[发明专利]一种用于锻造模具堆焊的药芯焊丝及应用

说明书

技术领域

本发明属于材料加工焊接材料领域，具体涉及一种用于锻造模具堆焊的药芯焊丝，它具有焊接效能高、工艺性能好的特点。

背景技术

锻造模具一般使用几千次之后就要对模具型腔进行修复。修复后的模具可以达到甚至超过修复以前的使用周期。目前国内进行锻造模具修复主要是采用堆焊焊条，效率低。采用药芯焊丝修复，可以实现连续焊接，提高生产效率。药芯焊丝的焊渣远远少于焊条的焊渣，提高了熔敷率，减少清渣的工作量。

传统锻造模具钢为均质材料，其高温服役性能的局限性严重制约了锻造模具使用寿命的提高。采用堆焊技术对模具的表面进行处理，可以节省大量的贵重金属，提高材料的使用寿命，具有很大的经济效益。特别是在一些特殊环境下工作的模具零件，其表面磨损很严重，有的甚至破碎或断裂。采用堆焊工艺进行修复，能够有效提高工件的使用寿命或者修复废旧工件，既提高耐磨性，延长零件使用寿命，减少更换磨损件的时间，又节省贵重材料，降低成本，改进产品设计，尤其是对合理使用材料(特别是贵重金属)具有重要意义。随着现代工业生产的不断发展，用堆焊方法将药芯焊丝中的高耐磨材料堆焊在廉价材料上，修复外形不合格的金属零部件及产品、或制造双金属零部件，既提高耐磨性，延长零件使用寿命，减少更换磨损件的时间，又节省贵重材料，降低成本，改进产品设计，尤其是对合理使用材料具有重要意义。

发明内容

本发明针对锻造模具中存在的问题，提供了一种锻造模具堆焊用的药芯焊丝，该焊丝具有焊接效率高，焊接工艺性能好，同时具有很高的红硬性、韧性、热稳定性和抗热疲劳性能，优于传统产品。

本发明所提供的锻造模具用铁基堆焊药芯焊丝，其特征在于，采用碳钢钢带包裹药芯粉末，药芯焊丝填充率为30％～37％，所述的药芯粉末包括以下质量百分含量的物质：氟化钙：4％～7％；纯碱：0.5％～3％；石英：0.5％～4％；金红石：2％～6％；高碳铬铁：13.6％～27.2％；纯铬粉：13.9％～19.2％；镍粉：2.2％～5.7％；电解锰：1.8％～4.3％；钼铁粉：6.3％～13.2％；硅铁粉：2.1％～5.0％；钒铁粉：0.6％～1.9％；余量为还原铁粉。

上述所获得熔敷金属中合金元素的质量百分含量在以下范围内：C：0.2～0.4％；Cr：7.8％～12％；Ni：0.7％～1.8％；Mn：0.5％～1.2％；Mo：1％～3％；Si：0.3～0.7％；V：0.1％～0.3％；Fe。

优选所述药芯焊丝中药芯成分质量百分含量为：氟化钙：5％～6％；纯碱：1％～2％；石英：1％～3.5％；金红石：3％～5％；高碳铬铁粉：17.0％～23.8％；纯铬粉：14.9％～18.9％；镍粉：3.2％～4.8％；电解锰：2.5％～3.6％；钼铁粉：6.6％～11.0％；硅铁粉：2.8％～4.3％；钒铁粉：0.9％～1.6％；余量为还原铁粉。

上述所获得熔敷金属中合金元素的质量百分含量在以下范围内：C：0.25～0.35％；Cr：8.2％～11.4％；Ni：1％～1.5％；Mn：0.7％～1％；Mo：1.5％～2.5％；Si：0.4～0.6％；V：0.15％～0.25％；Fe。

本发明锻造模具堆焊的药芯焊丝的制备方法包括以下步骤：

1、将轧钢带成U形槽，再向U形槽中加入占本发明药芯焊丝总重30％～37％的药芯粉末；

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，最后使其直径达到要求（如2.4mm），得到最终产品。

锻造模具堆焊合金采用二氧化碳或体积百分比为80％氩气和20％二氧化碳的混合气体保护焊工艺制备，焊接电流选择300-330A；电压28-32V；送丝速度：430-460mm/min；气体流速：18-23L/min；焊丝伸出导电嘴的长度：14-28mm。采用这一工艺参数能够制备出符合锻造模具工况要求的堆焊合金层。

与现有材料相比，本发明的优点是：

堆焊工艺性好，电弧稳定、飞溅小、易脱渣、焊丝抗裂性好，具有很好的高温硬度和耐热疲劳性能，可以实现连续焊接，提高生产效率。

附图说明

图1：本发明实施例3锻造模具堆焊药芯焊丝堆焊熔敷金属金相显微图。

具体实施方式

下面通过实施例进一步阐明本发明的实质性特点和显著优点，本发明决非仅局限于所陈述的实施例。

各实施例中相同部分如下所述：