[发明专利]高温耐蚀阀门密封面堆焊用焊条

说明书

本发明属于一种合金焊条，尤其是一种高合金高温耐蚀的手工堆焊用的阀门用焊条。

目前，国内外通常采用钴基司太立(stellite No.6)合金，цh-6，9-6D，D547，D547Mo等焊条做为高温耐蚀阀门密封面堆焊材料。这些材料如钴基司太立合金价格昂贵，每公斤500余元，而且堆焊工艺复杂；又如，цh-6，9-6D，D547，D547Mo等焊条堆焊工艺非常复杂，堆焊层抗裂性不好，满足不了高温耐蚀阀门的使用要求，而且在高温硬度，热稳定性，抗氧化性，抗热疲劳性，抗腐性等性能在存在着一定的缺陷，还需进一步的完善。

本发明的目的就在于提供一种工艺简单、抗裂性好、高温硬度、抗热疲劳和抗腐性好阀门密封面堆焊用焊条。

本发明所称的焊条，其药皮成份包括大理石、萤石、钛白粉、石英砂、钛铁、电解锰、钼铁粉、钨粉、硅铬合金、碳化硼、钒铁、纯碱、水玻璃，其特征在于，该焊条采用H1Cr13焊芯，药皮成份组成为：大理石20～24％、萤石11～15％、钛白粉2～5％、石英砂1～4％、钛铁1～2.7％、电解锰13～17％、钼铁粉7～9.5％、钨粉2～5％、硅铬合金19～23％、碳化硼1～4％、钒铁粉5～8％、纯碱0.2～0.6％、水玻璃为干粉总重量的10～13％。其中优选组成为：大理石21.9％、萤石13.5％、钛白粉3.4％、石英砂2.5％、钛铁1.7％、电解锰15.1％、钼铁粉8.4％、钨粉3.4％、硅铬合金21％、碳化硼2.5％、钒铁粉6.2％、纯碱0.4％。

本发明焊条的堆焊金属经多次反复试验，证明其在高温擦伤、高温硬度、热稳定性、抗氧化性、抗热疲劳性、抗腐性等性能取得的效果是显著的。新的堆焊材料工艺性、抗裂性明显的优于D547Mo和stellite No.6堆焊合金，热稳定试验时，实验条件为加热温度600℃，冷却方式为空冷，加热到600℃进行保温，每隔24小时取出一组：保温24小时，其硬度HRC分别D547Mo为34.3，新材料44.8，96小时，D547Mo25.4，新材料43.2，其试验168小时，D547Mo为33.4，新材料39.8。腐蚀性试验，在沸腾温度下，在H₂SO₄(10％)溶液中，新材料耐蚀性比堆D547Mo好，在HCl(10％)溶液中，新材料好。在抗裂性实验中，本发明在堆焊时不予热，焊后加盖保温层做缓冷处理，焊后无裂纹。并且该焊条在通径为DN300以上阀门堆焊时予热时300℃，从而大大地改善了劳动条件。本发明可广泛地应用于公称压力PN≤20MPa，温度t≤570℃，酸、碱、盐等较强腐蚀性介质，碳素钢、耐热钢、不锈钢、高温钢的大、中、小型高温耐蚀阀门密封面堆焊。

本发明具有高温耐磨性能好和抗裂好的特点。其机理是：由常温金相及高倍电镜复型形貌检查以及采用电镜和X射线衍射分析结果得知，堆焊层的显微结构是以奥氏为基(r)，含有少量铁素体(a)，第二相为以骨络状和网状共晶硼化物(Fe₂B、Cr₂B)硬质相的骨络状和网状共晶硼化物分布在晶界，形成耐磨骨架，硼化物比碳化物有较高的硬度和耐磨性，同时硼也是有很强的固熔强化作用，它取代M₂₃C₆型碳化物中的部分C，抑制了M₂₃C₆碳化物中高温下聚集，而使高温硬度保持不变，堆焊合金中Cr、W、Mo、Si等元素有固溶强化和沉淀强化作用，使该材料有很高的高温耐磨性，这种特性己为试验结果所证实。硼显著改善奥氏体不锈钢的高温性能。同时Mo和W为红硬性元素，它的加入提高了堆焊层的热稳定性和高温硬度。Mo和W等元素的加入有二次硬化效应，使堆焊层有良好的热稳定性。由于该焊条堆焊金属为Cr-Mn-Mo-W-V-B合金，基体是奥氏体组织，含有硬质相，不含马氏体组织；同时由于含Mn量较高，大大提高了脱硫的能力，几百次的化验结果证实，堆焊金属含硫量很低，一般均在0.003％以下，由于药皮原材料都选用纯金属如电解锰、纯钨粉等材料，使堆焊金属的含磷量也很低，一般不超过0.02％，所有这一切促使堆焊金属具有良好的抗裂性。这一点对堆焊生产，对保证高温耐蚀阀门密封面使用性能，意义十分重大。