[发明专利]一种高耐磨性焊接材料及其制备方法

说明书

本发明属于焊接材料技术领域，具体涉及一种高耐磨性焊接材料及其制备方法，药芯焊条由药芯和药皮组成，所述药芯由如下质量百分比的各组分组成：电解锰11.0‑18.5%、镍粉4.5‑7.0%、钒钛铸铁粉4.0‑8.0%、硼铁粉3.0‑6.0%、石墨粉0.5‑3.0%、稀土硅铁合金粉0.1‑1.0%、稳弧剂0.5‑4.0%，余量为铁粉。本申请以钒钛铸铁的形式向体系中引入钒和钛，效果优于以钒铁、钛铁的形式添加钒和钛，可能是由于钒钛铸铁中钒和钛本身形成了高硬度的碳化物和氮化物，从而可以直接向体系内引入钒和钛的碳化物和氮化物，使他们弥散在整个体系内，显著提高焊条的耐磨性；体系中引入的硼可以在奥氏体晶界富集，并起到强化晶界的作用，碳作为强奥氏体扩大元素，可以固溶于间隙内，增加强度。

技术领域

本发明属于焊接材料技术领域，具体涉及一种高耐磨性焊接材料及其制备方法。

背景技术

药芯焊条不仅可以连续进行焊接，焊接效率高，焊缝美观，而且与实心焊条相比，药芯焊条的成分可控，可以根据需求添加所需成分，是一种具有良好发展前景的焊接材料。金属作为一种高硬度材料，使用过程中造成磨损是不可避免的，为了改善金属表面的耐磨损性能，人们往往会通过堆焊在金属表面制备一层堆焊层，提高金属表面的耐磨性、抗氧化性等各项性能，提高金属材料的使用寿命。

中国专利文献CN107262960A公开了一种高强度高耐蚀奥氏体不锈钢药芯焊条，该药芯焊条由药粉和外层不锈钢带组成，外皮和药粉中各组分占焊条中重量的百分比为：C≤0.025％，Si：0.1-0.5％，Mn：0.5-1.9％，Cr：18-20％，Ni：9.5-12％，Mo：0.5-3.0％，Ti：0.1-0.5％；N：0.05-0.2％，Al₂O₃：02-2.5％，SiO₂：2-5％，BaCO₃：0.2-2％，氟化物：0.1-2.5％，该焊条中N含量达到0.05-0.2％，焊条中较高的氮含量咋加上空气中以及母材中的氮，会降低焊接接头的冲击韧性和延展性，而且可能会导致焊缝中出现气孔，影响焊接质量，耐磨性差。

发明内容

为了获得具有较高耐磨性的焊接材料，本发明公开了一种高耐磨性焊接材料及其制备方法，该焊接材料通过添加钒钛铸铁粉，并与其它组分协同作用，有效提高的焊接材料的耐磨性。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种高耐磨性焊接材料，由药芯和药皮组成，所述药芯由如下质量百分比的各组分组成：电解锰11.0-18.5％、镍粉4.5-7.0％、钒钛铸铁粉4.0-8.0％、硼铁粉3.0-6.0％、石墨粉0.5-3.0％、稀土硅铁合金粉0.1-1.0％、稳弧剂0.5-4.0％，余量为铁粉。

作为优选，上述药芯由如下质量百分比的各组分组成：电解锰12.0-18.0％、镍粉4.5-6.0％、钒钛铸铁粉4.0-7.0％、硼铁粉3.0-5.0％、石墨粉0.5-2.5％、稀土硅铁合金粉0.5-1.0％、稳弧剂1.0-4.0％，余量为铁粉。

作为优选，上述药芯由如下质量百分比的各组分组成：电解锰13.0-15.0％、镍粉5.0-6.0％、钒钛铸铁粉5.0-7.0％、硼铁粉3.0-4.0％、石墨粉1.0-2.5％、稀土硅铁合金粉0.8-1.0％、稳弧剂1.5-3.0％，余量为铁粉。

作为优选，上述药皮为低碳钢带，所述低碳钢带厚度为0.4-0.8mm，宽度为8-12mm。

作为优选，上述电解锰、镍粉、钒钛铸铁粉、硼铁粉、石墨粉、稀土硅铁合金粉和铁粉的粒径均为50-100μm。

作为优选，上述药芯填充率为30-35％。

一种高耐磨性焊接材料的制备方法，包括如下具体步骤：

(1)按比例称取各组分，然后于150-180℃下干燥3-5h，得到药芯粉末，药芯粉末中含水量小于400ppm；