[发明专利]一种增材制造用药芯焊丝及低合金高强钢的制备方法

说明书

本发明公开了增材制造用药芯焊丝，焊丝包括药芯和钢皮，药芯按质量百分比由以下组分组成：锰铁粉2.00％～3.83％，镍粉16.95％～20.85％，铬粉8.35％～11.65％，钼粉1.05％～3.00％，钒铁粉0.90％～1.62％，硼粉0.05％～0.10％，钛铁粉2.16％～10.82％，硅铁粉0.5％～1.5％，铝镁粉0.50％～1.00％，稀土元素0.80％～1.00％，其余为铁粉，以上组分质量百分比之和为100％，该药芯焊丝为风机叶轮用低合金钢电弧增材制造焊丝；还公开了低合金高强钢制备方法；该药芯焊丝综合力学性能优良，低合金高强钢采用增材制造的方式既能满足力学性能要求又高效便捷。

技术领域

本发明属于电弧增材制造领域，具体涉及一种增材制造用药芯焊丝，还涉及一种低合金高强钢的制备方法。

背景技术

近年来，增材制造技术发展迅速，成为制造领域发展的一大重要方向，世界各国纷纷将增材制造技术看作未来产业发展的新增长点。相比传统制造方法，增材制造技术优势明显，不仅解决了传统方法制造周期长、材料浪费严重等问题，并且将加工制造成本大幅降低，成为复杂零件制造的新方法。目前，在金属零件增材制造领域，电弧、激光、电子束、等离子等增材制造工艺均能够较好的实现零件制造成型，但受制于原材料的研发进展，一些合金钢、不锈钢均无法实现增材制造，这也成为了目前限制增材制造技术发展的一大阻碍。

低合金高强钢既具有较高的强度，又具有良好的塑性和韧性，通常用于制造承受载荷较高、截面较大的重要部件，例如风机叶轮、主轴和发电机转子等，低合金高强钢增材制造用药芯焊丝目前在国内市场属于空白，从而导致与其相关的零部件制造仅能采用传统减材制造方法，材料浪费严重。因此，研制出一种低合金高强钢增材制造用药芯焊丝，并进行低合金高强钢电弧增材制造，对于我国大型风机、转子制造企业具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种增材制造用药芯焊丝，可以实现利用药芯焊丝增材制造力学性能优良的低合金高强钢。

本发明的第二目的是提供一种低合金高强钢制备方法。

本发明所采用的第一种技术方案是，一种增材制造用药芯焊丝，药芯焊丝包括药芯和钢皮，药芯按质量百分比由以下组分组成：锰铁粉2.00％～3.83％，镍粉16.95％～20.85％，铬粉8.35％～11.65％，钼粉1.05％～3.00％，钒铁粉0.90％～1.62％，硼粉0.05％～0.10％，钛铁粉2.16％～10.82％，硅铁粉0.5％～1.5％，铝镁粉0.50％～1.00％，稀土元素0.80％～1.00％，其余为铁粉，以上组分质量百分比之和为100％。

本发明的第一种技术方案的特点还在于，

钢皮材料为Q235A低碳钢。

药芯粉末的填充量为15wt％～20wt％。

本发明采用的第二种技术方案是，一种低合金高强钢制备方法，采用一种增材制造用药芯焊丝制备低合金高强钢，具体实施步骤如下：

步骤1：称量锰铁粉2.00％～3.83％，镍粉16.95％～20.85％，铬粉8.35％～11.65％，钼粉1.05％～3.00％，钒铁粉0.90％～1.62％，硼粉0.05％～0.10％，钛铁粉2.16％～10.82％，硅铁粉0.5％～1.5％，铝镁粉0.50％～1.00％，稀土元素0.80％～1.00％，其余为铁粉，以上组分质量百分比之和为100％；然后将称量好的原料粉末均匀混合并烘干；

步骤2：首先将Q235A低碳钢钢带轧制成U型槽并将步骤1得到的药芯粉末填入U型槽中；其次用成型机使U型槽碾压闭合得到粗焊丝；然后用无水乙醇将粗焊丝擦拭干净再进行拉拔成细焊丝；最后用蘸有无水乙醇的棉布擦拭细焊丝上的油污，得到增材制造用药芯焊丝；

步骤3：将步骤2得到的药芯焊丝安装于焊接装置中，进行逐层焊制并冷却，焊制完成后得到低合金高强钢。