專利名稱：一種輕載低速齒輪斷齒修復堆焊用特種焊條的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種焊條，特別涉及堆焊用焊條。
技術背景
齒輪是機械傳動中應用最廣泛的零件之一，在汽車、拖拉機、機床、起重機械等產品中不僅有重要的作用，而且用量相當大。齒輪按材料種類主要有鍛鋼、鑄鋼、鑄鐵和有色金屬。其中，鍛鋼應用最廣泛，通常重要用途的齒輪都采用鍛鋼制造。具體齒輪材料的選用主要是根據齒輪工作時載荷的大小、轉速的高低及齒輪的精度要求來確定。按齒輪承受載荷一般分為輕載荷、中載荷和高載荷；按齒輪轉速一般分為低速齒輪(1、m /S)、中速齒輪 (6^10 m /s)和高速齒輪(1(T15 m /s)；按齒輪精度一般為6、級(中、低速)和8 12級 (高速)，汽車、拖拉機齒輪精度一般為6、級。
齒輪傳動的失效形式及影響因素較多，其中齒輪輪齒斷裂(斷齒)是較為常見的齒輪損傷形式，也是造成齒輪失效的重要原因。斷齒是輕載、低速鍛鋼齒輪損傷的主要形式， 特別是斷齒一般為突發(fā)事件，在沒有備用齒輪的情況下，斷齒會嚴重的影響正常的生產，給企業(yè)帶來巨大的經濟損失。
近幾年來，國內外許多企業(yè)試圖通過堆焊的方式來修復斷齒的輕載、低速鍛鋼齒輪，但由于輕載、低速鍛鋼齒輪是由低碳鋼或中碳鋼制造，其碳當量較高，特別是在現(xiàn)場沒有焊前預熱和焊后熱處理的條件下，在齒輪表面上極易出現(xiàn)裂紋，降低齒輪焊后質量甚至修復失敗，從而限制了輕載、低速鍛鋼齒輪斷齒堆焊修復技術的廣泛應用。
專利“復合雙金屬大型齒輪再制造技術用堆焊焊條”(專利號ZL200510007159. 7)， 主要針對尺寸直徑在3-5米的大型齒輪因表面磨損，通過堆焊恢復其表面尺寸，而不是斷齒修復；一種“鑄鐵齒輪斷齒修復堆焊用特種焊條”和一種“鑄鋼齒輪斷齒修復堆焊用特種焊條”，主要針對鑄鐵和鑄鋼齒輪斷齒修復，而不是輕載、低速鍛鋼齒輪。發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種容易焊接、焊后抗開裂、壽命長且價格低廉的輕載、低速齒輪斷齒修復堆焊用特種焊條。
本發(fā)明的特種堆焊焊條，其藥皮化學成分的重量百分比為(wt%):大理石50 - 55， 白土子4 一 6，螢石25 — 30，石英1 一 3，中碳鉻鐵1 一 3，鈦鐵1 一 3，高碳錳鐵1 一 3，硅鐵1 一 3，三氧化二鑭1 一 3，金屬鎳1 一 3。焊芯為H08A鋼焊絲。
上述藥皮原料中的鈦鐵、高碳錳鐵和硅鐵可以聯(lián)合脫氧，凈化堆焊熔池；中碳鉻鐵可以控制一定的碳含量和鉻含量，提高堆焊金屬的淬透性，并形成少量的含鉻碳化物，保證適當堆焊金屬的耐磨性；合金元素錳可保證堆焊金屬具有較高的強度和抗疲勞性能；三氧化二鑭也可以脫氧、脫硫，凈化堆焊熔池，還可以細化焊后一次結晶組織和二次結晶組織， 變質夾雜物，改善堆焊金屬的韌性，提高堆焊金屬的抗開裂性能；金屬鎳粉可改善堆焊組織，改善應力分布，提高堆焊金屬的抗開裂性能。
本發(fā)明焊條的制備方法 1、對部分原料進行鈍化處理a、將硅鐵粉末加熱，在720- 750°C保溫1小時，b、將中碳鉻鐵粉末加熱，在550- 600°C保溫1小時，c、將高碳錳鐵粉末加熱，在300- 350°C保溫1小時。
2、混合將上述藥皮的各種原料放入混料機進行充分混合，然后再加入水玻璃粘結劑攪拌均勻，該水玻璃的模數為2. 7-3. 0，波美度為48 - 50。
3、壓制用焊條涂敷機將上述混勻的物料擠壓在H08A鋼焊絲上。
4、干燥在100_200°C對焊條進行干燥。
本發(fā)明具有如下優(yōu)點1、通過堆焊的輕載、低速鍛鋼齒輪經磨削或切削加工后可以代替經整體生產的齒輪， 不僅減少了制造工序，節(jié)省了原料和能源，同時其使用壽命是原齒輪的3倍。
2、該焊條修復斷齒，不用焊前對齒輪進行預熱，焊后不用熱處理，現(xiàn)場使用方便， 易于焊接，焊后不開裂，焊接質量明顯提高，硬度范圍為HBS 200 180。
3、此特種焊條不僅可以應用到系列減速箱，而且也可以應用到冶金機械、中載機械、機床行業(yè)等所普遍存在的輕載、低速齒輪斷齒堆焊修復，具有重要的工程意義，其市場空間十分廣闊。
具體實施方式
實施例1 取藥皮的原料，大理石55千克，螢石30千克，石英3千克，白土子6千克，中碳鉻鐵1 千克，高碳錳鐵1千克，硅鐵1千克，鈦鐵1千克，三氧化二鑭1千克，金屬鎳1千克及H08A 鋼焊絲。先對硅鐵、中碳鉻鐵和高碳錳鐵進行鈍化處理，即將硅鐵粉末加熱，在720°C保溫1 小時；將中碳鉻鐵粉末加熱，在^(TC保溫1小時；將高碳錳鐵粉末加熱，在300°C保溫1小時。將上述藥皮的各種原料放入混料機進行充分混合，然后再加入水玻璃粘結劑攪拌均勻， 該水玻璃的模數為2. 7，波美度為48。用焊條涂敷機將上述混勻的物料擠壓在H08A鋼焊絲上。在10(TC對焊芯進行干燥。采用上述焊條堆焊修復輕載、低速齒輪，焊前免預熱、焊后免熱處理，修復后表面的硬度為HBS 200。
實施例2:取藥皮的原料，大理石53千克，螢石觀千克，石英2千克，白土子5千克，中碳鉻鐵2 千克，高碳錳鐵2千克，硅鐵2千克，鈦鐵2千克，三氧化二鑭2千克，金屬鎳2千克及H08A 鋼焊絲。先對硅鐵、中碳鉻鐵和高碳錳鐵進行鈍化處理，即將硅鐵粉末加熱，在730°C保溫1 小時；將中碳鉻鐵粉末加熱，在570°C保溫1小時；將高碳錳鐵粉末加熱，在330°C保溫1小時。將上述藥皮的各種原料放入混料機進行充分混合，然后再加入水玻璃粘結劑攪拌均勻， 該水玻璃的模數為2. 8，波美度為49。用焊條涂敷機將上述混勻的物料擠壓在H08A鋼焊絲上。在150°C對焊芯進行干燥。采用上述焊條堆焊修復輕載、低速齒輪，焊前免預熱、焊后免熱處理，修復后表面的硬度為HBS 2400
實施例3:取藥皮的原料，大理石50千克，螢石25千克，石英1千克，白土子6千克，中碳鉻鐵3千克，高碳錳鐵3千克，硅鐵3千克，鈦鐵3千克，三氧化二鑭3千克，金屬鎳3千克及H08A 鋼焊絲。先對硅鐵、中碳鉻鐵和高碳錳鐵進行鈍化處理，即將硅鐵粉末加熱，在750°C保溫1 小時；將中碳鉻鐵粉末加熱，在600°C保溫1小時；將高碳錳鐵粉末加熱，在350°C保溫1小時。將上述藥皮的各種原料放入混料機進行充分混合，然后再加入水玻璃粘結劑攪拌均勻， 該水玻璃的模數為3. 0，波美度為50。用焊條涂敷機將上述混勻的物料擠壓在H08A鋼焊絲上。在20(TC對焊芯進行干燥。采用上述焊條堆焊修復輕載、低速齒輪，焊前免預熱、焊后免熱處理，修復后表面的硬度為HBS 2800
權利要求
1. 一種輕載、低速鍛鋼齒輪斷齒堆焊修復用特種焊條，其特征在于其藥皮化學成分的重量百分比為wt% 大理石50 — 55，白土子4 一 6，螢石25 — 30，石英1 一 3，中碳鉻鐵 1 一 3，鈦鐵1 一 3，高碳錳鐵1 一 3，硅鐵1 一 3，三氧化二鑭1 一 3，金屬鎳1 一 3 ；其焊芯為H08A鋼焊絲。
全文摘要
一種輕載、低速鍛鋼齒輪斷齒堆焊修復用特種焊條，其藥皮化學成分的重量百分比為(wt%)大理石50－55，白土子4－6，螢石25－30，石英1－3，中碳鉻鐵1－3，鈦鐵1－3，高碳錳鐵1－3，硅鐵1－3，三氧化二鑭1－3，金屬鎳1－3。焊芯為H08A鋼焊絲。本發(fā)明的焊條可以焊前免預熱和焊后免熱處理對輕載、低速鍛鋼齒輪進行堆焊修復，堆焊金屬具有較高的抗開裂性能，現(xiàn)場使用非常方便。修復后的輕載、低速齒輪表面硬度范圍為HBS200~280，且使用壽命是原齒輪的3倍。
文檔編號B23K35/40GK102489891SQ201110363360
公開日2012年6月13日 申請日期2011年11月16日 優(yōu)先權日2011年11月16日
發(fā)明者周野飛, 楊慶祥, 楊育林, 齊效文 申請人:燕山大學