[发明专利]一种非晶态耐磨堆焊涂层制备方法

说明书

技术领域

一种非晶态耐磨堆焊涂层制备方法，属于材料加工工程中的焊接领域，该发明主要应用于耐磨损设备 部件的堆焊修复和再制造。

背景技术

铁基耐磨堆焊合金由于硬度高、综合性能好、价格低廉而被广泛应用于工业生产领域中的磨料磨损的 工况环境。

但铁基合金堆焊材料也存在许多问题。在高硬度高耐磨的工况条件要求下，铁基材料只能通过增加含 碳量来提高硬度和耐磨性，而通常硬度只能达到HRC 60左右，为高铬铸铁型材料，不能承受高应力及高 冲击工况；在要求高应力及高冲击的工况下，只能通过降低含碳量、增加含锰量，即所谓的高锰钢来实现， 而此时硬度较低(通常为HRC 50左右)，又不能实现高硬度高耐磨的要求。

而非晶态合金正是解决这些矛盾的一个方法，非晶态金属比一般金属具有极高的强度。非晶态合金与 晶态合金相比，在物理性能、化学性能和机械性能方面都发生了显著的变化。

本发明所要解决的问题是：在不增加材料成本的条件下，通过一定的工艺条件，使堆焊材料非晶态化， 从而使耐磨堆焊涂层的硬度、耐磨性及抗冲击性能得到优良的结合。

发明内容

本发明所提供的非晶态耐磨堆焊涂层制备方法，其特征在于，在施焊过程中，在焊缝金属冷却凝固的 同时，加以液氮激冷，达到非晶形成所需要的冷却速度，从而使堆焊金属得到非晶态组织。

焊接材料采用药芯焊丝，所述的药芯成分质量百分含量范围如下：

高碳铬铁：45～60％；金属铬：8～20％；钼铁：4～8％；金属锰：5～10％；高硅硅铁：5～8％；铌铁： 2～5％；钛铁：2～10％；钒铁：2～10％。

其中各组分作用如下：

高碳铬铁：向焊缝金属过渡合金元素。

金属铬：焊缝金属的增强相。

钼铁：向焊缝金属过渡合金元素。

金属锰：脱氧，向焊缝金属过渡合金元素。

高硅硅铁：脱氧，向焊缝金属过渡合金元素。

铌铁：向焊缝金属过渡合金元素。

钛铁：细化晶粒，提高韧性。

钒铁：向焊缝金属过渡合金元素。

本发明的制备方法采用现有技术，包括以下步骤：

1、将轧钢带成U形，再向U形槽中加入占本发明焊丝总重的20-50％的本发明药芯；

2、将U形槽合口，使药芯包裹其中，通过拉丝模，逐道拉拔、减径，最后使其直径达到3.2mm，得 到最终产品。

附图说明

图1：药芯焊丝成形工艺示意图。

具体实施方式

1.选用14×0.3(宽度为14mm，厚度为0.3mm)的H08A冷轧钢带。先将其轧成U形。取高碳铬铁 粉末45克、金属铬粉末20克、钼铁8克、金属锰粉末10克、高硅硅铁粉末8克、铌铁粉末5克、钛铁 粉末2克、钒铁粉末2克。(所取粉末的粒度为能通过40目的筛子)。将所取各种粉末放入混粉机内混合 10分钟，然后将混合粉末加入U形的H08A冷轧钢带槽中，填充率为20％。将U形槽合口，使药粉包裹 其中。然后使其分别通过直径为：4.2mm、3.6mm、3.4mm、3.2mm的拉丝模，逐道拉拔、减径，最后使 其直径达到3.2mm。将制成的焊丝分成两段。分别施焊，其中一段施焊过程中采用液氮激冷，焊接规范相 同，焊接电流350～550A，焊接电压25～35V。层间温度控制在100～200℃。两者堆焊层熔敷金属硬度、 相对耐磨性非晶态比例及冲击韧性对比见表1。

2.选用14×0.3(宽度为14mm，厚度为0.3mm)的H08A冷轧钢带。先将其轧成U形。取高碳铬铁 粉末60克、金属铬粉末8克、钼铁4克、金属锰粉末5克、高硅硅铁粉末5克、铌铁粉末2克、钛铁粉 末10克、钒铁粉末6克。(所取粉末的粒度为能通过40目的筛子)。将所取各种粉末放入混粉机内混合10 分钟，然后将混合粉末加入U形的H08A冷轧钢带槽中，填充率为30％。将U形槽合口，使药粉包裹其 中。然后使其分别通过直径为：4.2mm、3.6mm、3.4mm、3.2mm的拉丝模，逐道拉拔、减径，最后使其 直径达到3.2mm。将制成的焊丝分成两段。分别施焊，其中一段施焊过程中采用液氮激冷，焊接规范相同， 焊接电流350～550A，焊接电压25～35V。层间温度控制在100～200℃。两者堆焊层熔敷金属硬度、相对 耐磨性非晶态比例及冲击韧性对比见表1。