本發(fā)明屬于焊接材料領域，特別涉及一種鑄鐵沖壓模具直接堆焊硬化用焊條。
背景技術：
：大型冷沖模整體制造需要復雜的機加工和熱處理，工藝復雜、周期長、成本高，一般用于大批量，相對穩(wěn)定的產(chǎn)品。而鑲塊模具加工工藝簡化、周期短、成本低，因而應用越來越廣，特別是研制新型較大沖壓件產(chǎn)品時，模具更具有無可比擬的優(yōu)越性。采用在鑄鐵基體上堆焊制造冷沖模工藝，上述優(yōu)點更為突出。目前使用的冷沖模堆焊焊條中D322焊條具有較高的堆焊層硬度和耐磨性，但堆焊工藝性較差，堆焊層金屬易產(chǎn)生裂紋，且在生產(chǎn)應用中，堆焊的模塊易產(chǎn)生崩塊；D017和D027焊條具有較好的焊接工藝性能且焊縫金屬具有較好的抗裂性能，但堆焊層金屬的硬度偏低，致使模具使用壽命偏低。技術實現(xiàn)要素：針對上述問題，本發(fā)明公開了一種新型鑄鐵沖壓模具直接堆焊硬化用焊條，該焊條具有良好的焊接工藝性能、較高的抗開裂性能，使沖壓模具具有較長的使用壽命。本發(fā)明的技術方案是，一種鑄鐵沖壓模具直接堆焊硬化用焊條，由焊芯和藥皮組成，所述藥皮占焊芯和藥皮總重量的50％-60％；以焊芯總重量為基準，按照重量百分比，所述焊條焊芯的化學成分如下：以藥皮總重量為基準，按照重量百分比，所述藥皮的化學成分如下：碳酸鈣：22％～32％；碳酸鎂：5％～10％；氟化鈣：15％～25％；金紅石：3％～8％；鈦白粉：0.1％～1.5％；二氧化硅：3％～8％；高碳錳鐵：2％～6％；硅鐵：3％～8％；鉻粉：15％～25％；鎳粉：6％～10％；鉬粉：1％～3％；釩鐵：1％～3％；鈷粉：1％～3％。所述鑄鐵沖壓模具直接堆焊硬化用焊條形成的熔敷金屬化學成分的重量百分比包括：根據(jù)冷沖模的工作條件，冷沖模堆焊層金屬應具有較高的硬度及合理的硬度梯度分布、良好的沖擊韌性、較高的強度、高的耐磨性能和抗疲勞性能。這樣，合金須具備良好的空冷淬透性，并能在基體組織上形成一定數(shù)量和合理分布的碳化物，以保證堆焊層有足夠的硬度和耐磨性能；同時還應有強、韌化元素，以保證堆焊層有良好的綜合力學性能。經(jīng)過多次試驗分析及驗證，本發(fā)明堆焊焊條采用CrNiCoMoV合金系統(tǒng)。本發(fā)明焊條形成的熔敷金屬化學成分選取理由如下：C：碳是決定堆焊層金屬硬度的主要元素，它不僅直接決定馬氏體的硬度、形態(tài)及性能，而且是保證形成適量碳化物的必要條件。但含碳量增加會使焊接性能變差，在沖擊載荷作用下的高強韌性模具鋼碳含量為0.04-0.2％。Cr：鉻溶入奧氏體中提高鋼的淬透性，又可形成Cr7C3提高鋼的耐磨性，并在一定程度上阻止馬氏體分解，提高鋼的回火穩(wěn)定性并產(chǎn)生二次硬化。鉻含量太高時易使堆焊層組織和彌散碳化物不均勻性增加，使材料變脆，所以，鉻元素的含量在9-10.5％時較為適宜。Ni：可降低馬氏體轉變溫度，有利于馬氏體中沉淀相的析出，使金屬有良好的素韌性。Ni能降低點陣中位錯運動抗力和位錯與間隙元素交互作用能量，促進應力松弛，從而減少脆性斷裂傾向。故鎳元素的含量在4.0-6.0％為宜。Mn：由于堆焊合金中鉻含量比常用模具鋼低，加入適量錳能強烈提高淬透性，并起固溶強化作用。錳擴大奧氏體區(qū)，增加堆焊層中殘余奧氏體含量，減少淬火變形和開裂。含量過高會增加鋼的過熱敏感性，此外殘余奧氏體太多會降低鋼的硬度，故錳的含量約為0.6-1.3％。Si：硅幾乎全部溶于奧氏體或鐵素體中起固溶強化作用，硅能促進石墨化，在鑄鐵基體上堆焊時可減少過渡區(qū)的白口傾向，改善堆焊層金屬的結合性能。硅在起固溶強化作用的同時亦降低堆焊層金屬的塑性和韌性，增加脫碳傾向，故硅元素的加入量為0.4-0.7％。Mo：鉬能夠顯著提高堆焊層金屬淬透性，并具有細化晶粒的作用，在提高材料強度的同時又能提高材料的韌性。鉬還可以顯著抑制第二類回火脆性。鉬元素的含量為0.7-1.0％。V：釩是強碳化物形成元素，具有很高的硬度和耐磨性，并多呈彌散分布，阻止堆焊層金屬晶粒的過分長大，釩含量在0.5-1.1％為宜，過多則會使堆焊層金屬的磨削性能變壞?？紤]到工業(yè)生產(chǎn)實際條件和成本，焊芯選用低碳鋼芯H08E，靠含有多種合金元素的焊條藥皮來過渡相應的合金成分。焊條藥皮類型可以選鈦鈣型和低氫型。鈦鈣型渣系氧化性強，堆焊層金屬的力學性能不如低氫型藥皮好，且低氫型渣系具有合金元素過渡系數(shù)高、焊縫金屬氫含量低，對焊縫金屬能起到精煉作用，使其具有良好的抗裂性能和力學性能。本發(fā)明采用低氫型藥皮。本發(fā)明的有益效果是：1.本發(fā)明焊條可直接在鑄鐵基體上堆焊，具有良好的工藝性能，工藝簡單可靠，經(jīng)濟實用，可使沖壓模具的使用壽命增加30-50％。2.本發(fā)明的焊條在鑄鐵基體上堆焊時，堆焊層金屬具有良好的抗裂性能和耐磨性能。本發(fā)明焊條具有較高的堆焊層硬度和耐磨性，具有良好的焊接工藝性能、較高的抗開裂性能，能夠增加沖壓模具的使用壽命。具體實施方式下面結合具體實施例對本發(fā)明的技術方案作進一步的描述，但本發(fā)明并不限于這些實施例。本發(fā)明由焊芯和藥皮相結合，焊芯采用優(yōu)質的H08E碳鋼芯線，藥皮占焊芯和藥皮總重量的50％-60％。實施例1：采用焊條生產(chǎn)行業(yè)內通用的制造工藝，按表1-1的優(yōu)質的H08E碳鋼焊芯制作焊芯，按照表1-2的藥皮配方進行配制并通過干混濕混制備出焊條涂料，把焊條涂料涂敷到焊芯上，使之成型：表1-1焊芯成分(單位：wt％)CMnSiCrNiPSFe0.0130.340.020.0110.0190.0080.007余量表1-2藥皮配方(單位：重量百分比％)其熔敷金屬化學成分見表1-3，洛氏硬度見表1-4。表1-3熔敷金屬的化學成分(單位：焊條重量的百分比％)CMnSiPSNiCrMoVCoFe0.091.050.410.0260.0064.79.80.910.700.82余量表1-4熔敷金屬的洛氏硬度實施例2：采用焊條生產(chǎn)行業(yè)內通用的制造工藝，使用同一爐號的優(yōu)質的H08E碳鋼焊芯制作焊芯，焊芯成分同實施例1，按照表2-1的藥皮配方進行配制并通過干混濕混制備出焊條涂料，把焊條涂料涂敷到焊芯上，使之成型：表2-1藥皮配方(單位：重量百分比％)其熔敷金屬化學成分見表2-2，洛氏硬度見表2-3。表2-2熔敷金屬的化學成分(重量百分比％)CMnSiPSNiCrMoVCoFe0.090.950.520.0270.0064.510.10.900.810.85余量表2-3熔敷金屬的洛氏硬度實施例3：采用焊條生產(chǎn)行業(yè)內通用的制造工藝，使用同一爐號的優(yōu)質的H08E碳鋼焊芯制作焊芯，焊芯成分同實施例1，按照表3-1的藥皮配方進行配制并通過干混濕混制備出焊條涂料，把焊條涂料涂敷到焊芯上，使之成型：表3-1藥皮配方(單位：重量百分比％)其熔敷金屬化學成分見表3-2，洛氏硬度見表3-3。表3-2熔敷金屬的化學成分(重量百分比％)CMnSiPSNiCrMoVCoFe0.0890.950.570.0270.0064.910.20.840.830.91余量表3-3熔敷金屬的洛氏硬度由以上實施例可見，本發(fā)明焊條具有良好的焊接工藝性能、較高的抗開裂性能，用其堆焊制造冷沖模鑲塊，使用壽命與工具鋼鑲塊經(jīng)熱處理后的使用壽命相當，可達2.5萬件，比用D322焊條修復的冷沖模的使用壽命提高30-50％。本發(fā)明焊條具有較高的堆焊層硬度和耐磨性，具有良好的焊接工藝性能、較高的抗開裂性能，能夠增加沖壓模具的使用壽命。以上所述的僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明創(chuàng)造構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。當前第1頁1 2 3