[发明专利]一种耐磨堆焊焊条药皮及含有该药皮的焊条

说明书

本发明公开一种用于焊芯材质为铁素体不锈钢Cr17的耐磨堆焊焊条药皮，所述药皮包含以下质量百分含量的组分：碳化硼20％、雾化铁粉19～37％、雾化硅铁4～6％、铌铁0～20％、石墨粉3～9％、中碳锰铁0～4％、钒铁0～4％、大理石粉24～31％、萤石粉6～10％。本发明所述焊条药皮，具有熔点低、熔化时间短、耐磨性优良兼顾一定的抗脆性等特点，尤其用于制备焊芯材质为铁素体不锈钢Cr17的耐磨堆焊焊条。制备而成的焊条具有熔化快、熔敷率高、堆焊层金属耐磨效果优而又有一定的抗脆性特点。同时，本发明还公开了一种含有如上所述药皮的耐磨堆焊焊条。

技术领域

本发明涉及一种耐磨堆焊焊材，尤其是一种用于耐磨堆焊焊条的药皮及含有该药皮的焊条，以及所述焊条的制备方法。

背景技术

在地铁施工中盾构机刀盘、磨煤机磨盘、木炭、橡塑螺旋推进器、砼泵眼睛板、切割环等许多零部件的黑色金属表面，由于受竹木屑、石灰、沙石粒、铁屑、煤块、橡塑颗粒、石英石颗粒物等坚硬物质的持久而剧烈的相互挤压、碾磨、冲刷等的作用，导致严重的磨粒磨损和刮伤现象，致使这些零部件使用寿命大大缩短，造成巨大的经济损失。人们采用各种方法来预防这种情况发生，比如对这些零部件表面进行喷涂、热处理、镶嵌合金块以及采取堆焊等各种方法，而采取高耐磨电焊条堆焊是种简单、通用、价廉的工艺方法。这其中最关键的是选取焊材问题：碳化钨焊材耐磨却价格高昂，高铬合金焊材耐磨性却有限，而一般的模具焊材耐磨性就更差，唯有含高碳化硼的焊材既高耐磨、价格又低廉。

目前，在考虑使用、研发高含量碳化硼(特指药皮中含碳化硼20％)焊材时必须要考虑碳化硼的高熔点、高脆性、高硬度与高耐磨性的特点。碳化硼是种很硬却很脆的材料，经过焊接高温、急冷后焊缝尤其多层堆焊时就非常容易脆裂、剥离，导致焊缝及工件报废，碳化硼含量越高就越易发生此类现象。此外，含量高的碳化硼焊材焊接时，在熔融状态下由于碳化硼熔点接近2500度，远高于手弧焊时的焊接熔池和焊条端头熔滴的温度(分别<1500度和2100度)，多数碳化硼颗粒难以熔融，熔化系数较低，导致药皮熔点高而套筒长，电弧不稳；而且，在熔池金属还未凝固时上浮过程中，因凝固时间很短，那些未熔化的碳化硼颗粒来不及上浮就被固化在焊缝中形成夹渣和气孔，或者引起焊缝表面严重粘渣，导致焊缝凹凸不平而成形不好。本专利所需达到的目标就是寻找解决以上问题的有效办法，实现所述焊条药皮熔化性好、焊缝金属高耐磨性兼顾一定的抗剥离性、经济上价廉的效果。

中国专利已公布的含少量碳化硼焊条或焊丝的发明专利有不少，比如专利号CN103358044A、CN103990920A、CN102371442A和CN104942463A涉及的都是药皮中低硼含量(分别为3-10份、5-7.5份、2-6份和3-9份)；而药皮其他主要成分中，前两者还涉及高含量(分别为40-70份和35-57.5份)的铬合金系以及一定量的硅酸盐系、钨钼合金系、含钛合金组元和钼镍合金组元。专利号CN102284806A涉及的是药芯焊丝配方，属于高硼铁基合金体系，不含铬元素，未涉及焊条配方(焊条与焊丝配方差异很大，不好相提并论)。这些专利都不曾涉及高碳化硼含量20％时焊条焊接工艺性、抗剥离性、高耐磨性和实际使用时的性价比等内容。