[其他]含碱金属的铁、铬、碳系耐磨堆焊焊条

说明书

本发明是用于堆焊切削刀具及特殊模具的耐磨堆焊焊条。通过在药皮或药芯中加入适量的钾或钠铁合金，改善高速钢堆焊焊条熔敷金属的合金碳化物形态，从而提高熔敷金属的韧性和硬度，冲击韧性达０．９～１．２公斤·米／厘米²，硬度ＨＲＣ６２～６４，同时也使堆焊层残余舆氏体减少，可免去焊后热处理。焊接工艺性及抗裂性得到提高，制造工艺简单，成本较低。该堆焊焊条可用于切削刀具，钳口，特殊模具以及在冲击磨损条件下工作的机械零件的堆焊。

本发明属于焊接领域，是用于焊接材料特别是熔敷耐磨金属的堆焊焊条。

堆焊焊条是在金属表面熔敷具有耐磨或耐蚀、耐热等特殊性能的合金堆焊层，以满足堆焊零件在不同工作条件下的要求。提高堆焊焊条熔敷金属的耐磨性，圆内外主要采取两种方法，一种是增加堆焊焊条的合金含量，用于提高熔敷金属基本组织的硬度;另一方法是加入形成碳化物、硼化物的合金元素，使熔敷金属含有高硬度化合物，增强耐磨粒磨损能力。由于堆焊焊条随着硬度及耐磨性的提高，熔敷金属的韧性迅速降低，尤其是含有大量高硬度化合物时脆性更加明显。如高铬合金铸铁堆焊焊条，其熔敷金属耐磨性最好，但很脆，冲击韧性仅0.3～0.4公斤·米/厘米²。

为了解决这一问题，苏联研究用铌作为变质剂，加入堆焊焊条的药皮，如ГОСТ10051-75标准规定的堆焊焊条Э-175Б8Х6СГ，其堆焊层可用于激烈磨粒磨损条件，并能承受一定的冲击韧性。由于铌价格昂贵，在工业上不易大量推广应用。

本发明的目的在于提高含有高硬度合金碳化物的堆焊焊条熔敷金属的韧性，使其能承受较强烈的冲击载荷，并能在激烈磨粒磨损条件下工作，成本低廉，易于在生产中广泛使用。

本发明在堆焊焊条药皮中加入适量碱金属变质剂，以改变碳化物的分布与形状，从而提高熔敷金属的韧性。碱金属采用含钾或钠10～15%的铁合金，经粉碎过筛后，再进行干法钝化与湿法钝化处理。药皮选用碱性或酸性渍系。合金剂采用碳素铬铁，中碳锰铁等，根据熔敷金属不同使用条件的要求。还可加入一定量的镍粉、铌铁、钴粉及石墨等合金剂。造气、造渣剂选用大理石（或菱苦土）、钛白粉，莹石、石英等，其碱性药皮与酸性药皮成分的配比分别为，（按重量%）

大理石（或菱苦土）10～35%，莹石2～30%，钛白粉2～5%，碳酸钠0～2%，石英1～9%，中碳锰铁1～5%，碳素铬铁15～65%，钾或钠铁合金6～12%。

大理石6～25%，钛白粉6～25%，氧化镁3～15%，白泥2～4%，云母0～7%，石棉0～1%，碳酸钠1～2%，中碳锰铁1～5%，碳素铬铁15～65%，钾或钠铁合金6～12%。

在上述碱性药皮与酸性药皮成分的配比中，还可加入下列合金中一种或一种以上的石墨0～5%（重量），镍粉0～15%（重量），钴粉0～10%（重量），铌铁0～30%（重量），钼铁0～5%（重量）等合金。

确定上述药皮成分的理由是：

大理石或菱苦土均为碳酸盐，在焊接时遇高温而分解，放出CO₂，对金属溶滴，熔池有保护作用，免受空气的污染。

氧化镁可降低药皮酸性。

莹石有去H的作用，可以减少熔池中H的含量，防止产生气孔。

钛白粉，石英，白泥均改善药皮的压涂性及焊接工艺性。

锰可以脱硫，提高抗热裂缝的能力，适量的锰还可增强钾，钠的作用，提高熔敷金属的韧性。

碳素铬铁是堆焊金属中Cr和C的来源，可以提高耐磨粒磨损性能，Cr既形成碳化物又固溶于Fe的基体中，既可提高耐磨性，又可提高抗蚀性，耐热性。

钾或钠铁合金可以改变熔敷金属碳化物的分布与形状。

镍可使熔敷金属基体组织成为奥氏体，并加强碱金属的作用，改善碳化物形状，从而提高韧性、耐蚀性及可焊性。

钼可使熔敷金属基体组织产生马氏体、提高基体硬度，从而提高耐高应力磨粒磨损，耐水砂磨损性能。