[发明专利]高硬度铁素体不锈钢耐磨堆焊药芯焊丝

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属堆焊材料，特别涉及一种用于耐磨粒磨损和耐腐蚀要求的零部件的堆焊制造或者修复，以提高设备使用寿命的高硬度铁素体不锈钢耐磨堆焊药芯焊丝。

背景技术

在焊接生产作业中，常要求对一些表面耐磨性差、表面磨损或者局部区域破损的零部件表面进行堆焊制造或者修复。以渣、气或者渣气联合保护方式，在机械零件表面堆焊一层耐磨、耐热或者耐腐蚀等金属层，赋予表面以特殊的性能，这项工艺已经为不少企业采用。所用的焊接材料有药皮焊条、实心焊丝和药芯焊丝，其中药皮焊条堆焊具有操作简单、灵活方便等优点，缺点是效率低；实心焊丝刚性强、工艺性能好，但过渡的合金元素量有限；药芯焊丝成分调节极为方便，根据需要可获得所需成分的堆焊合金，且以埋弧或气保护方式焊接具有熔敷效率高，更适合于企业生产。如国内钢铁企业修复轧辊所用的实芯焊丝H25Cr3Mo2MnV仍存在耐磨性不足的问题，而国内外所研制的药芯焊丝合金系统多以Cr-Mo、Cr-Mo-V、Cr-Mo-W-V、Cr-Ni-Mo-V、Ct-Mo-W-V-Nb为主。耐磨性和耐腐蚀性均较好的高铬铸铁，如以药芯焊丝形式供货，由于埋弧堆焊时焊缝热输入量大，所形成的碳化物过于粗大，堆焊合金韧性差，即使采用预热和焊后热处理等减小应力方式，埋弧堆焊时仍易开裂，这使得企业的生产效率较低，能源消耗大。多数小型企业采用其焊条手工堆焊操作，生产效率低，制造和修复成本高。另外，沿海地区、热电厂和部分化工车间等大气环境中含有大量的腐蚀性离子(如：Cl^-、H⁺)以及SO₂、SO₃气体，对设备上的耐磨零件腐蚀很大，铁素体不锈钢虽具有优良的耐腐蚀性，但耐磨性差。堆焊合金的耐磨性主要与其显微组织中的硬质相，如碳化物的形状和数量相关，而韧性则取决于基体组织。广大的生产企业迫切需要一种具有良好的耐磨性、耐腐蚀性和抗裂性的堆焊药芯焊丝，以满足零部件的堆焊制造或者修复需要。

发明内容

针对上述情况，本发明的目的在于提供一种高硬度铁素体不锈钢耐磨堆焊药芯焊丝，该堆焊药芯焊丝中加入高含量的钒铁和适量的碳化钨、碳化硼等合金粉末，改变现有铁素体不锈钢堆焊合金的显微组织，使原沿晶界分布的网状碳化物变为断续的条状或粒状碳化物，达到既具有优良的耐磨性、耐腐蚀性，又具有良好的抗裂性，且堆焊时无需预热也不产生裂纹。

为实现上述目的，一种高硬度铁素体不锈钢耐磨堆焊药芯焊丝，以低碳钢H08A冷轧薄钢带为外层包皮，且于包皮内配以石墨、金属和合金粉末构成粉芯，所述粉芯各组份的重量百分含量范围为：

高碳铬铁            50～75％

钒铁                10～16％

钛铁                6～10％

碳化钨              2～10％

镍粉                2～3％

银片石墨            1.5～2.5％

碳化硼              1～3.5％

铝镁粉              1～2％

金属铬              0～10％

还原铁粉            余量

粉芯填充率为        46～50％。

其进一步的优化措施是：

所述粉芯较优组成中各组份的重量百分含量为：

高碳铬铁            50％

钒铁                16％

钛铁                10％

碳化钨              2％

镍粉                3％

银片石墨            1.5％

碳化硼              3.5％

铝镁粉              2％

金属铬              3％

还原铁粉            余量

粉芯填充率为        50％。

所述粉芯较优组成中各组份的重量百分含量为：

高碳铬铁            60％

钒铁                12％

钛铁                6％

碳化钨                6％

镍粉                  2.5％