[发明专利]一种铁基耐磨减磨堆焊药芯焊丝

说明书

技术领域

本发明属于机械、钢铁材料等领域，具体涉及一种用于在钢铁工具、机械零件表面堆焊耐磨合金层的一种耐磨减磨堆焊药芯焊丝。

背景技术

耐磨堆焊焊丝被堆焊在工具或零件表面上形成耐磨合金层，以保护工具或零件被磨损，如果该工具或零件在工作过程中与其他零件或部件接触，就还要求堆焊耐磨合金不要增大甚至也减少其他零件或部件的磨损。目前的耐磨堆焊焊丝及合金种类很多，有些耐磨性很好，保护了被堆焊工具或零件，但因脆性很大、韧性较低，含有裂纹，容易剥落，因此不能有效防止与之相接触的其它零件或部件的磨损；有堆焊合金裂纹少、韧性高，保护了与之相接触的其它零件或部件的磨损，但牺牲了自身的耐磨性。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；Ｎｉ４～９份；Ｍｎ２～６份；Ｓｉ２～６份；Ｂ２～５份；Ｃ２～４.５份；余量为 Fe。该发明虽然遵循“平衡磨损设计”概念和“稳定性”原则，即具有抗磨性与减摩性合理匹配的原则，但该合金脆性大，易开裂，有裂纹存在，容易剥落。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，Cr25～30％；Ni15～19％；Mn3～5％；Si2～5％；B3.5～6％；C1-3％，Fe余量。可用于石油钻杆、抽油杆及其它一些需要耐磨和减摩的金属机构件的表面耐磨强化。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，因此不能有效防止与之相接触的其它零件或部件如石油套管的磨损，而且贵金属很多，成本较高。美国专利（5224559）发明了一种堆焊耐磨合金，成分是Cr20～30％；C3.5-5.0％；Fe余量。该合金有大量铬的碳化物，耐磨性很好，但脆性大，易开裂，裂纹很多，容易剥落。随后美国专利（6375895）发明了一种堆焊耐磨合金，成分是Cr4.5～10.5％；C0.65-1.1％；Mo0.05-1.0％；Fe余量。该合金堆焊在石油钻杆接头上，有一定耐磨性，韧性好，没有裂纹，较好防止了与之相接触的其它零件或部件如石油套管的磨损，但该合金的耐磨性主要来之于合金中的马氏体，耐磨性下降。所以发明耐磨性好、韧性好、不易开裂，既能减少堆焊工具自身磨损、又能保护与之接触的其它零部件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克服目前堆焊耐磨合金的耐磨性与减磨性不能兼顾的缺点，提供一种在钢铁工具或零件表面堆焊耐磨合金层的一种耐磨减磨堆焊药芯焊丝，在有效预防工具或零件自身磨损的同时，不增大甚至减少与之接触的其他零件或部件的磨损。本发明堆焊合金硬度高，耐磨性优良，同时韧性好，裂纹敏感性低。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

本发明铁基耐磨减磨堆焊药芯焊丝由低碳钢包皮与芯部粉末组成。

本发明铁基耐磨减磨堆焊药芯焊丝，焊丝的合金元素按重量百分比包含：碳（C）0.2～0.8%、铬(Cr)5～20.0%、钛（Ti）1.0～7.0%、硼（B）0.3～5.0%、硅(Si)0.1～1.5%、锰(Mn)0.2～2.0%、余量为铁。

本发明一种铁基耐磨减磨堆焊药芯焊丝，焊丝还可以再加入以下合金元素：钒（V）0～6.0%、铌(Nb)0～3.5%、锆(Zr)0～3.5%、钨(W )0～3.0%、钼(Mo)0～2.0%、镍(Ni)0～2.0%、稀土(RE)0.00～0.25%。

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。

上述铁基耐磨减磨堆焊药芯焊丝由低碳钢包皮与芯部粉末组成，药芯粉末在焊丝中的填充率为20%至50%，则药芯粉末的合金元素按重量百分比包含：碳（C）0.4～3.0%、铬(Cr)10～65.0%、钛（Ti）2.0～27.0%、硼（B）0.6～20%、硅(Si)0.2～7.0%、锰(Mn)0.4～9.0%、余量为铁。药芯粉末中还可以再加入以下合金元素：钒（V）0～25.0%、铌(Nb)0～12.0%、锆(Zr)0～12.0%、钨(W )0～10.0%、钼(Mo)0～7.0%、镍(Ni)0～7.0%、稀土(RE)0.00～1.00%。

本发明相对于现有技术，其优点如下：