本發(fā)明涉及焊接材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋼焊接焊條及其制備方法。
背景技術(shù)：
新型材料是國(guó)家重點(diǎn)支撐發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一，新型焊接材料是新型鋼鐵材料產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ)材料，焊接技術(shù)作為基礎(chǔ)制造技術(shù)之一，也是國(guó)家發(fā)展高端裝備制造業(yè)新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的重要內(nèi)容。因此，發(fā)展新型焊接材料是國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策引導(dǎo)發(fā)展的重要方向。
堆焊作為在再制造工程中的重要分支，是因?yàn)榭梢耘c母材形成典型的冶金結(jié)合。堆焊層在服役的過程中的剝落傾向小而且可以根據(jù)所需性能選擇或設(shè)計(jì)堆焊合金，使材料或零件表面具有良好的耐磨、耐腐蝕、耐高溫、耐輻射等性能，在工藝上具有很大的靈活性。熔敷金屬高溫抗氧化性能優(yōu)異、耐磨性好、潔凈度高、具有良好抗疲勞性能的堆焊焊條是模具制造與修復(fù)再制造急需的焊接材料，目前我國(guó)該類焊條的性能與國(guó)外還存在較大差距。研發(fā)該類焊條對(duì)于提高焊接母材壽命具有重要意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的問題，提供一種鋼焊接焊條及其制備方法。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：
一種鋼焊接焊條，所述焊條由焊芯和藥皮兩部分組成；所述藥皮包括以下按重量份計(jì)的原料：
大理石250-300份，螢石150-200份，
鉬鐵50-80份，稀土硅30-60份，
鈦白粉10-25份，鋯英石10-20份，
稀土氧化物5-11份，錳鐵20-30份，
鎳粉20-50份，純堿3-8份，
納米氮化鉻粉10-15份。
進(jìn)一步地，所述藥皮包括以下按重量份計(jì)的原料：
大理石275份，螢石180份，
鉬鐵65份，稀土硅48份，
鈦白粉18份，鋯英石14份，
稀土氧化物8份，錳鐵26份，
鎳粉36份，純堿6份，
納米氮化鉻粉12份。
進(jìn)一步地，所述稀土氧化物選自輕稀土氧化物和重稀土氧化物中的一種或兩種。
進(jìn)一步地，所述純堿中na2co3≥99%、nacl≤0.6%；鎳粉中ni≥99.9%，顆粒度≤60目。
進(jìn)一步地，所述焊芯含有的成分及各成分占所述焊芯的質(zhì)量百分比如下：
c：0.07-0.08%，si：0.02-0.03%，mn:0.4-0.6%，cr：0.2-0.3%，ni：0.2-0.4%，cu：0.15-0.2%，s：0.005-0.01%，p：0.005-0.01%，ti：0.1-0.2%，mo：0.08-0.1%,余量為fe。
進(jìn)一步地，所述焊芯含有的成分及各成分占所述焊芯的質(zhì)量百分比如下：
c：0.075%，si：0.025%，mn:0.5%，cr：0.25%，ni：0.3%，cu：0.18%，s：0.007%，p：0.009%，ti：0.19%，mo：0.09%,余量為fe。
進(jìn)一步地，所述焊芯的直徑為3-5mm，所述藥皮的厚度為1-2mm。
一種鋼焊接焊條的制備方法，包括以下步驟：
（1）制備焊芯：將所述焊芯的各成分進(jìn)行冶煉后，熱軋成盤條，盤條經(jīng)減徑拉拔后，切斷至指定長(zhǎng)度制成焊芯；
（2）制備藥皮：
a.按所需重量份準(zhǔn)備好各項(xiàng)原料；
b.將大理石、螢石、稀土硅、鈦白粉、鋯英石、稀土氧化物、純堿和納米氮化鉻粉混合，攪拌10-15分鐘，得到非合金混合粉；
c.將鉬鐵、錳鐵和鎳粉加入到所述非合金混合粉中，繼續(xù)攪拌10-15分鐘，得到干混粉；
d.向所述干混粉中加入干混粉總量20-30%的粘結(jié)劑，邊加入粘結(jié)劑邊攪拌，攪拌時(shí)間為10-15分鐘，獲得藥皮；
（3）將藥皮送入條壓機(jī)內(nèi)將其裹覆于所述焊芯上，經(jīng)90℃烘焙2.5小時(shí)后，將溫度設(shè)置為390℃烘焙2小時(shí)。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下的有益效果：
本發(fā)明焊條性能優(yōu)良，焊條表面光滑，成品率高；焊接時(shí)電弧穩(wěn)定、基本無(wú)飛濺，脫渣性良好，焊條操作性能優(yōu)異，全位置焊接性能優(yōu)良；焊縫成型美觀，焊道高度適中，焊縫侵潤(rùn)角適中，熔敷金屬理化性能適中；優(yōu)化了熔敷金屬的含鉻量，使堆焊金屬具有良好的高溫抗氧化性能，顯著提高了焊接母材的使用壽命；通過在藥皮中加入納米氮化鉻粉，可以在堆焊金屬中形成細(xì)小的氮化物間隙相，同時(shí)利用納米氮化鉻粉末細(xì)化晶粒，提高堆焊金屬的高溫硬度和耐磨性能，并使其具有良好的韌性、抗裂性能和抗疲勞性能；通過在藥皮中添加稀土硅和稀土氧化物，降低堆焊金屬夾雜物含量，使夾雜物環(huán)化，細(xì)化晶粒，改善堆焊金屬的韌性、抗裂性的同時(shí)，提高高溫硬度和高溫穩(wěn)定性，增加耐磨性和抗疲勞性能。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
實(shí)施例1
一種鋼焊接焊條，所述焊條由焊芯和藥皮兩部分組成；所述藥皮包括以下按重量份計(jì)的原料：
大理石250份，螢石200份，
鉬鐵50份，稀土硅60份，
鈦白粉10份，鋯英石20份，
稀土氧化物5份，錳鐵30份，
鎳粉20份，純堿8份，
納米氮化鉻粉10份。
所述稀土氧化物選自輕稀土氧化物和重稀土氧化物中的一種或兩種。
所述純堿中na2co3≥99%、nacl≤0.6%；鎳粉中ni≥99.9%，顆粒度≤60目。
所述焊芯含有的成分及各成分占所述焊芯的質(zhì)量百分比如下：
c：0.08%，si：0.02%，mn:0.6%，cr：0.2%，ni：0.4%，cu：0.15%，s：0.01%，p：0.005%，ti：0.2%，mo：0.08%,余量為fe。
所述焊芯的直徑為3mm，所述藥皮的厚度為2mm。
一種鋼焊接焊條的制備方法，包括以下步驟：
（1）制備焊芯：將所述焊芯的各成分進(jìn)行冶煉后，熱軋成盤條，盤條經(jīng)減徑拉拔后，切斷至指定長(zhǎng)度制成焊芯；
（2）制備藥皮：
a.按所需重量份準(zhǔn)備好各項(xiàng)原料；
b.將大理石、螢石、稀土硅、鈦白粉、鋯英石、稀土氧化物、純堿和納米氮化鉻粉混合，攪拌10-15分鐘，得到非合金混合粉；
c.將鉬鐵、錳鐵和鎳粉加入到所述非合金混合粉中，繼續(xù)攪拌10分鐘，得到干混粉；
d.向所述干混粉中加入干混粉總量30%的粘結(jié)劑，邊加入粘結(jié)劑邊攪拌，攪拌時(shí)間為10分鐘，獲得藥皮；
（3）將藥皮送入條壓機(jī)內(nèi)將其裹覆于所述焊芯上，經(jīng)90℃烘焙2.5小時(shí)后，將溫度設(shè)置為390℃烘焙2小時(shí)。
實(shí)施例2
一種鋼焊接焊條，所述焊條由焊芯和藥皮兩部分組成；所述藥皮包括以下按重量份計(jì)的原料：
大理石300份，螢石150份，
鉬鐵80份，稀土硅30份，
鈦白粉25份，鋯英石10份，
稀土氧化物11份，錳鐵20份，
鎳粉50份，純堿3份，
納米氮化鉻粉15份。
所述稀土氧化物選自輕稀土氧化物和重稀土氧化物中的一種或兩種。
所述純堿中na2co3≥99%、nacl≤0.6%；鎳粉中ni≥99.9%，顆粒度≤60目。
所述焊芯含有的成分及各成分占所述焊芯的質(zhì)量百分比如下：
c：0.07%，si：0.03%，mn:0.4%，cr：-0.3%，ni：0.2%，cu：0.2%，s：0.005%，p：0.01%，ti：0.1%，mo：0.1%,余量為fe。
所述焊芯的直徑為3mm，所述藥皮的厚度為2mm。
一種鋼焊接焊條的制備方法，包括以下步驟：
（1）制備焊芯：將所述焊芯的各成分進(jìn)行冶煉后，熱軋成盤條，盤條經(jīng)減徑拉拔后，切斷至指定長(zhǎng)度制成焊芯；
（2）制備藥皮：
a.按所需重量份準(zhǔn)備好各項(xiàng)原料；
b.將大理石、螢石、稀土硅、鈦白粉、鋯英石、稀土氧化物、純堿和納米氮化鉻粉混合，攪拌10分鐘，得到非合金混合粉；
c.將鉬鐵、錳鐵和鎳粉加入到所述非合金混合粉中，繼續(xù)攪拌15分鐘，得到干混粉；
d.向所述干混粉中加入干混粉總量20%的粘結(jié)劑，邊加入粘結(jié)劑邊攪拌，攪拌時(shí)間為15分鐘，獲得藥皮；
（3）將藥皮送入條壓機(jī)內(nèi)將其裹覆于所述焊芯上，經(jīng)90℃烘焙2.5小時(shí)后，將溫度設(shè)置為390℃烘焙2小時(shí)。
實(shí)施例3
一種鋼焊接焊條，所述焊條由焊芯和藥皮兩部分組成；所述藥皮包括以下按重量份計(jì)的原料：
大理石275份，螢石180份，
鉬鐵65份，稀土硅48份，
鈦白粉18份，鋯英石14份，
稀土氧化物8份，錳鐵26份，
鎳粉36份，純堿6份，
納米氮化鉻粉12份。
所述稀土氧化物選自輕稀土氧化物和重稀土氧化物中的一種或兩種。
所述純堿中na2co3≥99%、nacl≤0.6%；鎳粉中ni≥99.9%，顆粒度≤60目。
所述焊芯含有的成分及各成分占所述焊芯的質(zhì)量百分比如下：
c：0.075%，si：0.025%，mn:0.5%，cr：0.25%，ni：0.3%，cu：0.18%，s：0.007%，p：0.009%，ti：0.19%，mo：0.09%,余量為fe。
所述焊芯的直徑為4mm，所述藥皮的厚度為1mm。
一種鋼焊接焊條的制備方法，包括以下步驟：
（1）制備焊芯：將所述焊芯的各成分進(jìn)行冶煉后，熱軋成盤條，盤條經(jīng)減徑拉拔后，切斷至指定長(zhǎng)度制成焊芯；
（2）制備藥皮：
a.按所需重量份準(zhǔn)備好各項(xiàng)原料；
b.將大理石、螢石、稀土硅、鈦白粉、鋯英石、稀土氧化物、純堿和納米氮化鉻粉混合，攪拌13分鐘，得到非合金混合粉；
c.將鉬鐵、錳鐵和鎳粉加入到所述非合金混合粉中，繼續(xù)攪拌12分鐘，得到干混粉；
d.向所述干混粉中加入干混粉總量25%的粘結(jié)劑，邊加入粘結(jié)劑邊攪拌，攪拌時(shí)間為13分鐘，獲得藥皮；
（3）將藥皮送入條壓機(jī)內(nèi)將其裹覆于所述焊芯上，經(jīng)90℃烘焙2.5小時(shí)后，將溫度設(shè)置為390℃烘焙2小時(shí)。
本發(fā)明焊條性能優(yōu)良，焊條表面光滑，成品率；焊接時(shí)電弧穩(wěn)定、基本無(wú)飛濺，脫渣性良好，焊條操作性能優(yōu)異，全位置焊接性能優(yōu)良；焊縫成型美觀，焊道高度適中，焊縫侵潤(rùn)角適中，熔敷金屬理化性能適中；優(yōu)化了熔敷金屬的含鉻量，使堆焊金屬具有良好的高溫抗氧化性能，顯著提高了焊接母材的使用壽命；通過在藥皮中加入納米氮化鉻粉，可以在堆焊金屬中形成細(xì)小的氮化物間隙相，同時(shí)利用納米氮化鉻粉末細(xì)化晶粒，提高堆焊金屬的高溫硬度和耐磨性能，并使其具有良好的韌性、抗裂性能和抗疲勞性能；通過在藥皮中添加稀土硅和稀土氧化物，降低堆焊金屬夾雜物含量，使夾雜物環(huán)化，細(xì)化晶粒，改善堆焊金屬的韌性、抗裂性的同時(shí)，提高高溫硬度和高溫穩(wěn)定性，增加耐磨性和抗疲勞性能。
以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。