[发明专利]一种用于大型热锻模具表面强化的自保护药芯丝材及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于大型热锻模具表面强化的自保护药芯丝材及其制备方法，该药芯丝材中药芯的化学成分以质量百分数计，包括铬元素含量26‑30%、钼元素含量8‑10%、钨元素含量1.8‑3%、镍元素含量1.5‑2.5%、硅元素含量0.8‑1.2%、锰元素含量0.6‑1.0%、铌元素含量0.15‑0.3%、碳元素含量1.2‑1.6%、磷元素含量≤0.02%、硫元素含量≤0.02%，余量为钴和杂质。本发明提供了一种用于大型热锻模具表面强化的自保护药芯丝材，可以将药芯丝材在大型热锻模具型腔工作区域的表面上进行堆焊形成表面强化层，使得大型热锻模具的型腔表面层在500~700℃下，载荷在4万吨以上极端工况条件下不容易发生磨损、变形和开裂的情况，使得大型热锻模具的使用寿命提高10倍以上，明显降低了大型锻件的制造成本。

技术领域

本发明属于焊接材料制造技术领域，具体涉及一种用于大型热锻模具表面强化的自保护药芯丝材及其制备方法。

背景技术

我国机械行业重大标志性成果8万吨模锻液压机(世界上最大的模锻液压机)自2013年投产使用以来，在航空航天、能源、船舶等领域大型关键零件的制造中发挥了不可替代的作用。现在都采用将模锻液压机用于和大型热锻模具(单套重量达60～100吨)配合成形难变形材料(如钛合金、高温合金、超高强度钢等)，此时，大型热锻模具型腔的工作区域表面层处于高温(500-700℃)重载(4万吨以上)等极端工况下，使得大型热锻模具型腔的工作区域极易产生磨损、变形、开裂等失效问题，导致大型热锻模具在锻造2-3件锻件之后就无法再次使用。再加上现在的大型热锻模具的尺寸大(大型热锻模具的单边大3-6m，投影面积可达3-5 ㎡)，使得现有的大型热锻模具的制造周期长，制备成本高(大型热锻模具的制造成本在 300-500万)；这样就使得由于大型模具型腔的工作区域容易损坏而导致整个大型热锻模具直接报废，使得采用大型热锻模具制备锻件的成本极高；因此，现在需要研究一种专用的自保护药芯丝材来作为大型热锻模具型腔的表面强化层，来解决大型热锻模具型腔在高温重载条件的极端工况下容易产生磨损、变形、开裂等问题；由于现在世界上只有俄罗斯有两台7.5 万吨模锻液压机与8万吨模锻液压机属于同一量级，因此，现在对8万吨模锻液压机配合使用的大型热锻模具的相关研究非常的少，迄今为止还没有见到用作大型热锻模具型腔表面强化层的材料的相关报道。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种用于大型热锻模具表面强化的自保护药芯丝材，解决现有的大型热锻模具的型腔表面层工作区域在温度为 500～700℃，载荷在4万吨以上的极端条件下出现磨损、变形和开裂，导致大型热锻模具使用寿命极短等技术问题；同时还提供了一种用于大型热锻模具表面强化的自保护药芯丝材的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种用于大型热锻模具表面强化的自保护药芯丝材，该药芯丝材中药芯的化学成分以质量百分数计，包括铬元素含量26-30％、钼元素含量8-10％、钨元素含量1.8-3％、镍元素含量 1.5-2.5％、硅元素含量0.8-1.2％、锰元素含量0.6-1.0％、铌元素含量0.15-0.3％、碳元素含量 1.2-1.6％、磷元素含量≤0.02％、硫元素含量≤0.02％，余量为钴和杂质。