[发明专利]一种用于压力机锻模修复的堆焊药芯焊丝

说明书

技术领域

本发明属于焊接材料领域，具体涉及一种含有稀土成分的焊接材料及其应用。

背景技术

压力机依赖曲柄传动或液压传动的压力对热态金属进行锻造，热态金属置于锻造模具中受挤压成型。锻造模具在工作过程中和高温金属接触局部温度高达500～700℃，模具表面金属受到加热后力学性能下降，高温下容易氧化，并且炙热金属被强制变形时，与模具型腔表面摩擦，模具极易磨损。所以压力机锻造模具使用几千次之后就会失效，而这种失效通常发生在表面局部尺寸范围内。模具由于型腔复杂加工时间长，价格昂贵，整体报废造成资源浪费，成本过高。所以在模具局部失效后进行修复可以节约成本，缩短翻新制造周期，提高模具使用寿命。对模具的修复通常采用堆焊的方式，堆焊使用的焊丝成分直接影响到模具的机械性能和使用寿命。

专利文献1(公开号CN102814604A)通过各种合金元素的加入和配比的优化相比传统模具钢5CrNiMo和5CrMnMo性能得到很大提升，提高了模具寿命。但由于其Cr含量较低在模具工作时容易氧化磨损，Cr含量低淬透性较差使模具性能不均匀影响模具寿命。专利文献2(公开号CN103008921A)和专利文献3(公开号CN103862194A)提出的堆焊药芯焊丝提高了Cr含量，性能得到了进一步提升，文献3提出的焊丝中还加入了W使高温性能进一步提高。但模具的一些凸起位置在工作过程中吸热过多温度高达600℃以上，而文献1～3中堆焊模具均采用550℃回火，其在600℃以上回火稳定性差，回火组织粗大，长时间使用力学性能下降较快，影响了模具使用寿命。工艺性能方面文献1～3的焊丝相比国外焊丝焊接性能均较差，主要表现为飞溅大，渣粘性大不易清理影响生产效率。

因此开发一种具有高回火稳定性，组织细小致密、力学性能稳定和良好焊接工艺性能的模具堆焊药芯焊丝十分有意义。

发明内容

针对本技术领域的不足之处，本发明的目的是提出一种用于压力机锻模修复的堆焊药芯焊丝。

本发明的另一目的是提出所述堆焊药芯焊丝的制备方法。

本发明的第三个目的是提出所述堆焊药芯焊丝的应用。

实现本发明上述目的技术方案为：

一种用于压力机锻模修复的堆焊药芯焊丝，采用碳钢钢带包裹药芯粉末，所述的药芯粉末包括以下质量份的物质：氟硅酸钠：0.5～2份，氟化钙：1.5～4份，金红石：2.5～4份，氧化钠：0.5～2.0份，氧化钾0.3～1.5份，石英：1～3份，高碳铬铁10.2～23.81份，纯铬粉：16.75～37.14份，镍粉：0.86～2.02份，电解锰：2.86～4.13份，钼铁粉：17～22.8份，硅铁：3.7～5.9份，钒铁粉：3.7～7.4份，多元稀土粉：2～8份，还原铁粉0.51～0.9份。

其中，所述高碳铬铁含碳6～8％、含Cr 62～68.％，电解锰含Mn99～100％。

其中，所述钼铁粉含Mo 60～70％，所述硅铁含Si 70～80％；所述钒铁粉中V的含量为40～55％。

其中，所述多元稀土粉中，稀土含量为Ce15～18％，La 7～8％，Nd 5～7％，Pr0～2％。

原料中各主要成分具有以下作用：

氟硅酸钠：造渣剂中添加少量氟硅酸钠减少氟化钙的含量,可提高焊接电弧的稳定性，并且能改善焊缝的脱渣性和成形,降低熔滴表面张力,细化熔滴,减少焊接飞溅提高脱渣性。但加入量太多时会产生大量的气体,大熔滴的爆炸力,降低焊接电弧的稳定性，因此氟硅酸钠加入量选择0.5～2％。

氟化钙：可调节焊渣的流动性，使焊渣有良好的覆盖性，电离出的氟离子可生成HF气体降低焊缝的H含量，提高焊缝的力学性能。但是含量过多时焊渣过稀使得焊渣不均匀边缘处难清渣，并且过多的氟离子会使熔滴粗化增大飞溅。因此氟化钙加入量选择1.5～4％。

金红石:增加熔滴的氧化性，降低表面张力细化熔滴，电离出Ti离子降低电弧电离的电位，提高电弧稳定性。加入量太多会降低焊缝的力学性能。因此加入量选择2.5～4％。

氧化钠和氧化钾:K、Na容易电离减少了阻碍熔滴脱落的电磁力，细化熔滴降低飞溅。

石英:提高电弧电压，细化熔滴。

高碳铬铁:向熔敷金属中过渡C元素和Cr元素。本发明为低碳，碳加入量低不好控制，为减少烧损采用高碳铬铁形式加入。随碳含量增加，钢的室温强度提高。但高的碳含量会促进碳化物粗化，对韧性不利。因此高碳铬铁的加入量选择10.2～23.81％。