[发明专利]一种低碳镍铬钼铌合金材料、焊条及其制备方法

权利要求书

1.一种低碳镍铬钼铌合金材料，其特征在于，所述合金材料由包含以下重量百分比的组分：C ≤0.15%，Cr ≤10-25%，Si ≤0.5%，Mn ≤0.5%，P ≤0.015%，S ≤0.015%，Mo 8-10%，Nb 3-4%，Ta ≤0.1%，Co ≤1%，Al ≤0.4%，Ti ≤0.4%，Fe ≤5%，Ni余量补至100%。

2.根据权利要求1所述的一种低碳镍铬钼铌合金材料，其特征在于，所述合金材料由包含以下重量百分比的组分：C ≤0.05%，Cr ≤10-18%，Si ≤0.5%，Mn ≤0.5%，P ≤0.015%，S≤0.015%，Mo 8-8.5%，Nb 3-3.5%，Ta ≤0.1%，Co ≤1%，Al ≤0.4%，Ti ≤0.4%，Fe ≤3%，Ni余量补至100%。

3.根据权利要求2所述的一种低碳镍铬钼铌合金材料，其特征在于，在1095℃以下温度范围内，所述合金材料的拉伸强度为856-980 MPa，屈服强度为540-580 MPa，延伸率为40-50%。

4.根据权利要求1所述的一种低碳镍铬钼铌合金材料，其特征在于，所述合金材料中还掺杂有重量百分比小于等于5%的Li₂O。

5.一种焊条，包括金属焊芯、包覆在金属焊芯外表面的药皮，其特征在于，所述金属焊芯采用权利要求1-4中任一所述的一种低碳镍铬钼铌合金材料制备而成。

6.根据权利要求5所述的一种焊条，其特征在于，所述金属焊芯与药皮之间还设有隔层，所述隔层采用氧化钨薄膜。

7.根据权利要求6所述的一种焊条，其特征在于，所述隔层的制备方法，包括将纯钨金属片采用直流反应磁控溅射的方法，在溅射过程中通入1:1的氩气和氧气，使钨金属离子在溅射过程中充分和氧气接触而成为氧化钨分子沉积在金属焊芯上形成氧化钨薄膜。

8.根据权利要求7所述的一种焊条，其特征在于，所述药皮由包含以下重量百分比的组分：CaO：30-40％，CaF₂：20-30％，SiO₂：10-20％，TiO₂：5-15％，铁合金：10-15％，所述铁合金含Cr元素、Mn元素和Cu元素；将上述组分的材料粉末混合均匀加入钾钠混合水玻璃粘结剂制成焊条的药皮。

9.权利要求5所述的一种焊条的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）将原料铁放入转炉中加热熔化，待原料铁全部熔化后，调节熔池温度，使得熔池温度控制在1550-1600℃，节熔池温度,使熔池温度控制在1550-1600℃,然后向熔池中加入脱碳剂,脱硫剂,脱氧剂,对熔池里的铁水进行脱碳、脱硫、脱氧；

2）脱碳、脱硫、脱氧工序完成后,升温熔池温度,使之达到1600-1610℃左右,保持 5-10min,然后向熔池中，连续加入铬铁，锰铁和镍粒，使熔池中的铬含量、锰含量、镍含量达到预定要求，调节温度，使温度控制在1600-1610℃，保持5-10min；

3）待2）完成后，加入脱氧剂进行二次脱氧，之后加入钼铁、铌铁、钴铁和钛铁，熔炼快结束时，加入稀土，使钢中的合金成分达到预定要求，然后微调钢液中的化学成分,准备浇注，浇铸方法为蜡模浇铸，浇铸完后,待钢锭成型完毕，取出钢锭，清理表面渣滓，去除冒口；

4）均匀化退火：浇铸完成后，在热处理炉中,将1）中得到的钢锭加热至1150-1200℃,升温速率为100-120℃/h，然后保温8-10h，再随炉冷却至室温；

5）待4）均匀化退火完成后,将钢锭置于热处理炉中,加热钢锭至900-920℃,保温3h，再随炉冷却至室温；

6）用机械打磨加工的方法除去钢锭表面的铸造缺陷和氧化皮,表面打磨光滑平整；

7）将机械加工完后的钢锭置于加热炉中,将钢锭加热至1000-1100℃,升温速率为100-110℃/h，一次锻压下，将钢锭锻造成所需规格的金属焊芯；

8）将金属焊芯采用直流反应磁控溅射，在溅射过程中通入1:1的氩气和氧气，使钨金属离子在溅射过程中充分和氧气接触而成为氧化钨分子沉积在所述7）得到的金属焊芯上形成隔层；

9）按配比将CaO 30-40％，CaF₂ 20-30％，SiO₂ 10-20％，TiO₂ 5-15％，铁合金 10-15％上述组分的材料粉末混合均匀加入钾钠混合水玻璃粘结剂作为药皮压涂在8）的外表面即可得到焊条。