[发明专利]一种挤压辊表面耐磨堆焊用药芯焊丝

说明书

本发明属于焊接材料领域，具体是一种挤压辊表面耐磨堆焊用药芯焊丝，包括采用Ti‑13Nb‑13Zr合金带材制备的外皮、药芯粉和石墨烯涂层，药芯粉填充在外皮内部，石墨烯涂层均匀涂覆在外皮外部。药芯粉包括表面镀镍的Fe₅₀C_r25Mo₉C₁₃B₃非晶合金颗粒15％‑18％、表面镀镍的Zr₆₅Cu₁₈Ni₇Al₁₀非晶合金颗粒15％‑18％、CuBe4中间合金粉12％‑16％、AlV10中间合金粉10％‑12％，余量为FZNi‑35自熔合金粉。本发明提供焊丝耐腐蚀好，焊接时导电性好，堆焊合金组织均匀、硬度高、韧性好、抗裂性强，在挤压辊表面堆焊后使用过程中不开裂，有效延长了挤压辊的使用周期。

技术领域

本发明属于焊接材料技术领域，具体是一种挤压辊表面耐磨堆焊用药芯焊丝。

背景技术

水泥厂、火力发电厂磨机的挤压辊等，在使用过程中由于局部磨损、损伤而无法继续使用，损耗巨大。堆焊技术是一种常用的表面改性及修复的方法，堆焊技术是一种常用的表面改性及修复方法，近年来药芯焊丝逐渐成为耐磨堆焊的首选焊材，通过在挤压辊表面利用药芯焊丝堆焊特种合金，可以提高其硬度，增强耐磨性，延长挤压辊的使用周期。

挤压辊工作过程中是一个旋转的动态过程，相向转动的一对挤压辊对中间物料有极大的挤压作用，挤压辊上的耐磨层与一般承受的滑动磨损不同，它还要承受切向力的作用，即三体磨损，最大的问题是耐磨层既要求较高的硬度又要求一定的韧性，这样才能既耐磨又不易开裂。

目前使用耐磨堆焊药芯焊丝进行堆焊时存在以下问题：

(1)堆焊的熔敷金属中形成的硬质相主要是以碳化物为主，硬度最高为65HRC，耐磨性有待提高；最近有采用非晶堆焊技术方法，在堆焊层得到大量的非晶/纳米晶，堆焊层的硬度可提高到70HRC，如中国专利CN103128463B提供的一种耐磨耐蚀铁基非晶堆焊焊条及其制备方法、中国专利CN105499826B提供的一种高非晶纳米晶自保护管状焊丝、中国专利CN102275049A提供的一种非晶结构化堆焊药芯焊丝。这种采用碳化物和非晶合金相结合的形式，有效提高了耐磨层的硬度，但存在的问题是：产生碳化物与大量的非晶/纳米晶相结合的堆焊层虽然最初状态无裂纹，但在使用过程中却极易开裂(这是因为其硬度增大的同时韧性下降的原因)，在挤压辊等表面堆焊后经过短时间使用即发生部分开裂，然后堆焊层呈片状脱落，大大缩短了挤压辊上耐磨层的使用周期。

(2)为了生成碳化物硬质相，需要在药芯粉中加入碳源，但焊接时电弧是一个移动的热源，焊接过程是一个快速熔化快速冷却凝固的过程，药芯中碳源颗粒的熔化率难以保证，不但形成的硬质相数量少对耐磨堆焊层的硬度提高效果不显著，而且部分未熔化的碳源颗粒还会作为夹杂存在，对堆焊合金产生割裂作用，缩短了耐磨层的使用周期。

(3)为了提高生产效率，堆焊时一般采用自动化或半自动化的焊接方式，这样要求药芯焊丝必须有一定的长度(成卷)，管状焊丝则无法达到这种要求，现在多采用金属带包裹药芯粉制备的有缝药芯焊丝，由于对接缝的存在，焊丝表面无法镀铜，存在的问题是：焊丝表面易产生锈蚀，造成焊接时焊丝与导电嘴接触不良，焊接时电流忽大忽小，堆焊合金组织不均匀，严重影响耐磨性能。

如何解决上述问题，是本领域科技人员工作的当务之急。

发明内容

本发明的目的是提供一种挤压辊表面耐磨堆焊用药芯焊丝，解决如下技术问题：①药芯焊丝的耐腐蚀性强且焊接时与导电嘴接触良好；②在挤压辊表面堆焊后的合金既有较高的硬度(耐磨性好)又有很好的韧性(抗裂性好)；③高温工作条件下挤压辊工作性能好。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：