷率低、起弧難、易紅尾是目前所使用的堆焊焊條普遍存在的問題，上述問題的出現，其主要原因在于所述焊條中的藥皮在焊接過程中導電性差。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是要解決上述技術存在的問題，提供可通用于各種承受中、低應力及強磨粒磨損工況產品的堆焊復合制造和修復的高耐磨無渣堆焊焊條。本發(fā)明的高耐磨無渣堆焊焊條包括焊芯(優(yōu)選采用H08A焊芯)和藥皮，其中所述的藥皮是由以下粉末原料組成，以質量百分比計
碳化金屬鉻高碳鉻鐵金屬錳 45#硅鐵螢石石墨碳化硼石英
5 15% 60 80% 2 8% 2 6% 1 3% 2 5% 0 3% 0 2%
鎳粉0 2%
碳酸鋇0 2%
鉬鐵0 6%
鈮鐵0 6%
鎢鐵0 4% 。所述的粉末原料的粒度為-40目。上述藥皮中由于加入的石英、碳酸鋇等非金屬造渣劑很少，也沒有加入專門的造氣劑，所以在堆焊工件時，熔敷金屬表面只有藥皮中極少量的非金屬熔渣和熔池金屬被氧化而形成的熔渣，連續(xù)堆焊不需敲渣。上述藥皮中加入的石墨在電弧的作用下，與電弧周圍環(huán)境的氧發(fā)生反應，會在電弧周圍產生大量的CO及(X)2氣體，對電弧自動形成保護氣氛，阻隔空氣與熔池發(fā)生反應。而大部分C進入熔池與鉻、鉬、鈮、鎢等強碳化物形成元素反應生成金屬碳化物，可以大大提高堆焊層的硬度及耐磨性。上述藥皮中的金屬錳和45#硅鐵(45號硅鐵)是良好的脫氧劑，對氧有很強的親和力，可以最大限度的降低電弧和熔池中的含氧量，保證其它合金元素的過渡。錳還具有固溶強化作用，能提高淬硬性。硅和硼作用還可以起到降低熔池的表面張力的作用，保證熔池有很好的流動性，焊道表面光滑。由于上述藥皮中的成分基本是熔敷金屬，并且燒損很少，因此本發(fā)明的高耐磨無渣堆焊焊條的熔敷效率比普通的堆焊焊條高。上述藥皮中的石墨具有良好的導電性，使得焊條極易起弧。由于焊條藥皮中加入了足夠的高碳鉻鐵和碳化金屬鉻，保證了熔敷金屬中需要的碳、鉻含量，因此只需采用碳鋼焊芯(H08A)，使得焊條在連續(xù)堆焊的過程中不會出現紅尾現象。上述藥皮中的碳化金屬鉻、高碳鉻鐵(以質量百分比計，C的含量為7. 5 8. 5%， Cr的含量為60 65 %，Si的含量為< 3 %，余量為Fe)和碳化硼，在焊條中弓I入碳、鉻、硼， 保證了堆焊層中合適的碳、鉻、硼濃度、比例，形成最大比例的碳、鉻、硼復合碳化物，比單一的碳、鉻化合物具有更高的顯微硬度，使堆焊層的硬度及耐磨性提高。為了進一步提高堆焊層的耐磨性，尤其是在高溫條件下的耐磨性，可以在焊條藥皮中加入一定比例的鉬鐵(質量百分比0 6%)、鈮鐵(質量百分比0 6%)、鎢鐵(質量百分比0 4%)。鉬、鈮、鎢均為強碳化物形成元素，在熔池中優(yōu)先析出，有利于細化晶粒。同時與Cr、C形成復合碳化物，提高堆焊層的耐磨性、尤其是高溫耐磨性。本發(fā)明的高耐磨無渣堆焊焊條的制備方法，以質量百分比計，將粉末原料5 15%的碳化金屬鉻、60 80%的高碳鉻鐵、2 8%的金屬錳、2 6%的45#硅鐵05號硅鐵)、1 3%的螢石、2 5%的石墨、0 3%的碳化硼、0 2%的石英、0 2%的鎳粉、 0 2 %的碳酸鋇、0 6 %的鉬鐵、0 6 %的鈮鐵和0 4 %的鎢鐵在混粉設備內混合均勻， 得到所述的藥皮；在配制好的藥皮粉末中緩慢加入重量是藥皮粉末重量5%的模數為45的鉀-鈉型水玻璃，攪勻；采用H08A焊芯，焊芯直徑為4. Omm ；以加入水玻璃后的藥皮與焊芯的質量比為2 1的比例，將藥皮均勻、向心地壓涂在焊芯上，制備得到所述高耐磨無渣堆焊焊條，其中，所述的粉末的粒度都為-40目。使用本發(fā)明的高耐磨無渣堆焊焊條進行堆焊時由于只產生極少的渣，因此熔敷效率很高；同時還具有極易起弧、電弧穩(wěn)定、飛濺小、焊道成型美觀、連續(xù)堆焊無需敲渣、不紅尾、裂紋分布合理等特點，堆焊后熔敷金屬硬度采用HRA-50洛氏硬度試驗機，在室溫下測量可達HRc65以上，耐磨性極佳；可通用于各種承受中、低應力及強磨粒磨損工況產品的堆焊復合制造和修復。本發(fā)明中所述的高耐磨無渣堆焊焊條采用現有的焊條壓涂機設備即可生產，加工工藝簡單。
具體實施方式
下面結合實施例對本發(fā)明做進一步說明。實施例1.以質量百分比計，將粉末原料15%的碳化金屬鉻、61%的高碳鉻鐵、5%的金屬錳、 3 %的45#硅鐵、2 %的螢石、5 %的石墨、3 %的碳化硼、2 %的石英砂、1 %的碳酸鋇、1 %的鎳粉、0. 5%的鉬鐵、0. 5%的鈮鐵和的鎢鐵在混粉設備內混合1小時，得到粉末狀的藥皮， 其中，所述的高碳鉻鐵中的C的含量為7. 5 8. 5%，Cr的含量為60 65%，Si的含量為 (3%，余量為!^e ；上述所有的粉末的粒度都為-40目。在配制好的藥皮粉末中緩慢加入重量是藥皮粉末重量5%的模數為45的鉀-鈉型水玻璃，攪勻；采用H08A焊芯，焊芯直徑為4. Omm ；以加入模數為45的鉀-鈉型水玻璃后的藥皮與焊芯的質量比為2 1的比例，將藥皮均勻、向心地壓涂在焊芯上，制備得到堆焊焊條。該焊條堆焊層(三層)采用HRA-50洛氏硬度試驗機，在室溫下測試平均硬度大于 HRc65?？赏ㄓ糜诟鞣N承受中、低應力及強磨粒磨損工況產品的堆焊復合制造和修復。實施例2.以質量百分比計，將粉末原料5. 5%的碳化金屬鉻、60%的高碳鉻鐵、2%的金屬錳、6 %的45#硅鐵、3 %的螢石、4%的石墨、1 %的碳化硼、0. 5 %的石英砂、2 %的鎳粉、6 %的鉬鐵、6%的鈮鐵和4%的鎢鐵在混粉設備內混合1小時，得到粉末狀的藥皮，其中，所述的高碳鉻鐵中的C的含量為7. 5 8.5%，Cr的含量為60 65%，Si的含量為彡3%，余量為狗；上述所有的粉末的粒度都為-40目。在配制好的藥皮粉末中緩慢加入重量是藥皮粉末重量5%的模數為45的鉀-鈉型水玻璃，攪勻；采用H08A焊芯，焊芯直徑4. Omm;以加入水玻璃后的藥皮與焊芯的質量比為 2 1的比例，將藥皮均勻、向心地壓涂在焊芯上，制備得到堆焊焊條。該焊條堆焊層(三層)采用HRA-50洛氏硬度試驗機，在室溫下測試平均硬度大于HRc65?？捎糜跍囟仍?300-650°C區(qū)間的各種承受中、低應力及強磨粒磨損工況產品的堆焊復合制造和修復。實施例3.以質量百分比計，將粉末原料5%的碳化金屬鉻、80%的高碳鉻鐵、8%的金屬錳、 2%的45#硅鐵、的螢石、2%的石墨和2%的碳酸鋇在混粉設備內混合1小時，得到粉末狀的所述的藥皮，其中，所述的高碳鉻鐵中的C的含量為7. 5 8. 5%，Cr的含量為60 65%, Si的含量為彡3%，余量為狗；上述所有的粉末的粒度都為-40目。在配制好的藥皮粉末中緩慢加入重量是藥皮粉末重量5%的模數為45的鉀-鈉型水玻璃，攪勻；采用H08A焊芯，焊芯直徑4. Omm;以加入水玻璃后的藥皮與焊芯的質量比為 2 1的比例，將藥皮均勻、向心地壓涂在焊芯上，制備得到堆焊焊條。該焊條堆焊層(三層)采用HRA-50洛氏硬度試驗機，在室溫下測試平均硬度大于HRc65?？赏ㄓ糜诟鞣N承受中、低應力及強磨粒磨損工況產品的堆焊復合制造和修復。
權利要求
1. 一種無渣堆焊焊條，包括焊芯和藥皮，其特征是，所述的藥皮是由以下粉末原料組成，以質量百分比計碳化金屬鉻5 15%高碳鉻鐵60 80%金屬錳2 8%45#硅鐵2 6%螢石1 3%石墨2 5%碳化硼0 3%石英0 2%鎳粉0 2%碳酸鋇0 2%鉬鐵0 6%鈮鐵0 6%鎢鐵0 4%
2.根據權利要求1所述的無渣堆焊焊條，其特征是以質量百分比計，所述的高碳鉻鐵中的C的含量為7. 5 8. 5%，Cr的含量為60 65%，Si的含量為彡3%，余量為狗。
全文摘要
本發(fā)明涉及無渣堆焊焊條，其包括焊芯(采用H08A焊芯)和藥皮，將粉末原料碳化金屬鉻、高碳鉻鐵、金屬錳、45#硅鐵、螢石、石墨、碳化硼、石英、鎳粉、碳酸鋇、鉬鐵、鈮鐵和鎢鐵混合均勻，得到所述的藥皮；在配制好的藥皮粉末中緩慢加入重量是藥皮粉末重量5％的模數為45的鉀-鈉型水玻璃，攪勻；以加入水玻璃后的藥皮與焊芯的質量比為2∶1的比例，將藥皮均勻、向心地壓涂在直徑為4.0mm的H08A焊芯上得到堆焊焊條。在使用本發(fā)明的高耐磨無渣堆焊焊條進行堆焊時，可連續(xù)堆焊不需敲渣，熔敷效率高，極易起弧，連續(xù)堆焊不紅尾，熔敷金屬硬度可達HRc65以上?？赏ㄓ糜诟鞣N承受中、低應力及強磨粒磨損工況產品的復合制造和修復。
文檔編號B23K35/30GK102416531SQ20111010708
公開日2012年4月18日 申請日期2011年4月27日 優(yōu)先權日2011年4月27日
發(fā)明者張劍, 李小平, 杜榮臻, 邢愚, 韓雪飛 申請人:杜榮臻