[发明专利]一种药芯焊丝堆焊材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种堆焊材料，具体地说是一种借助气体保护的药芯焊丝堆焊材料。

背景技术

近年来，耐磨损堆焊材料技术得到了突飞猛进的发展，其中高碳高铬合金型药芯焊丝作为堆焊材料的一个重要分支，在工业生产中应用最为普遍。高碳高铬合金型药芯焊丝通常要求堆焊金属的含铬量范围：24-30%，含碳量范围：4-6，是典型的过共晶成分。在焊态下使用，其优点是硬度高和抗磨粒磨损性能强，缺点是脆性大，抗挤压和抗冲击能力差，此其一。其二，高碳高铬合金型药芯焊丝堆焊材料，由于其对堆焊金属含铬量的苛刻要求，使得贵重金属铬的消耗量巨大，不利于资源节约。其三，高碳高铬合金型药芯焊丝堆焊材料，由于对堆焊金属含铬量的苛刻要求加之原材料含铬量的局限，在焊丝制造方面，对填充系数的要求亦十分苛刻，使得生产环节受到相应制约，无法制造细直径药芯焊丝，进而也限制了应用。

目前，采煤生产环境下使用的刮板输送机，其易损部件之一中部槽发生磨损以后，有时需要在井下进行保养性维修，最方便而且适合井下作业的维修工艺是采用CO₂气体保护堆焊。但人们碰到的生产实际问题是：目前国内外市场上采购的CO₂气体保护堆焊焊丝，在该工况条件下的抗磨损能力偏低，造成每个月都要进行停机维修，一方面设备开工率低下，影响采矿效率；另一方面，井下焊接作业是一种风险性极高的操作。因此，大型煤炭企业对具有高耐磨损性能的CO₂气体保护堆焊焊丝提出了强烈的需求呼声。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术的不足，提供一种组成合理，配方简单，微观组织结构为高合金马氏体加复杂共晶金属碳硼化合物硬质相，宏观硬度为HRC58～66，抗磨损、抗挤压和抗冲击综合性能突出的药芯焊丝堆焊材料。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：一种药芯焊丝堆焊材料，其特征是：其以C、Cr、Mn、Si、B为主要合金元素，以Mo、V、Nb、Ni为辅助添加元素，以稀土为孕育剂，各组分质量百分含量为：C 0.6～2.1%、Cr 8～20%、Si 0.6～4%、Mn 0.8～6%、Ni 0～2%、V 0.1～1.5%、Mo 0.1～3%、Nb 0～5%、B 0.3～3.5%、稀土0.01～2%、余量为Fe。

本发明堆焊材料采用上述合金材料，其微观组织是高合金马氏体辅之以大量而弥散分布的复杂金属共晶碳硼化合物硬质强化相。堆焊合金中，以微观硬度高达HV600～900的合金马氏体为主体相组成物，配合微观硬度在HV1600～1900之间的复杂金属共晶碳硼化合物硬质相，联合抵抗物料的磨粒磨损，是本堆焊合金具有高耐磨损性能的本质所在。在微观组织中，高硬度合金马氏体本身就具备较强的耐磨损能力，大量的复杂金属共晶碳硼化合物相弥散而且均匀地分布在奥氏体相周围，相当于在奥氏体周围构建了耐磨损点阵屏障，使合金的耐磨损能力进一步得到加强。稀土和B联合在堆焊金属结晶过程中起孕育作用，使堆焊金属晶粒，特别是金属共晶碳硼化合物晶粒细小并且均匀分布，对提高堆焊合金组织的韧性和合金整体耐磨性都具有积极作用。因此，该合金的总体性能表现是：宏观硬度高，具有很高的抗磨粒磨损性能，抗冲击磨损性能和抗冲蚀磨损性能。  

本发明从材料微观组织入手，兼顾综合性能考量，合金材料微观组织结构为高合金马氏体加复杂共晶金属碳硼化合物硬质相，宏观硬度为HRC58～66，抗磨损、抗挤压和抗冲击等综合性能突出。其组成合理，配方简单，可制成∮1.6以下的细直径药芯焊丝，具备强耐磨损性能，适于高耐磨损性能的CO₂气体保护堆焊、MIG堆焊或机器人操作，满足井下修复中部槽等使用要求。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

本发明一种药芯焊丝堆焊材料，其是铁基耐磨损合金材料，其以C、Cr、Mn、Si、B、为主要合金元素，以Nb、Mo、V、Ni为辅助添加元素，以稀土为孕育剂，各组分质量百分含量为：C 0.6～2.1%、Cr 8～20%、Si 0.6～4%、Mn 0.8～6%、Ni 0～2%、V 0.1～1.5%、Mo 0.1～3%、Nb 0～5%、B 0.3～3.5%、稀土0.01～2%、余量为Fe。