[发明专利]稀土强化的高强韧耐磨焊条

说明书

技术领域

本发明涉及一种稀土强化的高强韧耐磨焊条，属于焊接材料技术领域，该焊条广泛适用于钢铁厂的轧辊、火力发电厂的磨煤辊、工程挖掘机械、矿山机械等的表面改性、复合制造和再制造等方面。

背景技术

堆焊作为在再制造工程中的重要分支，是因为可以与母材形成典型的冶金结合，堆焊层在服役的过程中的剥落倾向小而且可以根据服役性能选择或设计堆焊合金，使材料或零件表面具有良好的耐磨、耐腐蚀、耐高温、耐辐射等性能，在工艺上具有很大的灵活性，其中耐磨焊条堆焊在修复、复合制造中占有重要的地位，广泛用于提高机械工程结构的耐磨性能等方面。

稀土元素作为一种活性剂可以在钢中微量固溶、净化晶界、变质夹杂物、细化结晶组织，从而改善钢的机械性能。借鉴稀土元素在钢中的作用，已普遍应用于焊接材料中。针对目前马氏体不锈钢耐磨堆焊焊条碳当量高、抗裂性差、韧性较低等缺陷，研究开发出一种稀土强化的高强韧耐磨焊条，便成为业内的期待。

发明内容

本发明旨在根据以上所述理论，提供一种稀土强化的高强韧耐磨焊条，焊芯为不锈钢，其创新点在于，焊条药皮的组分及各组分的重量百分含量是：

萤石       15～35%

大理石     30～50%

钛白粉     3～10%

锆英石     3～8%

钾长石     0～6%

稀土硅     2～10%

锰铁       3～8%

以上所述的焊芯，根据工程的实际需要，可以是通常的不锈钢，而本发明优选的是1Cr13或2Cr13马氏体不锈钢。

其中各组分的作用及含量如下：

萤石：造渣和除氢，实现低氢型焊条，充分保证机械性能。其重量百分含量为15～35%。

大理石：造气和造渣，对焊缝起到气渣联合保护作用。大理石与萤石的配比很重要：大理石与萤石之比大于1时，电弧稳定，喷力大，飞溅少。但当大理石与萤石之比大于3时，焊缝有粘渣出现，脱渣不良，熔渣呈玻璃状，质地坚硬，甚至由于去除氢的作用不足而使焊缝表面有气孔。其重量百分含量为30～50%。

钛白粉：低氢型焊条中加入少量钛白粉，使药皮具有良好的塑性，以改善焊条压涂性能和焊接工艺性能。其重量百分含量为3～10%。

锆英石：改善焊接工艺性能。其重量百分含量为3～8%。

钾长石：造渣与稳弧。其重量百分含量为0～6%。

稀土硅：可起脱硫脱氧改变夹杂物形态作用，改善韧性与抗裂性、增强耐磨性能。其重量百分含量为2～10%。

锰铁：排除焊缝中的氧，增加堆焊层金属的强度和硬度。其重量百分含量为：3～8%。

本发明利用稀土进行强化，在改善堆焊合金的韧性、抗裂性的同时，提高硬度，增加耐磨性能。实际应用结果表明，该焊条堆焊工艺性能良好，抗焊接裂纹性能高，堆焊层平均硬度HRC45-58，耐磨性为Q235碳钢的8-20倍，并具有抗气孔能力强以及合金化均匀程度好等优点。

附图说明

图1是本发明一种具体制作工艺流程图。

具体实施方式

   下面结合实例进一步说明发明的方案及效果。

实施例1

焊芯：1Cr13马氏体不锈钢，直径φ3.2mm。

药皮配方：

萤石30%；

大理石45%；

钛白粉5%；

锆英石5%；

钾长石5%；

稀土硅5%；

锰铁5% 。

制备方法如附图1所示：其中药皮厚度1.5-2.00mm；焊条堆焊层平均硬度HRC48。

实施例2

焊芯：2Cr13马氏体不锈钢，直径φ4mm。

药皮配方：

萤石30%；

大理石45%；

钛白粉4%；

锆英石5%；

钾长石4%；

稀土硅7%；

锰铁5% 。

制备方法同实例1

其中药皮厚度1.5-2.00mm；焊条堆焊层平均硬度HRC56。

在以上两个实例中所用的粘结剂均为水玻璃，也可以采用微细颗粒状粘土或者采用熟石灰。而所述焊芯的直径在φ3-5mm范围内。