本發(fā)明屬于焊接材料領(lǐng)域，尤其涉及一種抗中應(yīng)力磨粒磨損等離子堆焊藥芯焊絲及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、耐磨材料在礦山、電力、建材、冶金、農(nóng)業(yè)機(jī)械等行業(yè)有著廣泛的用途。在破碎、研磨、挖掘、耕作等沖擊磨料磨損下，傳統(tǒng)耐磨材料難以滿足其要求，因?yàn)樵谔岣卟牧嫌捕鹊耐瑫r(shí)材料脆性也會(huì)相應(yīng)變大。如何使材料既有抵抗磨損的高耐磨性，又有抗沖擊的能力，是很多關(guān)鍵設(shè)備長壽化服役的關(guān)鍵因素之一。

2、堆焊合金的耐磨性主要與其顯微組織中的硬質(zhì)相，如碳化物的形狀和數(shù)量相關(guān)，而抗沖擊性能與基體組織及碳化物形狀尺寸相關(guān)。常用的高鉻鑄鐵的耐磨性主要依靠碳化物的種類、分布和面積比。高鉻鑄鐵的金相組織一般為一次碳化物+奧氏體或馬氏體基體，馬氏體具有高強(qiáng)度高硬度，但韌性很差，其特點(diǎn)是硬而脆；奧氏體塑性很好，強(qiáng)度較低，具有一定韌性。高鉻鑄鐵中主要形成m7c3、m23c6型碳化物，尺寸大，呈網(wǎng)狀分布，硬度高脆性大，在沖擊磨損情況下，硬質(zhì)相容易大量剝落從而使耐磨性大打折扣。當(dāng)在高鉻鑄鐵中再加入其他碳化物形成元素如w、mo、nb、v等時(shí)，多數(shù)會(huì)形成細(xì)小彌散分布的mc型碳化物，特別是vc，多數(shù)為球形彌散分布，在受到?jīng)_擊的情況下不容易脫落，提高耐沖擊磨損能力。

3、現(xiàn)有技術(shù)中，專利公開號cn111618474?a，公開了一種耐沖擊及耐磨損的自保護(hù)藥芯焊絲，其粉芯中包含鉻鐵、硼鐵、鈮鐵、鉬鐵、鎳粉及稀土元素等，主要生成m7c3型碳化物，一般尺寸較大，且成網(wǎng)絡(luò)狀分布，耐沖擊能力有限。

4、專利公開號cn101406994?a，公開了一種高碳高鉻高鈮鑄鐵自保護(hù)藥芯焊絲，其粉芯中包含鉻鐵、鈮鐵、鎢、釩等，此配方添加大量鈮鐵、少量鎢、釩等形成mc型碳化物，鈮鐵價(jià)格昂貴，限制了此材料的廣泛使用。此配方有14～18種粉末，配方復(fù)雜，生產(chǎn)工藝繁瑣，不利于規(guī)模化生產(chǎn)。

5、本發(fā)明的目的是提供一種抗中應(yīng)力磨粒磨損等離子堆焊藥芯焊絲及其制備方法，在高鉻鑄鐵材質(zhì)的基礎(chǔ)上通過添加釩元素，提高耐磨性的同時(shí)也提高材料的抗沖擊能力，且保持基體為奧氏體，提高基體組織韌性，增強(qiáng)耐沖擊能力。

6、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

7、一種抗中應(yīng)力磨粒磨損等離子堆焊藥芯焊絲，包括外皮和藥芯；

8、所述藥芯由以下重量百分比的原料組成：石墨粉3％～6％、高碳鉻鐵粉2％～6％、碳化鉻粉10％～30％、鉬鐵粉3％～6％、釩鐵粉45％～65％、碳化硅粉1％～2％、電解錳粉1％～3％，余量為還原鐵粉；所述外皮為低碳冷軋鋼帶。

9、所述藥芯焊絲的直徑為1.2～2.8mm。

10、所述的原料的粒徑小于380um。

11、所述的石墨中c含量為99.0％以上；

12、高碳鉻鐵粉中cr含量為65.0％～69.0％，c含量為8.0％～9.0％；碳化鉻中cr含量為88.0％～92.0％，c含量為9.0～11.0％；鉬鐵粉中mo含量為57.0％～62.0％；釩鐵粉v含量為45.0％～53.0％；碳化硅粉中sic含量大于96.0％；電解錳粉中mn含量為99.9％以上。

13、一種抗中應(yīng)力磨粒磨損等離子堆焊藥芯焊絲的制備方法，包括以下步驟：

14、1)按配比取藥芯原料進(jìn)行混合，再置于真空加熱爐內(nèi)加熱烘干，于混粉機(jī)中混合均勻，得到混合藥芯粉末；

15、2)將低碳冷軋鋼帶軋制成u形槽，再向u形槽中加入占所述藥芯焊絲總重量36％～50％混合藥芯粉末；將u形槽合口，使藥芯包裹其中，通過逐道拉拔、減徑，最后得到直徑為1.2～2.8mm的藥芯焊絲。

16、所述的烘干溫度為200～250℃；烘干時(shí)間90～180min。

17、所述的混粉機(jī)中混合時(shí)間為30～60min。

18、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

19、1、本發(fā)明制備的抗中應(yīng)力磨粒磨損型的等離子堆焊藥芯焊絲，在藥芯中添加cr、v等多種合金元素，在等離子堆焊高溫作用下，析出的碳元素與其它合金元素形成了多種碳化物，生成網(wǎng)狀分布的m7c3型碳化物和彌散細(xì)小的vc碳化物，不僅有彌散強(qiáng)化的作用，還可以實(shí)現(xiàn)細(xì)晶強(qiáng)化，保證耐沖擊性能的同時(shí)，從而進(jìn)一步提升金屬涂層耐磨性能。

20、2、該藥芯焊絲外皮為低碳鋼帶，包覆有藥芯，為了達(dá)到最終目標(biāo)的金屬涂層的成分，采用不同成分的藥芯與焊皮，使得最終制備出的涂層能夠滿足設(shè)計(jì)需求。該藥芯焊絲可以根據(jù)工況的調(diào)整粉末配比，實(shí)現(xiàn)等離子堆焊金屬涂層性能的快速調(diào)整，符合現(xiàn)代工業(yè)快速發(fā)展的需要。同時(shí)能夠調(diào)整藥芯的成分，使得該焊絲適用于等離子堆焊工藝。

21、3、目前市面上的等離子堆焊以粉末堆焊為主，球形粉末成本高，粉末利用率低。而采用藥芯焊絲作為等離子堆焊材料產(chǎn)品較少，本發(fā)明的藥芯焊絲的外皮中包裹的粉末為機(jī)械研磨的不規(guī)則粉末，經(jīng)濟(jì)實(shí)用性強(qiáng)，且藥芯焊絲堆焊材料利用率遠(yuǎn)高于粉末堆焊。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

技術(shù)特征：

1.一種抗中應(yīng)力磨粒磨損等離子堆焊藥芯焊絲，其特征在于，包括外皮和藥芯；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種抗中應(yīng)力磨粒磨損等離子堆焊藥芯焊絲，其特征在于，所述藥芯焊絲的直徑為1.2～2.8mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種抗中應(yīng)力磨粒磨損等離子堆焊藥芯焊絲，其特征在于，所述的原料的粒徑小于380um。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種抗中應(yīng)力磨粒磨損等離子堆焊藥芯焊絲，其特征在于，所述的石墨中c含量為99.0％以上；

5.一種根據(jù)權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述抗中應(yīng)力磨粒磨損等離子堆焊藥芯焊絲的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種抗中應(yīng)力磨粒磨損等離子堆焊藥芯焊絲的制備方法，其特征在于，所述的烘干溫度為200～250℃；烘干時(shí)間90～180min。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種抗中應(yīng)力磨粒磨損等離子堆焊藥芯焊絲的制備方法，其特征在于，所述的混粉機(jī)中混合時(shí)間為30～60min。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種抗中應(yīng)力磨粒磨損等離子堆焊藥芯焊絲及其制備方法，包括外皮和藥芯；所述藥芯由以下重量百分比的原料組成：石墨粉3％～6％、高碳鉻鐵粉2％～6％、碳化鉻粉10％～30％、鉬鐵粉3％～6％、釩鐵粉45％～65％、碳化硅粉1％～2％、電解錳粉1％～3％，余量為還原鐵粉；所述外皮為低碳冷軋鋼帶。優(yōu)點(diǎn)是：在藥芯中添加Cr、V等多種合金元素，在等離子堆焊高溫作用下，析出的碳元素與其它合金元素形成了多種碳化物，生成網(wǎng)狀分布的M7C3型碳化物和彌散細(xì)小的VC碳化物，不僅有彌散強(qiáng)化的作用，還可以實(shí)現(xiàn)細(xì)晶強(qiáng)化，保證耐沖擊性能的同時(shí)，從而進(jìn)一步提升金屬涂層耐磨性能。

技術(shù)研發(fā)人員：司姍姍,姜圓博,王一甲,張大越,李彬周,郭秀芳,徐海濤,孫瑞琪,劉寶權(quán)
受保護(hù)的技術(shù)使用者：鞍鋼集團(tuán)北京研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23