[发明专利]一种用于热轧支承辊堆焊修复及抗冷作硬化的药芯焊丝

说明书

技术领域 本发明涉及一种堆焊修复技术，特别是一种药芯焊丝。

背景技术  热轧支撑辊作为轧钢生产中的关键部件，对热轧工作辊起到支撑作用，保证热轧工作辊轧制出合格的钢材。因此，热轧支撑辊质量的好坏，不仅直接影响热轧工作辊的使用寿命，而且间接影响热轧钢材的质量和生产效率。

热轧支撑辊工作时承受着机械载荷、热载荷和磨擦载荷，工作一段时间后，热轧支撑辊表面由于接触疲劳破坏和过渡磨损而报废。

目前，实际生产中应用堆焊大型热轧支承辊用药芯焊丝药芯的化学成分为（wt%）：C：0.2~0.3%，Si：0.5~1.0%，Mn：1.2~1.8%，Cr：4.5~7.5%，Ni：2.8~3.5%，Mo：1.5~2.0%，V：0.3~0.6%，余量Fe。药芯粉末占焊丝材料的重量百分比为25~40%。焊芯为H08A钢焊丝。采用540℃回火32小时回火工艺对堆焊后的大型热轧支撑辊进行回火，回火热轧支撑辊堆焊表面硬度一般为HSD55-65，堆焊金属中的残余奥氏体仍然比较稳定，相当一部分没有分解，在随后的轧钢生成过程中，热轧支承辊与热轧工作辊接触相互挤压，由于应力诱发相变，这部分残余奥氏体在压应力的作用下转变为马氏体组织，所以将堆焊修复后大型热轧支撑辊用于实际轧钢生产时，当工作载荷较大，热轧支撑辊和热轧工作辊之间会过度挤压并严重磨损，使热轧支撑辊表面产生塑性变形，硬度急剧升高，即产生了“冷作硬化”现象。将堆焊修复大型热轧支撑辊应用于轧钢生产，实际使用10天后，表面硬度升高到HSD70-75。说明堆焊修复后的热轧支承辊表面产生冷作硬化与堆焊层金属中存在大量的残余奥氏体有关。热轧支撑辊过高的硬度会对热轧工作辊造成损坏，使热轧工作辊表面严重磨损甚至出现剥落，从而影响轧制的钢材表面质量，甚至造成卡钢等事故，严重影响正常的轧钢生产。

发明内容  本发明的目的在于提供一种防止堆焊表面冷作硬化的用于热轧支承辊堆焊修复及抗冷作硬化的药芯焊丝。

    本发明的技术方案如下：

1、本发明的药芯焊丝的药芯的化学成分（wt%）为：C：0.05~0.15%，Si：0.5~1.0%，Mn：1.2~1.8%，Cr：4.5~7.5%，Ni：1.3~2.7%，Mo：1.5~2.0%，V：0.3~0.6%，Nb：0.05~0.15%，La₂O₃ 1.3~1.9%，余量为Fe。药芯粉末占焊丝材料的重量百分比为25~40%，其余为带钢。

2、上述药芯焊丝的制备方法：

（1）对上述部分原料进行钝化处理：

ａ、将硅铁粉末加热，在720～750℃保温1小时；

ｂ、将铬铁粉末加热，在550～600℃保温1小时；

ｃ、将锰铁粉末加热，在300～350℃保温1小时。

（2）混合：将上述药芯的各种原料放入混料机混合24小时。

（3）拉丝：将上述原料混合均匀后填装入带钢，在药芯焊丝生产线上进行滚压，拉拔成规定尺寸的药芯焊丝。

（4）干燥：在100～200℃对药芯焊丝进行干燥。

3、上述药芯焊丝的使用方法：

在焊后对热轧支撑辊进行回火处理，温度为560℃，保温40～48小时。

堆焊层金属中随着碳含量的增加，残余奥氏体数量增加，所以，降低了焊丝药芯中碳的含量；堆焊层金属中随着镍含量的增加，会扩大γ-Fe相区，也会使残余奥氏体数量增加，所以，降低了焊丝药芯中镍含量；堆焊层金属中残余奥氏体数量增加虽然产生冷作硬化现象，但同时可以提高堆焊层金属的韧性，改善其抗开裂性能。所以，为了拟补由于碳含量和镍含量降低造成残余奥氏体数量降低所导致的堆焊层金属韧性降低，在药芯焊丝中添加了La₂O₃来细化堆焊层金属组织，有效的提高其韧性，从而保证堆焊层金属仍然具有较高的抗开裂性能；另外，堆焊层金属中碳含量的降低，会使其强度降低；添加合金元素铌，铌在堆焊层金属中弥散分布，从而进一步提高了堆焊层金属的强度及耐磨性。

回火温度的升高和回火时间的延长都会有利于残余奥氏体的分解，并使马氏体向回火索氏体、回火屈氏体转变，从而降低在堆焊层金属中产生冷作硬化现象。

本发明与现有技术相比具有如下优点：

1、使用本药芯焊丝对大型热轧支承辊进行堆焊修复，不仅提高了堆焊层金属的韧性，而且保证其较高的抗开裂性，从而进一步提高了堆焊层金属的强度和耐蚀性。