一種金屬陶瓷焊絲及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種焊接材料，具體涉及一種用于磨輥堆焊的金屬陶瓷焊絲及其制備方法，特別是一種用于中速磨煤機(jī)磨輥耐磨堆焊的粉芯焊絲及其制備方法，屬于耐磨材料技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]中速磨煤機(jī)廣泛用于火力發(fā)電廠、礦山、水泥廠制備煤粉燃料。煤粉燃料摻雜硬質(zhì)物質(zhì)導(dǎo)致磨煤機(jī)磨輥磨損劇烈，造成使用壽命短，綜合資源浪費(fèi)嚴(yán)重。通常中速磨煤機(jī)磨輥是由高鉻鑄鐵和合金鋼鑄造而成的，如果因磨輥磨損失效而重新鑄造更換，勢(shì)必造成極大的浪費(fèi)，且大大地提高了生產(chǎn)成本。為此許多中速磨煤機(jī)磨輥采用堆焊耐磨涂層技術(shù)抗擊磨損，從而延長(zhǎng)部件的使用壽命，提高設(shè)備運(yùn)行效率，降低綜合成本，屬節(jié)能減排領(lǐng)域。
[0003]中速磨煤機(jī)的磨輥采用堆焊耐磨涂層技術(shù)，是將耐磨粉芯焊絲堆焊在磨輥輥套表面形成耐磨涂層。堆焊后輥套與新品鑄造件相比，由于耐磨層硬度較高，比之未堆焊防磨層的磨輥能夠更有效地抵御磨料磨損，因而具有比未堆焊磨輥強(qiáng)得多的耐磨性。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)中，碳化鎢、碳化鈦等碳化材料作為堆焊焊絲中的硬質(zhì)相，由于其硬而脆，韌性差，在高應(yīng)力、受沖擊、強(qiáng)疲勞等工況條件下工作時(shí)，耐磨層易產(chǎn)生裂紋、顆粒破碎和脫落，從而喪失耐磨性。其次，由于磨輥輥套母材一般為高鉻鑄鐵，與碳化合金的堆焊焊絲成分差異大，造成焊接接合強(qiáng)度低，耐磨層與磨輥的基體容易剝離，喪失耐磨性。再次，由于焊接時(shí)的熱輸入大，自保護(hù)焊的飛濺嚴(yán)重，粉芯焊絲保護(hù)效果不佳會(huì)造成耐磨層出現(xiàn)諸多氣孔，所以如何得到焊道成型美觀的產(chǎn)品非常重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在解決上面描述的問(wèn)題。本發(fā)明的目的是提供一種金屬陶瓷焊絲及其制備方法。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種金屬陶瓷焊絲，由金屬帶包裹粉芯經(jīng)拉拔、減徑制成；其特征在于:所述粉芯包括下述質(zhì)量百分比的混合粉末:10.0% -20.0%的碳化鈦、5.0% -15.0 %的碳化鈮、3.0% -5.0%的碳化鉻、1.0% -2.0%的碳化硼、
0.1% -0.5%的釩、0.1% -0.5%的鉬、0.01% -0.1 %的硫和磷，余量為鐵粉；所述混合粉末在粉芯焊絲中的質(zhì)量百分含量為20% -40%。
[0007]優(yōu)選地，所述粉芯由下述質(zhì)量百分比的混合粉末組成:15.0%的碳化鈦、8.0%的碳化鈮、4.0 %的碳化鉻、2.0 %的碳化鎢、2.0 %的碳化硼、0.5 %的釩、0.5 %的鉬、0.0I %的硫和磷，1.5%的鐵。
[0008]優(yōu)選地，所述粉芯的混合粉末包括下述質(zhì)量百分比的0.5% -2.0% 二硼化鈦和
0.5% -2.0 % 二硼化鈮。
[0009]優(yōu)選地，所述粉芯由下述質(zhì)量百分比的混合粉末組成:15.0%的碳化鈦、8.0%的碳化鈮、4.0 %的碳化鉻、2.0 %的碳化硼、0.5 %的釩、0.5 %的鉬、0.0I %的硫和磷，1.0 % 二硼化鈦和1.0%二硼化鈮，1.5%的鐵。
[0010]金屬可以采用本領(lǐng)域常規(guī)使用的金屬帶，優(yōu)選地，所述金屬帶為鐵帶。
[0011]優(yōu)選地，所金屬帶的厚度為0.2-0.4mm。
[0012]優(yōu)選地，粉芯焊絲的直徑為2_4mm。
[0013]本發(fā)明還提供了上述的金屬陶瓷焊絲的制備方法，按所述比例稱取各種粉末，放入球磨機(jī)中混合研磨4-6小時(shí)，混合均勻后用金屬帶包裹混合粉末，經(jīng)成型機(jī)軋制、拉絲機(jī)組拉拔、磨削機(jī)磨削、拋光機(jī)組拋光處理工序制成焊絲。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn):
[0015](I)本發(fā)明的金屬陶瓷焊絲，以碳化鈦、碳化鈮作為主要硬質(zhì)相，其它碳化金屬作為輔助硬質(zhì)相，并選用鐵作為粘結(jié)劑，添加鉬和釩，顯著提高磨輥耐磨涂層的接合強(qiáng)度、韌性、耐磨性，并且比重輕，硬度高。
[0016](2)本發(fā)明提供了的金屬陶瓷焊絲，可用明弧直接堆焊。由于鉬和釩的固溶強(qiáng)化作用，可以有效地細(xì)化熔敷金屬晶粒，提高抗蠕變能力，抵制陶瓷合金的脆性，改善成型性能。再者，可以使堆焊層與輥體的之間過(guò)濾層含有大量的鉬和釩，過(guò)渡層的韌性得到非常大的提高，這樣可以在耐磨層和輥體之間起到很好的過(guò)渡作用，使得堆焊后的耐磨層與磨輥的棍體不容易剝離。
[0017](3)本發(fā)明提供了的金屬陶瓷焊絲，由于添加了少量二硼化鈦和二硼化鈮，二硼化鈦和二硼化鈮與碳化鈦、碳化鈮等硬質(zhì)相形成低共熔物，在1600-1700°C左右便可燒結(jié)，可得到完全致密的耐磨層。同時(shí)，這類組合低共熔物的界面組合亦十分理想，可形成關(guān)聯(lián)或半關(guān)聯(lián)相界，對(duì)材料韌性提高十分有利，提高耐磨層的耐龜裂性，減少裂紋產(chǎn)生。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。需要說(shuō)明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互任意組合。
[0019]實(shí)施例1
[0020]金屬陶瓷磨輥包括輥體和設(shè)置在輥體表面的耐磨層，耐磨層可以按照下述方式制備:按下述質(zhì)量百分比例稱取各種成分:碳化鈦20.0%、碳化鈮5%、碳化鉻5.0%、碳化硼
1.0 %，鉬0.1 %、釩0.1 %、鐵1.5 %，放入球磨機(jī)中混合研磨5小時(shí)(該混合粉末構(gòu)成耐磨層的質(zhì)量百分含量為35.5% )，混合均勻后以厚度為0.28mm的鐵帶包裹混合粉末，經(jīng)成型機(jī)軋制、拉絲機(jī)組拉拔、磨削機(jī)磨削、拋光機(jī)組拋光處理工序制成直徑為3.2mm的焊絲。
[0021]上述焊絲堆焊成耐磨層的方法:采用明弧堆焊方法將焊絲堆焊在已拋光處理的磨輥工作面上形成耐磨層，焊接電流190A，焊接電壓28V，連續(xù)堆焊3層后，耐磨層表面硬度HRC66-69，磨粒磨損性能是高鉻鑄鐵的10倍，結(jié)合強(qiáng)度> 160MPa。其中，輥體為高鉻鑄鐵和/或合金鋼鑄造而成。
[0022]實(shí)施例2
[0023]金屬陶瓷磨輥包括輥體和設(shè)置在輥體表面的耐磨層