[发明专利]一种电沉积镍钨稀土堆焊焊条及制备工艺

说明书

本发明属于金属材料焊接再制造领域，提供一种电沉积镍钨稀土堆焊焊条及制备工艺，所述焊条包括焊芯和药皮；选择H08系列牌号低碳钢为焊芯，且所述焊芯为Φ3.5mm～Φ5mm，且重量百分比为50％～65％。具体步骤为：将焊芯通过电沉积镍钨后进行镀铬，制得镀镍钨铬后的焊芯；稀土渣、碳酸钙、合金粉末、造渣剂、稳弧剂、硅酸钠溶液等物料加入混料机混匀制成药皮湿料；随后将上述的药皮湿料与镀镍钨铬后的焊芯按质量比为1：1.0～1.6置于焊条压涂机上压制成型；将湿焊条转入烘箱中，在温度为60～80℃条件下，干燥50～80min，将所得的焊条置于烘干炉中，以5℃/min升温至105℃，烘焙2h，再升温至300～330℃，保温2～2.5h后，即得电沉积镍钨铬稀土堆焊焊条。

技术领域

本发明属于金属材料焊接再制造领域，提供一种电沉积镍钨稀土堆焊焊条及制备工艺，适用于Q235、42CrMo、9Cr2Mo、中碳低合金钢等钢种的表面堆焊。

背景技术

随着我国能源需求的不断加大，应用于煤炭、冶金、建筑行业的机械零部件经常处于复杂恶劣的工况及环境下，大量的零部件设备设施经常因磨损、腐蚀、磨蚀而失效或报废。特别是在一些长期高温、高磨粒磨损、高湿度环境条件下，易造成氧化、组织相变软化、蠕变破坏、磨损失效及反复承受加热和冷却而产生热疲劳裂纹等问题。磨损不仅消耗能源、耗费材料，而且因磨损而造成的非计划停修、停工等所消耗的人力和物力以及降低劳动生产率等，更严重的造成设备与人身安全事故，所以近些年增材制造与堆焊修复技术发展迅速。

焊条中加入稀土早有报道，稀土可以改善焊接工艺性能和提高焊缝金属性能，减少焊缝堆焊层内部缺陷，提高堆焊层质量。然而先前专利中稀土均以其高纯度的氧化物或氟化物加入，成本较高。传统稀土堆焊焊条制备的堆焊层为典型的未完全合金化铸造组织，其中难熔Cr、Ni、W等金属粉粒未完全参与熔池冶金反应，组织不均匀成分偏析严重；此外Cr、NI、W等金属粉粒或合金势必将杂质带入焊缝组织，引起裂纹、气孔、杂质等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电沉积镍钨稀土堆焊焊条，包括焊芯和药皮；选择H08系列低碳钢为焊芯，焊芯直径为Φ3.5mm～Φ5mm，且重量百分比为50％～65％。

进一步地，按照先镀镍后镀钨的顺序，通过先加入镍盐溶液后加入钨盐溶液，先后控制电镀时间从而控制镍钨镀层厚度，控制焊芯表面镍、钨的净含量，即焊芯中镍净含量为0.9～1.6g，焊芯中钨净含量为1.1～1.3g。

进一步地，所述药皮选用CaO-CaF₂-SiO₂渣系，且药皮为低氢型。

进一步地，所述焊条在试件上形成的堆焊层硬度为HRC56～61；堆焊层金相组织为马氏体、少量残余奥氏体及碳化物组成的致密组织；

其中，马氏体形态包含针状、条状；碳化物尺寸为2μm-80μm，且呈网状和条带状分布。

进一步地，所述电沉积镍钨稀土堆焊焊条制备工艺的具体步骤为：

步骤一：将焊芯通过电沉积镍钨，制得镀镍钨后的焊芯；

步骤二：稀土渣、碳酸钙、合金粉末、造渣剂、稳弧剂、硅酸钠溶液等物料加入混料机混匀制成药皮湿料；

步骤三：随后将步骤二中所述的药皮湿料与步骤一镀镍钨后的焊芯按质量比为1：1.0～1.6置于焊条压涂机上压制成型；

步骤四：将湿焊条转入烘箱中，在温度为60～80℃条件下，干燥50～80min，将所得的焊条置于烘干炉中，以5℃/min升温至105℃，烘焙2h，再升温至300～330℃，保温2～2.5h后，即得电沉积镍钨稀土堆焊焊条。