[发明专利]一种用于大型热锻模具夹心层的自保护药芯丝材及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于大型热锻模具夹心层的自保护药芯丝材及其制备方法，该药芯丝材中药芯的化学成分以质量百分数计，碳元素含量0.24‑0.4%、硅元素含量0.2‑0.6%、锰元素含量0.8‑1.2%、磷元素含量≤0.02%、硫元素含量≤0.02%、铬元素含量1.8‑2.5%、镍元素含量1.8‑2.5%、钼元素含量1.2‑1.6%，钒元素含量13‑18%，余量为铁和杂质。本发明提供了一种用于大型热锻模具夹心层的自保护药芯丝材，使得夹心层材料在高温重载的极端工况下，夹心层的弹性变形和应力扩散能力提高，夹心层与铸钢模具基体和过渡层之间的结合强度增大以及夹心层的成型质量和焊接工艺性更好。

技术领域

本发明属于焊接材料制造技术领域，具体涉及一种用于大型热锻模具夹心层的自保护药芯丝材及其制备方法。

背景技术

我国机械行业重大标志性成果8万吨模锻液压机(世界上最大的模锻液压机)自2013年投产使用以来，在航空航天、能源、船舶等领域大型关键零件的制造中发挥了不可替代的作用。现在将8万吨模锻液压机与大型热锻模具(单套重量达60～100吨)配合成形难变形材料(如钛合金、高温合金、超高强度钢等)，此时，大型热锻模具型腔的工作区域处于高温(350-700℃)重载(4万吨以上载荷)等极端工况下，使得大型热锻模具型腔的工作区域极易产生磨损、变形、开裂等失效问题，导致大型热锻模具在锻造2-3件锻件之后，形变量达到10mm以上，使得大型热锻模具无法在继续使用；另外，由于现在的大型热锻模具的尺寸大(大型热锻模具的单边尺寸大3-6m，型腔投影面积可达3-5㎡)；导致大型热锻模具的使用寿命极短、成本极高。

目前公开号为CN104741499A，专利名称为“一种夹心层锻模及锻模夹心层堆焊的制备方法”的中国专利公开了通过在模具基体与过渡层之间堆焊一层夹心层的设计方式，使得，在高压下允许夹心层发生较大弹性变形甚至微小塑性变形，将模具型腔下面的集中峰值应力迅速扩散衰减，并以近似均匀分布应力传递到铸钢基体层上，从而使铸钢基体所受的最大应力减低，铸钢基体在承压时更加安全，避免峰值应力直接导致铸钢基体产生裂纹，有效地解决了现有的大型热锻模具在高温重载的条件下容易发生严重塑性变形、开裂、寿命短等技术问题。

虽然目前提出通过在过渡层与模具基体之间设置夹心层的方式来解决大型热锻模具使用寿命短的问题，但是目前还没有见到有关夹心层材料相关研究的报道。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种用于大型热锻模具夹心层的自保护药芯丝材，解决了现有的夹心层材料在高温重载的极端工况下，夹心层的弹性变形和应力扩散能力差，夹心层与铸钢基体和过渡层之间的结合强度小以及夹心层的成型质量和焊接工艺性能差的技术问题；同时还提供了一种用于大型热锻模具夹心层的自保护药芯丝材的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：

一种用于大型热锻模具夹心层的自保护药芯丝材，该药芯丝材中药芯的化学成分以质量百分数计，碳元素含量0.24-0.4％、硅元素含量0.2-0.6％、锰元素含量0.8-1.2％、磷元素含量≤0.02％、硫元素含量≤0.02％、铬元素含量1.8-2.5％、镍元素含量1.8-2.5％、钼元素含量1.2-1.6％，钒元素含量13-18％，余量为铁和杂质。