[发明专利]一种低成本奥氏体高锰钢自保护药芯焊丝

说明书

本发明公开一种低成本奥氏体高锰钢自保护药芯焊丝，以低碳钢带为外皮，药芯成分按质量百分比为：65～85％的锰粉，4～8％的铬粉，3～6％的氟化锂，1.5～4％的硅铁，1～4％的钛白粉，0.5～4％的石墨，1～2％的氟硅酸钾，0.1～2％的海藻酸钠，0.1～1％的白泥，0.1～1％的金云母，余量为铁粉。本发明提供的焊丝，可以获得均匀的奥氏体高锰钢显微组织，具有优良的耐冲击磨损性能，可用于高锰钢部件的连接或修复再制造。

技术领域

本发明属于材料加工工程中的焊接领域，具体地涉及一种低成本奥氏体高锰钢自保护药芯焊丝。

背景技术

奥氏体高锰钢在受到冲击载荷后会发生表面加工硬化，呈现表硬里韧的特性，具备良好的耐冲击磨损性能，被广泛应用于冶金工具、挖掘机铲齿、坦克履带等耐磨部件上。为了进一步降低成本、延长这些易损件的服役寿命，常常采用堆焊的方法在磨损表面堆敷一层耐磨材料。目前企业普遍采用较为成熟的高锰钢焊条来实施堆焊修复工作。为了进一步提高修复效率，本发明开发了一种低成本奥氏体高锰钢自保护药芯焊丝。

发明内容

发明目的：为解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种低成本奥氏体高锰钢自保护药芯焊丝及其制备方法。

技术内容：为实现上述技术目的，本发明提出一种低成本奥氏体高锰钢自保护药芯焊丝，包括低碳钢带和药芯，药芯填充于钢带中，所述药芯包含如下质量百分比的组分：65～85％的锰粉，4～8％的铬粉，3～6％的氟化锂，1.5～4％的硅铁，1～4％的钛白粉，0.5～4％的石墨，1～2％的氟硅酸钾，0.1～2％的海藻酸钠，0.1～1％的白泥，0.1～1％的金云母，余量为铁粉，药芯粉末占焊丝总重的26-32％。

优选地，所述，所述的硅铁含硅量为72～80wt％，其余为铁。

优选地，所述药芯中的锰粉、铬粉、氟化锂、硅铁、钛白粉、石墨、氟硅酸钾、海藻酸钠、白泥、金云母和铁粉组分的粒径均为100～150目。

优选地，所述低碳钢带厚度×宽度为0.6×14mm或0.5×12mm。

优选地，所述焊丝的直径为2mm和2.4mm中的任意一种。

本发明的低成本奥氏体高锰钢自保护药芯焊丝熔敷金属为均匀的奥氏体微观组织。

本发明进一步提出了上述低成本奥氏体高锰钢自保护药芯焊丝的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)利用成型轧辊将低碳钢钢带轧成U形，然后通过送粉装置将药芯粉末按焊丝总重的26-32％加入到U形槽中；

(2)将U形槽合口，使药芯包裹其中，通过拉丝模，逐道拉拔、减径，最后使其直径达到2.0或2.4mm，得到最终产品。

在上述药芯中各组分主要作用如下：

氟化锂：一方面降低熔敷金属中的H含量，另外一方面Li有稳定电弧作用。并与钛白粉、氟硅酸钾、海藻酸钠、白泥、金云母形成复合薄层熔渣，并调整熔渣物化性能改善脱渣性。氟化锂的合适含量范围为3～6％，在本焊丝中，当氟化锂的含量小于3％时，会产生氢气孔；当氟化锂的含量大于6％时，脱渣性不良。

锰粉：过渡合金元素Mn形成奥氏体高锰钢，同时起到部分脱氧、造蒸气作用。

铬粉：向熔敷金属中过渡合金元素Cr，强化奥氏体高锰钢金属。

硅铁：脱氧并过渡合金元素Si。

钛白粉：改善熔池流动性，优化熔渣物化性能，并与氟化锂、氟硅酸钾、海藻酸钠、白泥、金云母形成复合薄层熔渣。

石墨：脱氧形成CO，并降低焊接气氛中的氧分压和氮分压，并向熔敷金属中过渡C元素。