[发明专利]一种热锻模修复用药芯焊丝及其使用方法

说明书

本发明提供了一种热锻模修复用药芯焊丝及其使用方法，所述药芯焊丝包括合金钢带外皮和药芯药粉，其中合金钢带外皮中各组分及其占钢带外皮总质量的百分比为：C0.20～0.29％，Si0.60～0.70％，Mn0.5～0.8％，S≤0.01％，P≤0.015％，Cr12～13％，Ni2～3％，Mo4.0～4.9％，V0.3～0.5％，余量为Fe；药芯药粉中各组分及其占药芯药粉总质量的百分比为：金红石55～60％，氟化钠3～5％，磁铁矿1～2％，钾冰晶石3～5％，锆英砂5～8％，钛酸钾4～7％，氧化铈2～3％，余量为Fe；本发明所述药芯焊丝通过合金钢带外皮过渡主要的合金元素，提高了合金元素的过渡率，使得堆焊金属具有较好的耐磨硬度和耐冲击韧性，提高了热锻模具的使用寿命。

【技术领域】

本发明属于焊接材料技术领域，具体涉及一种热锻模修复用药芯焊丝及其使用方法。

【背景技术】

热锻模是热锻制造工艺中模锻生产所用的模具，其中热锻模的常用材质为热锻模钢(如5CrMnMo)是目前国内外广泛应用的一种空冷硬化模具钢，该钢具有较高的韧性和耐冷热疲劳性能，不易产生热疲劳裂纹，它既可作压铸模，又可作热锻模，是一种强韧兼备质优价廉的钢种。热锻模具由于在反复受热和冷却，并在承受着高的单位压力和冲击作用条件下工作，工作一段时间以后，表面会发生损坏(通常一套新模具使用100件数左右就会出现问题，即使用100次左右就会发现表面缺陷)，此时可采用表面堆焊技术对其修复，采用堆焊方法修复模具，不仅节约大量贵重的模具钢、简化加工工艺、缩短模具的制造周期，而且符合“绿色制造”发展的要求。

但是使用现有的堆焊材料修复后的热锻模使用寿命短，如专利CN201410748560.6、CN201510015261.5均公开了一种热锻模修复用药芯焊丝，但是这两种均是使用碳钢钢带包裹药芯粉料，主要合金元素均通过药芯粉料过渡，由于药芯中加入矿物质较少使得难以实现全位置焊接，而且使用该专利技术修复后的热锻模的使用寿命均不是很高(最高13500件)。

【发明内容】

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的在于，提供一种能够实现全位置焊接，而且修复后的热锻模使用寿命长的药芯焊丝及其使用方法。

本发明采用如下技术方案：一种热锻模修复用药芯焊丝，包括合金钢带外皮和药芯药粉，所述合金钢带外皮的组成成分及各成分的质量百分比为：C：0.20～0.29％，Si：0.60～0.70％，Mn：0.5～0.8％，S≤0.01％，P≤0.015％，Cr：12～13％，Ni：2～3％，Mo：4.0～4.9％，V：0.3～0.5％，余量为Fe。

优选地，药芯药粉的组分及各组分的质量百分比为：金红石：55～60％，氟化钠：3～5％，磁铁矿：1～2％，钾冰晶石：3～5％，锆英砂：5～8％，钛酸钾：4～7％，氧化铈：2～3％，余量为Fe。

金红石的主要成分为TiO₂，主要作用是增加熔滴的氧化性，降低表面张力，细化熔滴，电离出Ti离子降低电弧电离的电位，提高电弧稳定性，金红石含量过低不能保证全位置焊接的工艺性，含量过高会导致焊缝含氧量高，不利于焊接金属良好的低温韧性；本申请所述金红石中TiO₂的含量≥98％。

氟化钠(NaF)主要作用是去氢，防止焊接熔池中产生气孔；氟化钠加入量过少，电弧稳定性不足，易产生焊缝气孔压坑，加入量过多，电弧变长，烟尘和飞溅增大；本申请所述氟化钠(NaF)的含量≥99％。

磁铁矿的主要成分为Fe₃O₄，主要作用是作为强氧化剂给熔池增氧，可降低熔渣熔点，增加熔渣流动性，减少熔滴表面张力，细化熔滴，还有去氢效果；磁铁矿含量过低时，对烟尘抑制作用不明显，含量过高时，会使得焊缝增氧，降低熔敷金属低温冲击韧性；本申请所述磁铁矿中Fe₃O₄的含量≥98％。