[发明专利]一种高耐磨合金钢焊丝药芯

说明书

技术领域

本发明涉及合金钢焊丝，具体说是一种高耐磨合金钢焊丝药芯。

背景技术

在实际工业生产过程中，机械设备和零件的磨损失效对生产影响巨大。减轻磨损具有节能节材、资源充分利用和保障安全的的重要作用。而对减轻机械零件的磨损很有效的方法就是焊接。药芯焊丝的出现和发展适应了焊接生产向高效益、低成本、高质量、自动化发展的趋势。随着世界工业的飞速发展，焊接技术也逐步进入半自动、自动和智能化的阶段，从而给药芯焊丝的发展带来了广阔的前景。药芯焊丝是近年来发展迅猛、普及较快的一种先进焊接材料，是未来世纪的主导焊接材料，在自动和半自动焊接中已成为一种很有发展前途的焊接材料之一。

目前，药芯焊丝中的药粉一般含有大理石，大理石的主要作用是造气，大理石分解后产生的氧化钙是碱性氧化物，能提高焊缝金属抗热裂纹能力；同时氧化钙能使熔滴粗化，改变熔滴的过渡形态。大理石分解产生的二氧化碳还可增强电弧气氛的氧化性，降低电弧中的氢分压，使焊缝金属中的含氢量降低。但是采用这类焊丝焊接的焊缝外观不光滑，飞溅大，电弧稳定性不理想，且会产生气孔。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种可减少飞溅、降低气孔率的高耐磨合金钢焊丝药芯。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种高耐磨合金钢焊丝药芯，其包括以下质量分数的成分：铬粉10-13％，锰粉1-2％，镍粉1-3％，铌粉4-6％，钒粉1-3％，二氧化钛1-2％，碳化硼粉5-10%，硼铁合金粉8-15%，银片石墨粉4—6%，造渣剂，氧化剂和还原剂，余量为铁粉。

作为优选，所述造渣剂采用氟化钙。

作为优选，所述还原剂采用镁砂，氧化剂采用三氧化二铁。

作为优选，所述硼铁合金粉中硼含量为20-25%以上。

作为优选，银片石墨粉的含碳量80-90%。

从以上技术方案可知，本发明采用氟化钙作为造渣剂，可在焊接电弧区气化形成一层气罩，并随电弧一起移动，从而减少飞溅；而镁砂和氟化钙配合，隔离空气，降低熔滴表面张力，促进熔滴细化膜，从而大大降低气孔率；同时适当增加药芯的碳含量，有益于提高电弧稳定性。

具体实施方式

下面详细介绍本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

一种高耐磨合金钢焊丝药芯，其包括以下质量分数的成分：铬粉10-13％，锰粉1-2％，镍粉1-3％，铌粉4-6％，钒粉1-3％，二氧化钛1-2％，碳化硼粉5-10%，硼铁合金粉8-15%，银片石墨粉4—6%，造渣剂，氧化剂和还原剂，余量为铁粉。其中：

铬粉和碳有较强的亲和力，铬可固溶于铁基体中，起到增加基体强度及耐腐蚀性的作用；铬原子还与碳原子在基体组织晶界处形成碳化物，常呈网状或者树枝状分布，可提高焊缝合金的耐磨性能。在实际焊接过程中，焊缝合金中铬含量低于铁的含量，但铬元素往往以原子形式固溶到铁碳化合物中，取代其中的部分铁原子，形成二元碳化物，从而保证焊缝合金的耐磨性。且本发明的药芯中，加入适量的银片石墨粉，在焊接发热高温过程中，碳和氧的亲和力增强，所生成的一氧化碳和二氧化碳气体在电弧区形成保护氛围，阻止空气中有害气体的侵入，使其他合金元素顺利过渡到焊缝合金，从而达到微渣甚至无渣的目的；而碳化硼粉、硼铁合金粉，可减少焊接飞溅和烟尘。

本发明选用氟化钙作为造渣剂，在焊接电弧区气化形成一层动态气罩笼罩在焊丝段部，随电弧的移动而移动起到隔离空气的作用，并能降低熔滴表面张力，促进熔滴细化，从而大大降低焊接涂层的气孔率；镁砂作为还原剂，一方面可以隔离空气，降低熔滴表面张力，另一方面可以通过先期脱氧、熔滴和熔池阶段的沉淀脱氧控制最终焊接涂层中的含氧量，降低涂层的脆性；三氧化二铁作为氧化剂，一方面可以受热释放气体，提高电弧吹力，从而避免镁砂过分脱氧导致熔深不足的问题，增加熔深；另一方面可以降低熔滴表面张力，促进熔滴细化，使熔滴过渡更为平稳，并可以起到固氮作用；上述造渣剂、氧化剂和还原剂以合适比例相互配合可以大大降低焊接飞溅，降低气孔率，并降低涂层脆性；石墨和铬粉可以形成碳化物，并垂直于基体表面生长，增加涂层的强度，和涂层与基体的结合强度。

锰粉，镍粉，铌粉，钒粉，二氧化钛相互配合，可以形成细小弥散相和新的固溶强化相，从而使焊接涂层组织细致均匀，大大增加涂层的强度和韧性，可以净化焊接涂层，大大降低钢中有害杂质，从而进一步增加本发明的韧性和强度；上述各物质相互配合，可大大降低焊接飞溅的问题，使得焊接涂层气孔率低，涂层组织致密，韧性好，强度高。

上述实施方式仅供说明本发明之用，而并非是对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明精神和范围的情况下，还可以作出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也应属于本发明的范畴。