[发明专利]一种铁基高钛耐磨堆焊药芯焊丝

说明书

技术领域

本发明属于机械、钢铁材料等领域，具体说涉及一种用于在钢铁工具表面堆焊耐磨层的一种耐磨堆焊药芯焊丝。

背景技术

目前的耐磨堆焊焊丝及合金种类很多，有些耐磨性很好，但有些合金脆性很大、韧性较低，不适合存在低度冲击的磨料磨损工况；有些适合低度冲击的磨料磨损工况的合金含有贵金属如Nb、W、Cr、Ni、等很多，成本较高。例如中国专利耐磨堆焊合金材料(申请号200510043305.1)涉及一种耐磨堆焊合金材料，其合金具体组成含量(重量％)为：W 5-30、Nb 2-15、V 3-12、Mo 1-8、Cr 1-5、B 2-7、稀土0.01-2、余量为Fe。该发明不含碳元素，以重金属硼化物为硬质强化相，硼化物在合金中起耐磨骨架作用，对合金基体相产生保护效应。其显微硬度均在HV1700～2800之间。该发明可以制成堆焊焊条、药芯焊丝、块状堆焊材料或粉末堆焊材料。可用于旋流器、泥浆泵、疏浚泵等的修复堆焊和制造。显然该发明耐磨性很好，但由于贵金属很多，所以成本较高。一些承受低度冲击下的磨粒磨损的机械装备如石油钻具，目前大多堆焊高铬铸铁合金，此类堆焊合金耐磨性好，但脆性大，易开裂，有裂纹存在，容易剥落。例如中国专利一种喷焊用合金粉末(申请号02139492)用于钻杆接头的堆焊，该合金粉末由以下以重量份数计的物质混合而成，Cr18～30份；Ni 4～9份；Mn 2～6份；Si 2～6份；B 2～5份；C 2～4.5份；余量为Fe。该发明耐磨性好，但脆性大，易开裂，有裂纹存在，容易剥落。而且贵金属很多，成本较高。又例如中国专利02139493.8一种堆焊用包芯焊丝，该发明由低碳钢包皮和芯部粉末组成，芯部粉末与低碳钢包皮的重量百分比为30～40％∶70～60％，所述芯部粉末由以下以重量百分比计的物质混合而成，Cr 25～30％；Ni15～19％；Mn 3～5％；Si 2～5％；B 3.5～6％；C 1～3％，Fe余量。该发明虽然耐磨性好，但脆性大，易开裂，有裂纹存在，容易剥落。而且贵金属很多，成本较高。所以有时石油钻具也堆焊高铬钢类合金，虽然合金韧性提高，但耐磨性下降。所以发明耐磨性好、韧性好、不易开裂的耐磨堆焊合金具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对低度冲击、强烈磨粒磨损工况，克服目前堆焊耐磨合金硬度与韧性不匹配、有裂纹的缺点，提供一种在钢铁工具表面堆焊耐磨合金材料的一种耐磨堆焊药芯焊丝，其堆焊合金硬度高，韧性好，裂纹敏感性低，耐磨性优良，成本也较低。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种铁基高钛耐磨堆焊药芯焊丝，其特征在于：焊丝的合金元素按重量百分比包含：碳(C)1.0～3.0％、钛(Ti)1.0～12.0％、钒(V)0.5～9.0％、硅(Si)0.1～1.5％、锰(Mn)0.2～2.0％。

一种铁基高钛耐磨堆焊药芯焊丝，其特征在于：焊丝的合金元素按重量百分比包含：碳(C)1.0～3.0％、钛(Ti)1.0～12.0％、硅(Si)0.1～1.5％、锰(Mn)0.2～2.0％。

上述焊丝还可以加入其它合金元素：硼(B)0～3.0％、稀土(RE)0.00～0.10％、铬(Cr)0～13.0％、钼(Mo)0～1.0％、钨(W)0～1.0％、镍(Ni)0～2.0％、铌(Nb)0～0.5％、锆(Zr)0～0.5％。

上述稀土(RE)为铈(Ce)、钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、镨(Pr)、钕(Nd)其中的一种，或它们的混合物。

本发明相对于现有技术，其优点如下：

本发明耐磨堆焊药芯焊丝主要依靠碳、钛、钒等以及少量硼元素，形成的碳化物、硼化物实现合金的耐磨性能。通过调节碳、钛、钒、硅、锰、硼等元素合理的组合，达到调节合金硬度、增加韧性、降低裂纹敏感性的目的。本发明耐磨堆焊药芯焊丝可以加入稀土元素，稀土元素可净化晶界，细化晶粒，进一步提高合金的性能。本发明耐磨堆焊药芯焊丝也可以再加入铬(Cr)、或少量钼(Mo)、钨(W)、镍(Ni)、铌(Nb)、锆(Zr)等元素，进一步提高合金的耐磨性。

具体实施方式