[发明专利]51CrV4弹簧钢用气保护型药芯焊丝及其制备方法

说明书

本发明公开了51CrV4弹簧钢用气保护型药芯焊丝，包括药芯和焊皮，其中药芯按质量百分比由以下组分组成：锰粉7％‑12％，铬粉6％‑10％，钒粉2％‑5％，硅粉1％‑2％，金红石27％‑32％，锆英砂9％‑12％，萤石13％‑16％，石英砂7％‑10％，长石7％‑10％，云母粉4％‑6％，以上组分质量百分比之和为100％。利用矿物渣系产生熔渣，使焊接时形成的熔池得到保护，起到了自保护的作用，且具有焊接飞溅少、焊缝成型规整美观、良好焊接工艺性能的优点，可用于连续送丝自动焊机，具有较高的生产效率；本发明药芯焊丝的制备方法简单，操作方便，适用性强，可用于批量化生产。

技术领域

本发明属于焊接材料及其制备方法技术领域，具体涉及一种51CrV4弹簧钢用气保护型药芯焊丝，本发明还涉及该药芯焊丝的制备方法。

背景技术

弹簧钢为一类重要的建设钢材原料，其适用领域非常广泛，包括火车、汽车等基础设施。自从我国铁路车辆提出了“提速、重载、安全”的要求以来，在过去的几年里我国将铁路路线扩张了20000公里，其中13000公里的设计时速达350km。汽车行业同样是弹簧钢下游产业的主体，每年制造汽车所需要的弹簧杆成品大概份额是总量的六成以上。

51CrV4弹簧钢属于碳含量范围处于0.5％～0.7％的中碳钢，其主要是由C：0.47～0.55、S：≤0.025、Si：≤0.4、Mn：0.7～1.1、P：≤0.025、Cr：0.9～1.2、V：0.1～0.25、Cu+Sn：Cu+Sn≤0.6的组成。目前51CrV4弹簧钢广泛应用于铁路建设、汽车制造，具有良好的力学性能和工艺性能，淬透性较高等优点。在工业应用中，经调制处理(淬火+回火)使其获得优良的强韧性匹配。弹簧钢的优良性能主要取决于合金中各种元素的取长补短，主加元素为Mn、Cr、Si等增大钢的淬透性和提高钢的综合力学性能。在此基础上辅加元素V等碳化物形成元素，起着降低热敏感性与回火脆性，消除某些冶金缺陷，进一步提高淬透性，与此同时V还阻止α相的再结晶，能保持细小的晶粒，使α相也能保持足够的强度。

目前，关于51CrV4弹簧钢焊接问题仅有少量焊接工艺方面的报道，技术发展不成熟。

发明内容

本发明的目的是提供一种51CrV4弹簧钢用气保护型药芯焊丝，该药芯焊丝在焊接过程中飞溅少、焊缝成型规整美观且具有良好的焊接工艺性能。

本发明的另一个目的是提供51CrV4弹簧钢用气保护型药芯焊丝的制备方法。

本发明所采用的技术方案是，51CrV4弹簧钢用气保护型药芯焊丝，包括药芯和焊皮，其中药芯按质量百分比由以下组分组成：锰粉7％-12％，铬粉6％-10％，钒粉2％-5％，硅粉1％-2％，金红石27％-32％，锆英砂9％-12％，萤石13％-16％，石英砂7％-10％，长石7％-10％，云母粉4％-6％，以上组分质量百分比之和为100％。

本发明的特点还在于，

焊皮为低碳钢钢带。

焊丝中的药芯粉末的填充量为20wt％-30wt％。

本发明所采用的另一个技术方案是，51CrV4弹簧钢用气保护型药芯焊丝的制备方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1，按质量百分比分别称取锰粉7％-12％，铬粉6％-10％，钒粉2％-5％，硅粉1％-2％，金红石27％-32％，锆英砂9％-12％，萤石13％-16％，石英砂7％-10％，长石7％-10％，云母粉4％-6％，以上组分质量百分比之和为100％；

步骤2，将步骤1称取的锆英砂、萤石、石英砂、长石和云母粉混合得到混合药粉A，向混合药粉A中加入水玻璃粘结剂并混合均匀，然后放置于加热炉中烧结，碾碎、过筛，得到混合药粉B；

步骤3，将步骤1称取的铬粉、硅粉、锰粉、钒粉、金红石粉与步骤2得到的混合药粉B混合均匀，置于真空烘干炉中烘干，得到药芯粉末；