[发明专利]一种熔敷金属硬度均匀的耐磨堆焊用药芯焊丝

说明书

本发明属于焊接材料技术领域，涉及一种熔敷金属硬度均匀的耐磨堆焊用药芯焊丝。包括外皮和药芯，在垂直焊丝长度的截面上，外皮呈异形结构，药芯包裹部是圆形，另外一体成形连接有内延伸部和外延伸部；药芯的化学成分及用量按质量百分比计为：纳米六硼化镧6％‑9％，FeCr30Si40‑A硅铬合金10％‑16％，中空笼状碳微球3％‑5％，氟化锰8％‑11％，碳酸钾2％‑3％，余量为FHT100·25还原铁粉。本发明增大了液态熔池的停留时间，熔池冶金反应充分，得到的熔敷金属硬度高，硬度分布均匀，堆焊合金层耐磨性好。

技术领域

本发明属于焊接材料技术领域，具体涉及一种熔敷金属硬度均匀的耐磨堆焊用药芯焊丝。

背景技术

磨损是造成机械失效的主要原因之一，如水泥厂立磨磨辊和磨盘以及挤压辊、火力发电厂磨煤机磨辊和磨盘、破碎机锤头和滚筒、挖掘机的铲齿、抛丸机的叶片，等等，在使用过程中由于局部磨损、损伤而无法继续使用，损耗巨大。

药芯焊丝可以通过调整药芯层的药粉合金元素种类以及比例，设计出具有不同用途的焊丝，配方灵活多变，可实现自动化焊接、焊接效率是普通手工电弧焊的几倍等优点，实用性强，因此在焊接领域运用非常广泛。堆焊技术是一种常用的表面改性及修复的方法，近年来药芯焊丝逐渐成为耐磨堆焊的首选焊材，通过在工件表面堆焊特种合金，可以提高其硬度，增强耐磨性，延长工件的使用寿命。

目前使用耐磨药芯焊丝进行堆焊时存在以下问题：

1）药芯焊丝由于内部药芯层不导电，电弧很容易沿四周的钢皮旋转，造成电弧稳定性差，不易焊接，且药粉熔化不充分。

2）焊接时电弧是一个移动的热源，焊接过程是一个快速熔化快速冷却凝固的过程，药芯中药粉颗粒的熔化率难以保证，冶金反应不充分，熔敷金属的硬度分布不均匀，无法达到堆焊增强耐磨性的目的。

3）石墨等碳源由于其团聚效应，在电弧热输入及电弧力作用下，与金属元素形成的碳化物分布不均匀，造成整个工件的硬度分布不均匀，无法达到堆焊增强耐磨性的目的。

因此，耐磨堆焊用药芯焊丝的改进和创新是目前急待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种熔敷金属硬度均匀的耐磨堆焊用药芯焊丝，解决如下技术问题：①药芯中心导电，电弧稳定性好，药芯粉熔化充分；②液态熔池可以保持较长时间，熔池冶金反应充分，得到的熔敷金属化学成分和硬度均匀分布；③碳与其他元素形成的碳化物分布均匀，较大幅度地提高熔敷金属的硬度，同时熔敷金属的硬度分布均匀；④熔敷金属晶粒细小，硬度值高，需达到62HRC以上。

本发明采用如下技术方案：

一种熔敷金属硬度均匀的耐磨堆焊用药芯焊丝，包括外皮和药芯。

在垂直焊丝长度的截面上，所述外皮包括内延伸部、药芯包裹部和外延伸部，所述外皮先在水平方向从头部向尾部延伸一段后反折180°回到头部形成内延伸部，然后绕制成药芯包裹部与内延伸部头部闭合，再向药芯包裹部外部反向延伸一段后反折180°回到内延伸部的头部与药芯包裹部闭合形成外延伸部。

所述药芯包裹部呈圆形，所述药芯填充在药芯包裹部内。

所述外皮由厚度为0.3-1.2mm的低碳冷轧钢带绕制而成，优选厚度0.6-0.9mm。

所述药芯的化学成分及用量按质量百分比计为：纳米六硼化镧6%-9%，FeCr30Si40-A硅铬合金10%-16%，中空笼状碳微球3%-5%，氟化锰8%-11%，碳酸钾2%-3%，余量为FHT100·25还原铁粉。

本发明具有以下有益技术效果：