[发明专利]用于CO2气体保护焊粉末堆焊的合金粉末

说明书

技术领域：

本发明属于耐磨堆焊技术领域，提供一种用于CO₂气体保护焊粉末堆焊的合金粉末，用于钢质零部件的表面耐磨堆焊。

背景技术

随着现代工业技术的高速发展，机械零部件经常处于非常复杂和苛刻的条件下工作，越来越多的机械设备因磨损、腐蚀或者磨蚀而报废，这就要求在高温高压、承受较大载荷以及氧化、腐蚀等工作条件下的机械装备表面具有良好的耐磨、耐腐蚀、耐高温和抗氧化等性能。而堆焊作为提高机械零件表面性能的重要途径之一，越来越广泛地应用于各个工业部门零件的制造和修复中。

堆焊是将具有一定使用性能的合金材料借助一定的热源手段熔敷在母体材料的表面，以赋予母材特殊的使用性能或使零件恢复原有形状尺寸的工艺方法。因此堆焊即可用于修复材料因服役而导致的失效部位，也可以用于强化材料或者零件的表面，对合理使用材料、改进产品设计、降低生产成本、实现修旧利废，以及节约资源、能源，保护环境都具有重要意义。

堆焊方法有焊条电弧焊堆焊、埋弧堆焊、等离子弧粉末堆焊、气体保护电弧焊堆焊、电渣堆焊等，堆焊材料包括焊条、焊丝、堆焊粉末等。其中应用合金粉末指将需要的合金元素按比例配制成具有一定粒度的合金粉末，把它涂在工件表面，使其在热源条件下与母材熔合后就形成合金化的堆焊金属，它合金成分的比例调制方便，不必经过轧制、拔丝等程序，合金成分损失小。

CO₂粉末堆焊是一种先进的堆焊工艺。它是将预涂于工件表面的合金粉末利用CO₂电弧熔化、堆焊形成堆焊层。和其它电弧焊方法相比，CO₂焊焊接生产率高、焊接成本低、焊接能耗低、适用范围广而且CO₂焊是一种低氢型或超低氢型焊接方法，焊缝含氢量低、抗裂纹性好。CO₂粉末堆焊具有小的母材稀释、较高的熔敷速度和优良的堆焊层性能，目前主要用于制造新零件和修复旧零件两个方面。

发明内容

本发明提供一种用于CO₂气体保护焊粉末堆焊的合金粉末，用于在钢质零部件表面进行CO₂粉末耐磨堆焊，提高其表面耐磨性。

所述合金粉末，主要组成为：钛铁、钒粉、钼粉、铬粉、硼铁、石墨等混合均匀，然后添加粘结剂预涂于工件表面，烘干后待用。其特征在于合金粉末的各组成物的质量百分比为：钛铁(15～25)％，钒粉(15～20)％，钼粉(5～10)％，铬粉(35～50)％，硼铁(5～8)％，石墨(4～10)％。

所述钛铁、钒粉、钼粉、铬粉、硼铁、石墨等原材料的粒度为40～200目，各原材料主要成分(质量百分比)为：

钛铁：Ti>30％；硼铁：B(15～17)％，C<1.0％。

粘结剂采用水玻璃。

CO₂粉末堆焊工艺过程：

(1)按比例称取各粉末原材料并混合均匀，然后加入粘结剂搅拌均匀，制成湿粉。

(2)将湿粉涂于经过表面清理、去锈的工件表面并压平，涂层厚度1.0～1.5mm。

(3)将湿粉预涂层经10小时以上室温晾干，然后110～180℃烘干2小时。

(4)利用CO₂气体保护焊进行粉末堆焊，焊丝选用φ1.0mm的H08Mn2Si，焊接电流120～160A，电弧电压18～25V，焊接速度15～20m·h^-1，气体流量10～15L·min^-1。

(5)堆焊一层后，进行表面清理；根据具体要求重复上述过程进行多层堆焊，达到要求的堆焊层厚度，最后磨削加工至所需要的零件尺寸。

采用粉末堆焊方法，粉末的作用主要有三方面：一是粉末吸收电弧能量，减少工件表面母材的熔化，减小了堆焊层的稀释率；二是粉末熔化形成熔敷金属，提高堆焊熔敷效率；三是合金粉末起到合金过渡作用，合金粉末含有碳化物形成元素Ti、V、Mo、Cr及硼铁、石墨，合金元素进入熔池金属，可以形成碳化物、硼化物等陶瓷相，另外，Ti对于脱氧，Ti、V、Mo元素对于细化堆焊金属组织有显著效果。堆焊后的堆焊金属组织细小，硬度可达HRC50～55，具有较高的耐磨性。

具体实施方式