一種手弧焊堆焊制備耐磨堆焊層的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種在低、中碳鋼，低合金鋼表面制備耐磨堆焊層的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]堆焊是在工件的任意部位恪敷一層耐磨、耐蝕、耐熱等性能金屬層的焊接工藝，其目的是提高工作面的耐磨損，耐腐蝕和耐熱等性能，從而提高綜合性能和使用壽命，降低成本，取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。在工業(yè)生產(chǎn)中，堆焊這種焊接工藝正在迅猛發(fā)展。
[0003]堆焊材料分為三類:電焊條類、焊絲類、帶極焊帶類。在我國(guó)的硬面堆焊材料中，堆焊焊條占約70%，堆焊焊絲占約25%，焊帶占約5%?？梢姸押负笚l在堆焊材料中具有舉足輕重的地位。
[0004]焊條電弧堆焊溫度高，熱量集中，變形小，但熔深大，稀釋率達(dá)15%?25%。一般工件的碳當(dāng)量達(dá)到0.4%以上焊條電弧堆焊時(shí)應(yīng)預(yù)熱到100?300°C，堆焊后采用補(bǔ)充加熱的方法使工件緩冷，或在爐中、石棉灰坑中緩冷。常用于小型或復(fù)雜形狀零件及可達(dá)性差的部位的堆焊，也廣泛用于現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)工作。但是在焊條電弧堆焊過程中堆焊層易開裂，開裂傾向與工件及焊縫熔敷金屬的含碳量、合金元素之間有直接關(guān)系。現(xiàn)有的堆焊焊條一般通過增加碳含量來達(dá)到所需硬度，但是高硬度造成了堆焊層的開裂，進(jìn)而需要進(jìn)行修補(bǔ)，造成了資源和時(shí)間的浪費(fèi)，增加了使用成本。因此可以通過控制堆焊過程中堆焊層所需的碳當(dāng)量來實(shí)現(xiàn)控制堆焊層的開裂傾向。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明要解決的問題是提供一種手弧焊堆焊制備耐磨堆焊層的方法，通過控制堆焊層的硬度，避免造成堆焊層的開裂，提高了堆焊件的使用壽命。
[0006]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明包括以下步驟:
I)制備尚碳絡(luò)鐵圓棒:將尚碳絡(luò)鐵粉、石墨粉、棚鐵粉、f凡鐵粉混合均勾；尚其中碳絡(luò)鐵粉、石墨粉、硼鐵粉、釩鐵粉的混合質(zhì)量百分比分別為70-85%，5-10%，5-10%，5-10%;將混合好的粉末用水玻璃混合均勻，涂敷在圓棒狀模具中，壓制成圓棒狀，然后用干燥箱在120-150°C條件下干燥20-24小時(shí)。
[0007]2)具體的堆焊工藝:首先，對(duì)金屬基體表面進(jìn)行打磨除銹；其次，由J507超低氫焊條引弧，利用手弧焊電弧逐漸把J507低氫焊條、制備的高碳鉻鐵圓棒堆焊于金屬基體表面，高碳絡(luò)鐵圓棒與金屬基體成30-45°角，與堆焊方向一致。
[0008]所述的高碳鉻鐵粉包括質(zhì)量百分比為60%的Cr、5%的C，其余為Fe及少量雜質(zhì);所述硼鐵粉包括質(zhì)量百分比為18%的B，其余為Fe及少量雜質(zhì);所述釩鐵粉包括質(zhì)量百分比為50%的V，其余為Fe及少量雜質(zhì)。
[0009]所述的高碳鉻鐵粉、石墨粉、硼鐵粉及釩鐵粉的粒度為200目。
[0010]所述的堆焊工藝參數(shù)為:焊接電壓為20-25V，焊接電流為150-250A，焊接速度為8-1Omm/s，焊條恪化速度為10-15mm/s，高碳絡(luò)鐵圓棒恪化速度為5-10mm/s，電弧弧長(zhǎng)為3-5mm ο
[0011 ]所述的J507超低氫焊條為直徑Φ 3.2- Φ 4.0mm，堆焊前需烘焙，烘焙溫度為350-380°C，烘焙時(shí)間為1.5-2小時(shí)，電源采用直流反接。
[0012]所述的高碳鉻鐵圓棒直徑為巾3.2-巾4.0111111，長(zhǎng)度為250111111-450111111。
[0013]所述的金屬基體為低碳鋼、中碳鋼或低合金鋼。
[0014]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是克服了焊條電弧堆焊焊前需預(yù)熱，熔深大，稀釋率高，焊后需緩冷等不足，本發(fā)明所堆焊的堆焊層由手弧焊電弧逐漸把J507低氫焊條、制備的高碳鉻鐵圓棒堆焊于金屬基體表面，形成耐磨堆焊層。本發(fā)明所堆焊的堆焊層可以根據(jù)堆焊零件的實(shí)際使用要求，調(diào)節(jié)高碳鉻鐵圓棒的成分配比及控制高碳鉻鐵圓棒熔化速度有效控制堆焊層的硬度及開裂傾向，達(dá)到堆焊零件焊前不預(yù)熱，焊后不緩冷，堆焊層不開裂的優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明所堆焊高碳鉻鐵圓棒經(jīng)手弧焊電弧熔化，吸收電弧能量，有效減小堆焊層的熔深，降低母材的稀釋率。另外，本發(fā)明所堆焊的堆焊層具有硬度高，工藝簡(jiǎn)單，靈活高效的特點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步描述，但要求保護(hù)的范圍并不局限于所述實(shí)施例。
[0016]實(shí)施例1
I)制備高碳鉻鐵圓棒:將200目的高碳鉻鐵粉、200目的石墨粉、200目的硼鐵粉、200目的釩鐵粉混合均勻；高碳鉻鐵粉(高碳鉻鐵粉為質(zhì)量百分比為60%的Cr、5%的C，其余為Fe及少量雜質(zhì))、石墨粉、硼鐵粉(硼鐵粉為質(zhì)量百分比為18%的B，其余為Fe及少量雜質(zhì))、釩鐵粉(釩鐵粉為質(zhì)量百分比為50%的V，其余為Fe及少量雜質(zhì))的混合質(zhì)量百分比分別為70%，10%，10%，10%;將混合好的粉末用水玻璃混合均勻，涂敷在圓棒狀模具中，壓制成圓棒狀，然后用干燥箱在150°C溫度條件下恒溫干燥20小時(shí)。
[0017]2)具體的堆焊工藝是:首先，對(duì)金屬基體表面進(jìn)行打磨除銹。其次，由J507超低氫焊條引弧，利用手弧焊電弧逐漸把J507低氫焊條、制備的高碳鉻鐵圓棒堆焊于金屬基體表面，高碳鉻鐵圓棒與金屬基體成30°角，與堆焊方向一致，形成耐磨堆焊層。其堆焊工藝參數(shù)為:焊接電壓為20V，焊接電流為150A，焊接速度為lOmm/s，焊條熔化速度為15mm/s，高碳鉻鐵圓棒恪化速度為5mm/s，電弧弧長(zhǎng)為5mm。
[0018]其中，J507超低氫焊條為直徑Φ3.2mm，堆焊前需烘焙，烘焙溫度為350°C，時(shí)間為2小時(shí)，電源采用直流反接;高碳鉻鐵圓棒為直徑Φ 3.2mm，長(zhǎng)度為250mm。金屬基體為低碳鋼。
[0019]檢測(cè)結(jié)果:堆焊層與基體冶金結(jié)合，堆焊硬度為HRC50-52。
[0020]實(shí)施例2
I)制備高碳鉻鐵圓棒:將200目的高碳鉻鐵粉、200目的石墨粉、200目的硼鐵粉、200目的釩鐵粉混合均勻；高碳鉻鐵粉(高碳鉻鐵粉為質(zhì)量百分比為60%的Cr、5%的C，其余為Fe及少量雜質(zhì))、石墨粉、硼鐵粉(硼鐵粉為質(zhì)量百分比為18%的B，其余為Fe及少量雜質(zhì))、釩鐵粉(釩鐵粉為質(zhì)量百分比為50%的V，其余為Fe及少量雜質(zhì))的混合質(zhì)量百分比分別為80%，5%，5%，10%;將混合好的粉末用水玻璃混合均勻，涂敷在圓棒狀模具中，壓制成圓棒狀，然后用干燥箱145°C恒溫干燥22小時(shí)。
[0021 ] 2)具體的堆焊工藝:首先，對(duì)金屬基體表面進(jìn)行打磨除銹。其次，由J507超低氫焊條引弧，利用手弧焊電弧逐漸把J507低氫焊條、制備的高碳鉻鐵圓棒堆焊與金屬基體表面，高碳鉻鐵圓棒與金屬基體成35°角，與堆焊方向一致，形成耐磨堆焊層。其堆焊工藝參數(shù)為:焊接電壓為22V，焊接電流為170A，焊接速度為8mm/s，焊條熔化速度為lOmm/s，高碳鉻鐵圓棒恪化速度為8mm/s，電弧弧長(zhǎng)為4mm。
[0022]其中，J507超低氫焊條為直徑Φ3.6mm，堆焊前需烘焙:烘焙溫度為380°C，時(shí)間為1.5小時(shí)，電源采用直流反接;高碳鉻鐵圓棒為直徑Φ 3.6mm，長(zhǎng)度為350mm。金屬基體為低碳鋼。
[0023]檢測(cè)結(jié)果:堆焊層與基體冶金結(jié)合，堆焊硬度為HRC52-55。
[0024]實(shí)施例3
I)制備高碳鉻鐵圓棒:將200目的高碳鉻鐵粉、200目的石墨粉