專利名稱：碳化鈦陶瓷增強(qiáng)高鉻鑄鐵明弧自保護(hù)藥芯焊絲的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料科學(xué)與工程領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
高鉻鑄鐵以優(yōu)良的抗低應(yīng)力磨粒磨損性能和低廉的價(jià)格，使其在冶金機(jī)械、礦山機(jī)械和煤炭機(jī)械等領(lǐng)域用于制造水泥磨輥、大型磨盤、磨煤輥等耐磨零部件得到廣泛應(yīng)用。高鉻鑄鐵等耐磨零件經(jīng)過一段時(shí)間使用后由于表面過渡磨損而報(bào)廢。報(bào)廢的高鉻鑄鐵零部件可以采用堆焊的方式進(jìn)行修復(fù)，恢復(fù)其形狀與尺寸，并獲得更優(yōu)異的性能后重新使用；或通過堆焊綠色再制造形成性能優(yōu)異、價(jià)格低廉的復(fù)合雙金屬零部件。特別是藥芯焊絲自動(dòng)焊接技術(shù)的快速發(fā)展，使堆焊效率大大提高。因此，采用堆焊方法不僅簡(jiǎn)化其制造工藝，而且還能提高其使用壽命。當(dāng)高鉻鑄鐵堆焊金屬組織為過共晶組織時(shí)，由于碳含量及鉻含量都比較高，在堆焊凝固組織中析出大量初生碳化物及共晶碳化物，使堆焊金屬的硬度大大增加。在2009年6月24日中國發(fā)明專利公報(bào)上公開了一種“用于復(fù)合雙金屬大型特種耐磨件再制造用的堆焊藥芯焊絲”(專利號(hào)ZL200610102283.6)，其主要內(nèi)容是堆焊藥芯焊絲的化學(xué)成分為(wt%)高碳鉻鐵45 - 55，高碳錳鐵1 一 4，硅鐵4 一 6，釩鐵1 一 4，鉬鐵1 一 4，稀土氧化物2 — 5，石墨10 - 20，鈮鐵1 一 4，鉻粉5 — 8，硼鐵1 一 2，螢石4 一 6，鋁、鎂粉2 — 5，外皮采用低碳鋼帶。采用明弧焊方法，在硬M4合金鑄鐵或65Mn鋼母材上堆焊上述藥芯焊絲制造成特種耐磨件；或在報(bào)廢的耐磨件上進(jìn)行堆焊，恢復(fù)其尺寸和性能。在高應(yīng)力磨料磨損和沖擊作用不太強(qiáng)的碰撞磨損工況條件下堆焊金屬具有較高的耐磨性(HRC60-67)。但表面易出現(xiàn)剝落現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種使用方便、硬度高、耐磨性好、不易剝落的碳化鈦陶瓷增強(qiáng)高鉻鑄鐵明弧自保護(hù)藥芯焊絲。本發(fā)明的藥芯焊絲，其藥芯化學(xué)成分的重量百分比為(wt%):高碳鉻鐵60 70、高碳錳鐵1 2、硅鐵1 3、釩鐵1 3、鉬鐵1 3、碳化鈦2 8、石墨15 25、鋁/鎂粉 1 2;其外層包皮為低碳鋼帶。本發(fā)明的藥芯焊絲的制備方法 1、對(duì)部分原料進(jìn)行鈍化處理
a、將硅鐵粉末加熱，在700 750°C保溫1小時(shí)，
b、將高碳鉻鐵粉末加熱，在550 600°C保溫1小時(shí)，
c、將高碳錳鐵粉末加熱，在300 350°C保溫1小時(shí)。2、將上述藥芯的各種原料放入混料機(jī)進(jìn)行充分混合。3、采用藥芯焊絲生產(chǎn)設(shè)備，藥粉填充率為37 45%，經(jīng)拉絲機(jī)2 5次拉拔成外徑為F4的藥芯焊絲。
控制較高的含碳量和含鉻量，并加入適量的錳、硅等合金元素，能生成大量的M7C3 型初生碳化物，保證堆焊金屬具有較高的硬度和耐磨性；添加鉬、釩可以細(xì)化晶粒，提高堆焊金屬的塑、韌性；在堆焊金屬中TiC呈細(xì)小、彌散狀態(tài)分布，并且具有比M7C3型初生碳化物更高的硬度，添加適量的TiC陶瓷顆粒，還可以成為M7C3型初生碳化物的非自發(fā)形核核心， 從而細(xì)化了 M7C3型初生碳化物，得到了由細(xì)小的MC型(TiC)和M7C3型混合初生碳化物組成的堆焊金屬組織，從而提高堆焊金屬的抗剝落性能。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)在焊前不預(yù)熱、焊后不進(jìn)行熱處理的情況下可以進(jìn)行堆焊，現(xiàn)場(chǎng)使用非常方便；采用這種堆焊藥芯焊絲進(jìn)行堆焊可以使堆焊金屬的硬度達(dá)到HRC63 67，具有較高的耐磨性，不易剝落；大型高鉻鑄鐵耐磨件的使用壽命是采用整體制造工件的2 — 4倍。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
取高碳鉻鐵70kg、高碳錳鐵2kg、硅鐵3kg、釩鐵3kg、鉬鐵3kg、碳化鈦2kg、石墨15kg、 鋁/鎂粉2kg及低碳鋼鋼帶。先對(duì)硅鐵、高碳鉻鐵和高碳錳鐵進(jìn)行鈍化處理，即將硅鐵粉末加熱，在700°C保溫1小時(shí)；將高碳鉻鐵粉末加熱，在550°C保溫1小時(shí)；將高碳錳鐵粉末加熱，在300°C保溫1小時(shí)。將上述藥芯的各種原料放入混料機(jī)進(jìn)行充分混合，采用藥芯焊絲生產(chǎn)設(shè)備，藥粉填充率為37%，經(jīng)拉絲機(jī)2次拉拔成外徑為F4的藥芯焊絲。其堆焊金屬的硬度為HRC63。實(shí)施例2:
取高碳鉻鐵66kg、高碳錳鐵2kg、硅鐵2kg、釩鐵1kg、鉬鐵3kg、碳化鈦5kg、石墨20kg、 鋁/鎂粉Ikg及低碳鋼鋼帶。先對(duì)硅鐵、高碳鉻鐵和高碳錳鐵進(jìn)行鈍化處理，即將硅鐵粉末加熱，在730°C保溫1小時(shí)；將高碳鉻鐵粉末加熱，在570°C保溫1小時(shí)；將高碳錳鐵粉末加熱，在320°C保溫1小時(shí)。將上述藥芯的各種原料放入混料機(jī)進(jìn)行充分混合，采用藥芯焊絲生產(chǎn)設(shè)備，藥粉填充率為40%，經(jīng)拉絲機(jī)4次拉拔成外徑為F4的藥芯焊絲。其堆焊金屬的硬度為HRC65。實(shí)施例3:
取高碳鉻鐵60kg、高碳錳鐵1kg、硅鐵1kg、釩鐵2kg、鉬鐵2kg、碳化鈦8kg、石墨25kg、 鋁/鎂粉Ikg及低碳鋼鋼帶。先對(duì)硅鐵、高碳鉻鐵和高碳錳鐵進(jìn)行鈍化處理，即將硅鐵粉末加熱，在750°C保溫1小時(shí)；將高碳鉻鐵粉末加熱，在600°C保溫1小時(shí)；將高碳錳鐵粉末加熱，在350°C保溫1小時(shí)。將上述藥芯的各種原料放入混料機(jī)進(jìn)行充分混合，采用藥芯焊絲生產(chǎn)設(shè)備，藥粉填充率為45%，經(jīng)拉絲機(jī)5次拉拔成外徑為F4的藥芯焊絲。其堆焊金屬的硬度為HRC67。
權(quán)利要求
1.一種碳化鈦陶瓷增強(qiáng)高鉻鑄鐵明弧自保護(hù)藥芯焊絲，其特征在于其藥芯化學(xué)成分的重量百分比為wt% 高碳鉻鐵60 70、高碳錳鐵1 2、硅鐵1 3、釩鐵1 3、鉬鐵1 3、TiC 2 8、石墨15 25、鋁/鎂粉1 2，外層包皮為低碳鋼帶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種碳化鈦陶瓷增強(qiáng)高鉻鑄鐵明弧自保護(hù)藥芯焊絲，其特征在于藥粉填充率為37 45%。
全文摘要
一種碳化鈦陶瓷增強(qiáng)高鉻鑄鐵明弧自保護(hù)藥芯焊絲，其化學(xué)成分為(wt%)高碳鉻鐵60～70、高碳錳鐵1～2、硅鐵1～3、釩鐵1～3、鉬鐵1～3、TiC2～8、石墨15～25、鋁/鎂粉1～2，外層包皮為低碳鋼帶。采用藥芯焊絲生產(chǎn)設(shè)備，藥粉填充率為37～45%，經(jīng)拉絲機(jī)2～5次拉拔成外徑為F4的藥芯焊絲。本發(fā)明的藥芯焊絲在焊前不預(yù)熱、焊后不進(jìn)行熱處理的情況下可以進(jìn)行堆焊，現(xiàn)場(chǎng)使用非常方便；采用這種堆焊藥芯焊絲進(jìn)行堆焊可以使堆焊金屬的硬度達(dá)到HRC63～67，具有較高的耐磨性，不易剝落；大型高鉻鑄鐵耐磨件的使用壽命是采用整體制造工件的2－4倍。
文檔編號(hào)B23K35/30GK102248325SQ201110201549
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月19日
發(fā)明者周野飛, 楊慶祥, 楊育林, 齊效文 申請(qǐng)人:燕山大學(xué)