[发明专利]一种硅韧化高铬铸铁型自保护药芯焊丝及其制备方法

说明书

本发明公开一种硅韧化高铬铸铁型自保护药芯焊丝，以低碳钢带为外皮，药芯成分按质量百分比为：60～75％的80目高碳铬铁，12～16％的80目硅铁，0.5～1％的60目石墨，1～2％的200目石墨，1～5％的60目硼铁，1～3％的200目硼铁，1～2％的60目铝镁合金，1～2％的200目铝镁合金，1～2％的60目锰粉，1～3％的200目锰粉，余量为80目铁粉。本发明提供的焊丝，通过添加不同粒度的药芯组分，保证了良好的焊接工艺性能，并通过在药芯中加入适量的Si，促使堆焊合金高铬铸铁型过共晶组织中(Cr,Fe)₇C₃碳化物得以细化，并有Fe₃Si相形成，堆焊层韧性得以明显改善，耐磨性好，且焊接工艺性能良好，熔敷效率高，多层焊无需清渣，焊丝制造成本低廉。

技术领域

本发明属于材料加工工程中的焊接领域，具体地涉及一种硅韧化高铬铸铁型自保护药芯焊丝及其制备方法。

背景技术

堆焊作为一种绿色制造工艺，广泛应用于各类耐磨部件的修复或再制造。由于成本低廉加之便于制备，以M₇C₃型碳化物(M＝Cr，Fe)为耐磨骨架的高铬铸铁堆焊合金得到广泛应用。高铬铸铁堆焊合金过共晶组织中粗大的M₇C₃型碳化物，一方面对于提高耐磨性多有裨益，另一方面其本身容易出现冶金缺陷及微裂纹，脆性很大，成为堆焊合金在服役过程中发展成为宏观裂纹甚至开裂破坏的重要原因。因此，克服传统高铬铸铁型堆焊合金抗裂性差的缺陷，是近年来发展堆焊技术的一个热点课题。

通常采用降低C及合金元素含量的办法，使得高铬铸铁型堆焊合金由过共晶组织向亚共晶组织转变，以获得足够的韧性；然而降低C及合金元素含量会同时导致堆焊合金硬度明显下降，耐磨性也无法得以保证。

发明内容

发明目的：为解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种硅韧化高铬铸铁型自保护药芯焊丝及其制备方法。

技术内容：为实现上述技术目的，本发明提出一种硅韧化高铬铸铁型自保护药芯焊丝，包括低碳钢带和药芯，药芯填充于钢带中，所述的药芯成分质量百分含量范围如下：60～75％的80目高碳铬铁，12～16％的80目硅铁，0.5～1％的60目石墨，1～2％的200目石墨，1～5％的60目硼铁，1～3％的200目硼铁，1～2％的60目铝镁合金，1～2％的200目铝镁合金，1～2％的60目锰粉，1～3％的200目锰粉，余量为80目铁粉，，药芯粉末按焊丝总重的52-56％。

作为优选，所述的高碳铬铁含碳量为9～10wt％，含铬量为60～70wt％，其余为铁；所述的硅铁含硅量为72～80wt％，其余为铁；所述的硼铁含硼量为19～25wt％，其余为铁；所述的铝镁合金含铝量为47～53wt％，其余为镁。

优选地，所述药芯中不同粒度的石墨：60目的石墨和200目的石墨，并以质量比0.5～1：1～2组合的方式加入。

优选地，所述药芯中不同粒度的硼铁：60目的石墨和200目的硼铁，并以质量比1～5：1～3组合的方式加入。

优选地，所述药芯中不同粒径的铝镁合金：60目的铝镁合金和200目的铝镁合金，并以质量比1～2：1～2组合的方式加入。

优选地，所述药芯中不同粒径的锰粉：60目的锰粉和200目的锰粉，并以质量比1～2：1～3组合的方式加入。

优选地，所述药芯中，所述药芯中的高碳铬铁、硅铁及铁粉组分的粒径均等于80目。

优选地，所述药芯中，所述低碳钢带厚度×宽度为0.5×21mm。

优选地，所述药芯中，所述焊丝的直径为2.8mm、3.2mm、3.5mm、3.8mm和4.2mm中的任意一种。

上述硅韧化高铬铸铁型自保护药芯焊丝的制备方法，包括如下步骤：