[发明专利]一种焊接铸铁管用镍合金焊丝及其制备方法

说明书

本发明涉及焊接材料技术领域，尤其涉及一种焊接铸铁管用镍合金焊丝及其制备方法。为了进一步提高焊接铸铁管用镍合金焊丝的力学性能和焊接性能，本发明提供一种焊接铸铁管用镍合金焊丝及其制备方法，所述焊丝中主要包括：Ni、C、Al、Zr、Fe等主要元素。本发明所制备的镍合金焊丝其熔敷金属的高温力学性能非常优异，焊接电弧稳定，无飞溅，焊缝成形美观，其高温抗拉强度可达700MPa，抗高温裂解时间可以达到190h。本发明采用机械剥壳去除焊丝表面氧化皮，生产过程绿色环保，不存在酸洗污染，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明涉及焊接材料技术领域，尤其涉及一种焊接铸铁管用镍合金焊丝及其制备方法。

背景技术

焊丝是气焊或者电焊时融化填充在焊接工件结合处的金属丝，焊丝的材料通常跟工件的材料相同，焊丝焊接时，焊芯金属占整个焊缝金属的一部分，所以焊芯的化学成份，直接影响焊缝的质量。

作为特种焊接材料，铸铁焊丝在铸件焊接和缺陷修复等工程领域不可或缺。由于铸铁中硫、磷等杂质含量高，强度低、塑性差，其固有的凝固特性决定了铸铁在焊接修复过程中，焊补区容易产生白口或裂纹，尤其在冷汗条件下，白口和裂纹倾向更大，严重影响铸件的机械加工性能。在焊丝成分中添加锰、硅等元素能够在一定程度上消除P、S杂质对焊丝焊补区产生白口或裂纹的问题，但焊丝的焊接性能仍有待提高。例如中国发明专利CN101185994A公开了一种实芯常温铸铁焊丝及其制备方法，并进一步公开了其焊丝的化学成分中含有Mn 0.36-0.43％、Si 0.01-0.03％，其焊丝成分中锰、硅等元素的含量较高，较以往产品的性能虽有提升，但仍然无法满足铸铁焊接性能的要求，与进产品性能存在较大差距。

此外，现有镍合金焊丝制造过程中表面氧化皮通常采用酸洗的方式去除，但是会产生大量的废气、废液及固体废弃物，严重污染周边环境，同时焊丝表面光洁度欠佳，进而影响焊接过程送丝和电弧稳定性。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明要解决的技术问题是：如何采用机械剥壳去除焊丝表面氧化皮，进一步提高焊接铸铁管用镍合金焊丝的力学性能和焊接性能。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明提供一种焊接铸铁管用镍合金焊丝，所述焊丝中各组分及所占重量百分比为：Ni 50-60％，C 0.03-0.15％，Mn 0.3-0.6％，Si 0.1-0.3％，Al 0.1-0.3％，Zr 0.01-0.05％，S≤0.01％，P≤0.01％，Fe余量以及不可避免的杂质。

具体地，所述Al的添加量为Ni的3‰-4‰。

具体地，所述C与Zr的重量比为3:1。

具体地，所述焊丝所采用的原料为：金属镍，光电碳，单晶硅，电解锰，金属铝，锆硅合金，雾化铁粉。

一种焊接铸铁管用镍合金焊丝的制备方法，按照以下步骤制备：

(1)合金熔炼：将原料按照配比投入真空感应炉熔炼，真空度需达到6.5×10^-2Pa以上，并浇注成电极棒；

(2)电渣重熔：采用电渣重熔设备，将步骤(1)所述电极棒的表面打磨处理后作为电极插入熔渣内重熔，停电冷却时间为10-15min，脱锭，冷却至常温，得到合金锭；

(3)热锻开坯：将步骤(2)所述合金锭放入初始温度≤600℃的加热炉内加热，升温至1150-1250℃，保温50-60min，锻造成合金坯，冷却至常温；

(4)热轧退火：将步骤(3)所述的合金坯加热至1100-1150℃，热轧成盘圆丝材，冷却至常温；

(5)机械剥壳：采用机械剥壳设备，将步骤(4)所述的盘圆丝材表面进行机械剥壳处理，去除表面氧化皮，得到光亮盘圆丝材；