[发明专利]一种适用于型钢粗轧工作辊堆焊修复用的高硬度、高韧性合金药芯焊丝

说明书

本发明提供了一种适用于型钢粗轧工作辊堆焊修复用的高硬度、高韧性合金药芯焊丝，由外皮和药芯组成，所述药芯由以下原料制备得到：每100重量份药芯中包括：碳化铬、钼铁、铌铁、镍、锰、钛铁、铝镁合金、稀土硅铁和铁。本申请提供的型钢粗轧工作辊堆焊修复用的高硬度、高韧性合金药芯焊丝，其在Cr5合金系中合理调整Mo、Nb、Ni、N、RE等合金比例，通过微合金化以及合金原料含量的配比，保证了堆焊层合金具有高硬度、高耐磨性的同时，还具有很好的韧性和耐冷热疲劳性能。

技术领域

本发明涉及焊接材料技术领域，尤其涉及一种适用于型钢粗轧工作辊堆焊修复用的高硬度、高韧性合金药芯焊丝。

背景技术

轧辊是轧钢生产的主要消耗备件之一，随着冶金技术的发展，轧钢种类增多以及轧钢速度和自动化程度的提高，对轧辊的质量特别是轧辊的强度、韧性、耐磨性也提出了更高的要求。近些年，轧辊材质发展趋势是向高合金、多元合金发展，因此也增加了轧辊制造的难度。

利用磨损报废的轧辊进行堆焊复合制造是一种绿色环保、节能利费的、很有价值的项目，这一技术随着药芯焊丝、埋弧焊设备及埋弧焊工艺的广泛应用，在各个钢厂均得到了较快的发展和应用。

堆焊修复冶金热轧辊用的药芯焊丝多采用Cr5、Cr13基合金系，再添加不同的Mo、W、V、Co、Nb等合金来强化，堆焊层硬度HRc50左右，堆焊辊上机后基本能满足轧机工作要求，但堆焊层耐磨性不理想，主要是堆焊层强韧性不足；这是因为堆焊工作层硬度＞50HRc时，材料的韧性就会大大下降，辊子在堆焊或在使用过程中就极易产生裂纹或剥落掉块。

如何解决Cr5、Cr13系堆焊材料强韧性问题是堆焊材料研究者面临的一道难题。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种高硬度、高耐磨和高韧性的热轧辊堆焊用药芯焊丝。

本申请提供了一种适用于型钢粗轧工作辊堆焊修复用的高硬度、高韧性合金药芯焊丝，其由碳化铬、钼铁、铌铁、镍、锰、钛铁、铝镁合金、稀土硅铁和铁制备得到；该种药芯焊丝采用C、Cr、Mo、Nb、N强化，获得的堆焊层组织为高碳马氏体基加弥散均匀分布碳、氮化物和少量铁素体，组织纯净度高、晶粒细小、均匀，因此该药芯焊丝使得堆焊层合金具有硬度高、耐磨性、耐冷热疲劳性能好以及抗裂性优良的优点。用该焊丝堆焊的热轧轨梁辊过钢量达5.7万吨，是普通Cr5系合金的2～3倍(如图1、图2所示)。

附图说明

图1为利用比较例4制作的药芯焊丝堆焊的轨梁BD1辊第三孔位置磨损失效照片(过钢2.0万吨)；

图2为利用本发明实施例2制作的药芯焊丝堆焊的轨梁BD1辊第三孔位置磨损失效照片(过钢5.7万吨)；

图3为本发明实施例2制作的焊丝堆焊层的微观组织照片。

具体实施方式

针对现有技术中Cr5、Cr13系堆焊材料强韧性问题，本申请提供了一种适用于型钢粗轧工作辊堆焊修复用的高硬度、高韧性合金药芯焊丝，其在Cr5合金系中合理调整Mo、Nb、Ni、N、RE等合金比例，通过微合金化以及合金原料的调整，在保证堆焊层合金具有高硬度、高耐磨性的同时，还具有很好的韧性和耐冷热疲劳性能。具体的，本申请所述型钢粗轧工作辊堆焊修复用的高硬度、高韧性合金药芯焊丝，由外皮和药芯组成，所述药芯由以下原料制备得到：每100重量份药芯中包括：

对于本领域技术人员熟知的，所述药芯焊丝由外皮和药芯组成，药芯焊丝是通过焊丝成型机“O”型搭接成型后利用直线多道拔丝装置拔制而成。在本申请中，所述药芯焊丝的直径为2.4mm、2.8mm、3.2mm或4.0mm。所述外皮为本领域技术人员熟知的外皮，更具体的，本申请中所述外皮为低碳钢H08E钢带，其厚度为0.5～0.8mm，宽度为12～16mm。