[发明专利]一种耐磨板堆焊用自保护粉芯焊丝

说明书

技术领域

本发明涉及一种焊接材料，特别涉及一种耐磨板堆焊用粉芯焊丝，属于耐磨材料技术领域。

背景技术

耐磨板广泛用于工业物料输送系统中生产各类管道、机械设备的防磨衬底及筛板等部件。

通常机械磨损是由各种材料和金属部件接触所引起的，这些金属部件是由低碳钢和合金钢制造的，如果因局部磨损失效而更换整个部件，势必造成极大的浪费，且大大地提高了生产成本。为此许多机械部件易磨损部位被设计成可更换的耐磨板，从而延长部件的使用寿命，缩短了调换工时，提高设备运行效率。

硬面堆焊耐磨板是将耐磨焊丝堆焊在整张的钢板上而制成耐磨板，耐磨钢板与普通钢板相比，由于耐磨钢板硬度较高，比之普通钢板能够有效地抵御磨料磨损，因而具有比普通钢板强得多的耐磨性。而基板常采用Q235，16Mn等低碳钢，耐磨板性能好坏取决于三个方面。

1耐磨层与基体的接合强度

由于堆焊丝与基体成分差异大，保证其高接合强度是相当困难的但也是必要的，如果焊接接合强度低，则耐磨层与母材会剥离，耐磨性立即丧失。

2耐磨板的焊接成型性能

由于焊接时的热输入大，自保护焊的飞溅严重，粉芯焊丝保护效果不佳会造成耐磨板出现诸多气孔，所以如何得到焊道成型美观的产品非常重要。

3耐磨板的耐磨度

堆焊耐磨板因其母材为一般低碳钢钢材，当堆焊进行时会有部分母材被熔化，此熔化部分会对耐磨层产生稀释作用，而使得耐磨层硬度下降即耐磨性降低，此稀释作用越接近焊接热影响区越厉害，此种耐磨板相对于无稀释之耐磨板，使用寿命仅为其1/2左右；所以无稀释硬面堆焊耐磨板的解决方案成为行业发展的重要瓶颈。

发明内容

针对上述情况，本发明的目的是提供一种含有多种硬质相的自保护堆焊粉芯焊丝，该焊丝具有耐磨层与基体的接合强度大，耐磨板的焊接成型性能好，耐磨板的耐磨度高的特点。

为解决此任务，本发明采用了以低碳钢为外层，内包多种铁合金粉末构成粉芯，所述粉芯成分质量百分比范围如下：高碳铬铁41-43％，低碳铬15-17％，高碳锰铁6-8％，45#硅铁5-7％，硼铁5-6％，铌铁3-4％，钼铁2-3％，钨铁2-3％，钛铁1-2％，石墨粉4-5％，碳酸钾2-3％，钛白粉2-3％，纳米添加剂3-5％。

本发明的制备方法采用现有技术，包括以下步骤：

以厚度为0.28mm低碳钢带包裹药粉，经成型机轧制、拉丝机组拉拔等工序制作成直径φ3.2mm或φ2.8mm自保护粉芯堆焊丝。

本发明与现有技术相比有如下技术特点：

本发明的自保护粉芯焊丝，可在不加入任何焊剂和保护气体条件下便可直接堆焊，纳米添加剂可以有效地细化熔敷金属晶粒，增大接合强度，改善成型性能，降低耐磨板焊接稀释率。

具体实施方式

实施例1

取高碳铬铁41％，低碳铬15％，高碳锰铁7％，45#硅铁7％，硼铁6％，铌铁4％，钼铁3％，钨铁3％，钛铁2％，石墨粉4％，碳酸钾3％，钛白粉2％，纳米添加剂3％，研磨成粉末，搅拌均匀后以厚度为0.28mm低碳钢带包裹药粉，经成型机轧制、拉丝机组拉拔等工序制作成直径φ3.2mm自保护粉芯堆焊丝。在16Mn钢板上堆焊耐磨层，焊接电流180-200A，焊接电压25-32V。焊后耐磨板硬度HRC61，磨粒磨损性能是Q235钢的25倍，30°角冲蚀磨损性能是Q235钢的10倍，结合强度≥50MPa。

实施例2

取高碳铬铁42％，低碳铬16％，高碳锰铁6％，45#硅铁5％，硼铁6％，铌铁4％，钼铁2.5％，钨铁2.5％，钛铁2％，石墨粉4％，碳酸钾3％，钛白粉2％，纳米添加剂5％，研磨成粉末，搅拌均匀后以厚度为0.28mm低碳钢带包裹药粉，经成型机轧制、拉丝机组拉拔等工序制作成直径φ2.8mm自保护粉芯堆焊丝。在16Mn钢板上堆焊耐磨层，焊接电流170-190A，焊接电压25-30V。焊后耐磨板硬度HRC63，磨粒磨损性能是Q235钢的28倍，30°角冲蚀磨损性能是Q235钢的10倍，结合强度≥55MPa。