[发明专利]辊压机挤压辊辊面制造与修复专用自保护药芯堆焊焊丝

说明书

技术领域

本发明涉及一种焊接材料，特别是辊压机挤压辊辊面制造与修复堆焊用的焊丝。

背景技术

    辊压机是一种脆性物料的粉磨设备, 适用于粉磨水泥熟料、粒状高炉矿渣、水泥原料，如石灰石、砂岩和页岩等，以及石膏、煤、石英砂和铁矿石等。主要是通过挤压辊的表面对物料进行挤压破碎。在挤压辊对物料的挤压破碎过程中，挤压辊面要经受周期性的高应力磨粒磨损和疲劳破坏,最终导致挤压辊不能正常工作。因此，要求辊面堆焊层有较好的耐磨粒磨损性能和较高的硬度。一般要求硬度在HRC55以上，并有较好的韧性，以免辊面出现严重磨损或剥落现象。

高铬铸铁型硬面材料组织中含有大量的M₇C₃型碳化物，具有较好的耐磨、耐热性能，尤其是在常温和高温冲击磨损条件下更具有实用价值，同时，由于其价格低廉，被广泛应用于矿山、冶金、机械等行业对脆性物料的粉磨，尤其是应用于辊压机挤压辊制造与修复。这些高铬铸铁型硬面材料在磨损失效后，目前通常会采用药芯焊丝堆焊修复的方法恢复辊面尺寸与性能。在辊面耐磨堆焊修复中，大多选用Fe-Cr-C型耐磨堆焊合金焊接。因为其组织中含有大量的初生及共晶碳化物，拥有较高的耐磨性。药芯焊丝相比手工焊条具有效率高、成型好、飞溅小等优点。而自保护药芯焊丝更可以实现不用外加气体装置，在焊道表面形成微渣或无渣，从而也可省去多层多道焊时敲渣的麻烦。因此，研制一种性能良好的微渣型自保护药芯焊丝，使堆焊金属具有高硬度、高耐磨性，从而延长耐磨零件使用寿命具有重要的意义。

发明内容

本发明提供了一种具有无需气体保护，堆焊后焊道硬度高，且表面只有少量微渣的辊压机挤压辊制造与修复专用自保护药芯堆焊焊丝。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种辊压机挤压辊制造与修复专用自保护药芯堆焊焊丝，包括钢带层和药芯层，其特征在于：

所述药芯层中加入的金属药粉，各合金元素的质量百分含量为：铬铁70~80%，锰铁1~5%，硅铁1~5%，钒铁1~3%，钼铁1~3%，稀土0.5~2%,石墨8~12%。

一种辊压机挤压辊制造与修复专用自保护药芯堆焊焊丝的制作工艺，其特征在于包括以下步骤：

（1）将硅铁、铬铁、锰铁的合金粉进行钝化处理后，再进行配粉；

（2）钢带轧制成U型；

（3）将药粉填充入钢带层中；

（4）包合严实；

（5）拉拔成型；

（5）拉拔成最终产品。

所述步骤（1）中硅铁、铬铁和锰铁的钝化处理工艺为热处理，热处理温度分别为：560℃、320℃和725℃，保温时间为1h。

该辊压机专用自保护药芯堆焊焊丝，具有优异的耐磨性能和抗剥落性能，焊接方便，无需任何介质保护，大大提高了焊丝的适用性，为大工件的自动焊接的实现提供了条件，提高了生产效率。本发明人已采用此种焊丝用于辊压机辊面的在线焊接修复，大大提高了辊面的使用寿命。

附图说明

图1是堆焊金属的金相组织表面图；

图2是堆焊金属的金相组织侧面图；

图3是堆焊金属的XRD分析图；

图4是堆焊金属中初生碳化物与共晶碳化物的SEM图；

图5是堆焊金属中初生碳化物的能谱分析图；

图6是堆焊金属中共晶碳化物的能谱分析图；

图7是药芯焊丝与基体的结合部位图；

图8是金属试样的耐磨性曲线；

图9是未含稀土药芯焊丝堆焊层的试样表面相貌图；

图10是含稀土药芯焊丝堆焊层的试样表面相貌图。

图中，Q235钢耐磨性曲线1，未含稀土堆焊金属耐磨性曲线2，含稀土堆焊金属耐磨性曲线3。

具体实施方式

本发明的药芯焊丝由钢带层和药芯层组成，钢带层采用H08A低碳钢钢带，药芯层中加入的金属药粉，各合金元素的质量百分含量为：铬铁70~80%，锰铁1~5%，硅铁1~5%，钒铁1~3%，钼铁1~3%，稀土0.5~2,石墨8~12%。

该药芯焊丝的生产工艺流程为：

（1）将硅铁、铬铁、锰铁的合金粉进行钝化处理后，再进行配粉；

（2）钢带轧制成U型；

（3）将药粉填充入钢带层中；

（4）包合严实；

（5）拉拔成型；

（5）拉拔成最终产品。

其中，步骤（1）中硅铁、铬铁、锰铁的钝化处理工艺为热处理，以防止在实际焊接中合金无素过度的损耗，钝化工艺见表1：