[发明专利]一种高锰钢堆焊实芯焊丝及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种焊丝和焊丝生产技术，特别涉及一种耐磨的高锰钢堆焊实芯焊丝及其制造方法。

背景技术

目前，国内一般使用的高锰钢堆焊焊接材料有焊条和药芯焊丝，在使用过程中主要存在以下问题：一是熔敷金属中合金元素主要依靠药皮过渡，合金元素的种类受到限制；二是焊接熔敷金属初始硬度低，在强冲击磨损工况下耐磨损性能差，表面堆焊层磨损严重，造成零部件更换频率快，金属资源的极大浪费，三是在焊接使用过程中，锰等元素烧损严重，且焊接过程中烟尘比较大，尤其在手工电弧焊中，焊接时会冒大量黄烟，对焊接操作人员健康造成极大伤害；四是由于高锰钢合金加工硬化速度快，难以用传统的锻造、轧制、拉拔生产工艺制造高锰钢堆焊实芯焊丝。

发明内容

本发明的目的是提供一种熔敷金属抗拉强度高、初始硬度高和耐磨损，且对环境损害小的高锰钢堆焊实芯焊丝。

本发明的另一目的是提供一种制造高锰钢堆焊实芯焊丝的方法。

本发明实现第一个目的所采取的技术方案是：

一种高锰钢堆焊实芯焊丝，其化学成分按质量百分比计为：0.8～1.1%C、0.6～1.0%Si、13～18%Mn、1.2～4.0%Cr、0.4～0.6%Mo、0.5～1.0%V，余量为Fe。

本发明实现第二个目的所采取的技术方案是：

一种制造上述高锰钢堆焊实芯焊丝的方法，该方法采用焊丝水平连续铸造工艺，包括以下步骤：

㈠熔炼：焊丝原料配方按质量百分比计，其中，0.9～1.2%C、0.7～1.1%Si、14～19%Mn、1.25～4.05%Cr、0.45～0.65%Mo、0.55～1.05%V，余量为Fe，先按配方将金属Cr、Mo、V和Fe配好，加入中频感应熔炼炉内进行熔炼，待完全熔化后，再加入其余组分C、Si和Mn进行熔炼，同时对炉内熔融液体进行覆盖和保护，覆盖剂为石灰和萤石，其比例为4：1，用量按原料质量的2%加入，此时炉内熔融液体的温度保持在1520～1540℃；

㈡静置：待熔融液体完全熔化后，在熔炼炉内进行静置，同时进行脱氧处理，脱氧剂选用强脱氧剂铝块或铝锭，用量按原料质量的0.2%加入，静置温度保持在1500～1510℃，静置时间30～35min；

㈢拉坯：启动水平连铸拉坯机，熔融液体随着引锭杆流进结晶器，结晶器的进水为室温自来水，出水温度33～38℃，冷却水压0.3～0.4Mpa，熔融液体在结晶器内形成初凝铸坯，初凝铸坯在引锭杆的作用下从结晶器拉出，拉坯方式采用拉—停—反推，此时的拉坯速度控制在230 mm/min、拉程3mm/次、中停时间0.2s、反推时间0.1s，引锭杆将初凝铸坯从结晶器拉出并通过拉坯机后，拉坯速度开始逐步提高，最高拉速控制在1700 mm/min以内，当拉速达到1700 mm/min时，此时的拉程为30mm/次、中停时间0.2s、反推时间0.1s，在整个拉坯过程中，炉内熔融液体温度始终保持在1490～1500℃；

㈣二次冷却：初凝铸坯拉出结晶器后进行二次冷却，进水为室温自来水，出水温度为45℃～50℃，冷却水压为0.2～0.3Mpa；

㈤定长切丝：经拉坯、冷却后得到的实芯焊丝，校直后定长切丝，检验、包装，即得成品。

本发明提供的高锰钢堆焊实芯焊丝，熔敷金属的抗冲击性能及耐磨损性能得到很大的提高，适用于冲击磨料磨损和高应力碾碎磨料磨损工况条件下装备的关键耐磨零部件的堆焊、修复，在焊接过程中，自动化程度高、材料熔敷效率高、焊接烟尘小、环境污染小。采用本发明制造的高锰钢堆焊实芯焊丝，经焊接试验，熔敷金属的力学性能和焊丝化学成分的理化检测性能均符合企业标准Q/JXY11-2009技术要求。用于制造本发明高锰钢堆焊实芯焊丝的方法，采用水平连续铸造工艺，直接生产合金化的焊丝，各种组分的氧化损失小，提高了各种组分的利用率，而且生产的焊丝表面光滑无缺陷；在原料配方中加入了微量金属元素Cr、Mo、V等，大大增加堆焊层的初始硬度，而且解决了由于高锰钢合金加工硬化速度快，难以用传统的锻造、轧制、拉拔等生产工艺方法制造堆焊实芯焊丝的难题，降低了生产成本。

附图说明

图1为高锰钢堆焊实芯焊丝生产流程示意图。

图中：1-熔炼炉，2-结晶器，3-拉坯机，4-二次冷却装置，5-剪切机，6--高锰钢堆焊实芯焊丝，7-引锭杆。

具体实施方式

实施例1：生产规格为Ф4.2mm的高锰钢堆焊实芯焊丝