[发明专利]一种自润滑耐磨堆焊合金

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于堆焊在机械配件或工具表面的自润滑耐磨合金材料。

背景技术

目前的耐磨堆焊合金种类很多，有些耐磨性很好，但缺乏自润滑性。所以当这些合金堆焊在机械配件或工具表面上后，虽然减少了工具或配件的磨损，但同时却增大了与之接触或摩擦的其它机械配件的磨损。目前耐磨性好的合金大部分含有贵金属如Cr、Ni等较多，因此成本较高。例如中国专利耐磨堆焊合金材料(申请号200510043305.1)涉及一种耐磨堆焊合金材料，其合金具体组成含量(重量％)为：W5-30、Nb2-15、V3-12、Mo1-8、Cr1-5、B2-7、稀土0.01-2、余量为Fe。该发明以重金属硼化物为硬质强化相，硼化物在合金中起耐磨骨架作用，对合金基体相产生保护效应。其显微硬度均在HV1700～2800之间。该发明可以制成堆焊焊条、药芯焊丝、块状堆焊材料或粉末堆焊材料。可用于旋流器、泥浆泵、疏浚泵等的修复堆焊和制造，具有很高的抗液固混合介质冲蚀磨损和磨粒磨损性能。显然该发明涉及的堆焊合金没有自润滑性，而且由于贵金属很多，所以成本较高。由例如中国专利高抗裂耐磨高铬铸铁型堆焊药芯焊丝(申请号200510127968.1)应用于承受高应力、高冲击磨损部件如钢厂磨煤辊、水泥磨盘、破碎机锤头、冷(热)轧棍等的堆焊修复。焊丝的药芯成分质量百分含量范围如下：43～70％碳化铬，10～25％钒铁，1～5％75#+[#]硅铁，3～8％金属锰，1～3％铝镁合金，2～5％硼铁，2～6％钛铁，1～5％铌铁，2～8％钼铁。该发明所研发的堆焊焊丝熔敷金属硬度高，耐磨性好，但同样没有自润滑性，成本较高。由例如中国专利一种支撑辊堆焊用药芯焊丝(申请号200410081240.5)发明了一种支撑辊堆焊用药芯焊丝，该焊丝按重量百分比含有：C：0.30～0.70％、Mn：0.20～0.60％、Si：0.10～0.40％、Cr：11.0～14.5％、Ni：1.0～8.0％、V：0.08～0.50％、Re：0.20～1.00％、Mo：0.08～0.50％、Nb：0.08～0.50％、Ti：0.08～0.50％。该焊丝按重量百分比还可含有下列元素中的一种或两种：Mg：0.00～0.15％、Al：0.00～0.45％。该堆焊合金不仅具有较高的硬度，耐磨性好，而且具有较好的韧性，抗裂性好，从而能提高支撑辊的使用寿命。但也同样没有自润滑性，成本较高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对现有技术中的不足，为了克服目前堆焊耐磨合金缺乏自润滑性的缺点，同时尽可能降低成本，本发明提供一种堆焊在机械配件或工具表面的具有自润滑性及耐磨性的合金材料。这种合金材料可以减少机械配件或工具的磨损。而且由于自润滑性，这种堆焊合金在减少机械配件或工具自身磨损的同时，也减少与之接触或摩擦的其它机械配件的磨损。

本发明解决上述技术问题采取的技术方案是：一种自润滑耐磨堆焊合金，其成分按重量百分比为：碳C2.5-4.5％、硅Si1.8-4.9％、镁Mg0.02-0.18％、稀土0.02-0.18％、余量为铁和不可避免的杂质，杂质中硫S≤0.1％、磷P≤0.4％。

本发明自润滑耐磨堆焊合金，还可以再加入以下合金元素：0.2％≤锰Mn≤2.0％、铬Cr 0-3.5％、镍Ni 0-2.5％、钼Mo 0-1.2％、钨W 0-2.5％、钒V 0-0.6％、钛Ti 0-0.5％、锆Zr 0-0.5％和铌Nb 0-0.5％。

本发明自润滑耐磨堆焊合金，还可以再加入以下合金元素中：2.0％＜锰Mn≤5.0％、铬Cr 0-2.5％、镍Ni 0-1.5％、钼Mo0-1.0％、钒V 0-0.6％、钛Ti 0-0.5％、锆Zr 0-0.5％和铌Nb 0-0.5％。

本发明自润滑耐磨堆焊合金，还可以再加入以下合金元素：5.0％＜锰Mn≤7.0％、铬Cr 0-1.5％、镍Ni 0-1.5％、钼Mo0-0.8％、钒V 0-0.6％、钛Ti 0-0.5％、锆Zr 0-0.5％和铌Nb 0-0.5％。

本发明自润滑耐磨堆焊合金，还可以再加入以下合金元素：7.0％＜锰Mn≤12.0％、钒V 0-0.6％、钛Ti 0-0.5％、锆Zr 0-0.5％和铌Nb 0-0.5％。

本发明所述稀土为铈Ce。

本发明自润滑耐磨堆焊合金，使用该合金成分配方制成焊接材料，包括堆焊药芯焊丝、堆焊焊条、堆焊粉末；通过焊接设备将该焊接材料堆焊在机械配件或工具表面。

本发明的自润滑耐磨堆焊合金具有自润滑性能的原理是：