一種高碳高鉻高鈮鑄鐵自保護藥芯焊絲，以鋼帶為外皮，藥芯成份按質(zhì)量百分比為：１０～３０％的鈮鐵；２０～３０％的高碳鉻鐵；０．１～３％的Ｖ；０．２～３％的Ｗ；０．６～０．８％的錳鐵；０．２～０．８％的７５硅鐵；２０～３０％的碳化鉻；５～１２％的石墨；１～１０％的鋁鎂合金；１～５％的碳化硅；１～３％的硼鐵；配重比在４６～５４％之間。本發(fā)明專利技術(shù)硬度高，耐磨性極好，抗氧化能力高，抗沖擊能力強，可廣泛應(yīng)用于火力發(fā)電廠、水泥廠磨煤機磨輥、磨盤；高爐投料設(shè)備（投料槽、料鐘、儲料區(qū)、篩板）；礦渣立磨、破碎機錘頭和滾筒、鋼廠燒結(jié)設(shè)備工件。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于高硬度材料焊接領(lǐng)域，涉及一種焊絲，具體地說涉及一種含有高碳高鈮鉻鐵的自保護堆焊藥芯焊絲。熔覆金屬中的鈮含量大于5 % ， 具有高硬度和所屬材料加工工程中的焊接領(lǐng)域。
技術(shù)介紹
日常使用的鋼廠燒結(jié)設(shè)備工件、火力發(fā)電廠磨煤機磨輥、磨盤及水泥 廠立磨磨輥、磨盤襯瓦、高爐投料設(shè)備(投料槽、料鐘、儲料區(qū)、篩板)、 礦渣立磨、破碎機錘頭和滾筒、挖掘機的鏟齒、耐磨鋼板等許多裝備中， 存在著的低、中、高溫嚴重耐磨工件的堆焊修復(fù)。堆焊修復(fù)上述工件方式 中，由于明弧焊本身具有的堆焊性能可靠、不易引起母材開裂變形、以及 生產(chǎn)率高、勞動強度低、焊層耐磨性好等優(yōu)點，特別是它解決了埋弧焊有 些部位不能堆焊(如磨盤中速磨底座)的問題，在短短幾年里，就得到廣 泛推廣和應(yīng)用。高硬度高耐磨的無渣型自保護藥芯焊絲成為最為廣泛應(yīng)用 的合金材料。對于磨粒磨損工況，鐵基合金(即高鉻合金鐵)是比較常見和適用的 堆焊合金體系。在伴有各種應(yīng)力狀態(tài)或沖擊作用實際工況下，這類堆焊合 金的高硬(抗磨好)和韌化(不剝落)的組合優(yōu)化問題，可以通過調(diào)整硬質(zhì)相的種類、數(shù)量及其分布形態(tài)與基體組織的合理配置得以實現(xiàn)。傳統(tǒng)的 高鉻鑄鐵堆焊合金熔覆金屬主要為碳化鉻及少量的碳化硼和碳化鈦。傳統(tǒng) 材料焊后不但硬度不高(不高于HRC60)耐磨性差，使用壽命短，而且經(jīng) 常出現(xiàn)致命缺陷一掉塊，嚴重損害生產(chǎn)裝備，造成巨大的經(jīng)濟損失。鈮在高碳鉻鐵中的重要性表現(xiàn)在鈮的沉淀物和固熔Nb可使高鉻鑄 鐵硬度增加，耐磨性增加，組織細化，Nb在奧氏體中對抑制馬氏體轉(zhuǎn)變 起重大作用。1、 鈮作為強碳化物形成元素，只要有足夠的碳，在適當條件下，就形成高硬度高耐磨的(2000HV) MC型碳化物，強烈提高材料的硬度和耐 磨性。本專利中此合金體系鈮含量高(6% 8%)，碳含量較多(5~7%)，同 時在堆焊過程中層間溫度低(<120°C)，鈮在焊接過程中大部分形成高硬 度高耐磨的碳化鈮NbC，強化了鉻的碳化物。同時，還有少量部分Nb固 熔于基體中，強化了基體，合金體系中加入錳、鎢、鉬等元素，這類元素 一部分以原子狀態(tài)進入固溶體中，另一部分形成置換式合金滲碳體，如 (Fe、 Mn)3C、 (Fe,Cr)3C等，這些元素強化了基體，避免了工作過程中掉 塊的危險。2、 鈮的沉淀物NbC和固熔Nb能阻礙碳化物的聚集，可使高鉻鑄鐵 組織細化，抗時效裂紋能力加強，焊道表面的裂紋寬度細如發(fā)絲，裂紋間 距小，有效的釋放內(nèi)應(yīng)力，降低了掉塊的可能性。3、 鈮使高碳鉻鐵強度性能增加，屈服強度提高，鈮的高溫性能穩(wěn)定， 耐沖擊，高溫耐磨性好，溫度高達攝氏600度時仍然保持卓越的耐磨性和 沖擊韌性。鈮在高碳鉻鐵中的作用十分重要，但高碳鉻鐵自保護藥芯焊絲中加入 鈮，在堆焊熔池階段，鈮優(yōu)先與空氣中的氧結(jié)合生成含鈮氧化物一尖晶石形化合物二價NbO，能與三價金屬氧化物(AI203、 Cr302)形成具有體心 立方結(jié)構(gòu)的尖晶石形化合物MeOMe203，緊緊的黏在焊道表面，產(chǎn)生嚴 重的黏渣。同時飛濺增大，焊絲的浸潤性差。由于上述難點，含鈮的高碳 鉻鐵自保護藥芯焊絲在國內(nèi)未見任何專利和報道。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種高碳高鉻高鈮鑄鐵自保護藥芯焊絲，以克 服含鈮高碳鉻鐵自保護藥芯焊絲黏渣、飛濺大、浸潤性差等難點。為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供的一種高碳高鉻高鈮鑄鐵自保護藥芯焊絲，以鋼帶為外皮，藥芯成份按質(zhì)量百分比為 10 30%的鈮鐵；20 30%的高碳鉻鐵；0.1~3%的V;0.2~3%的W; 0.6 0.8%的錳鐵； 0.2 0.8%的75硅鐵； 20 30%的碳化鉻；5 12%的石墨；1 10%的鋁鎂合金；1 5%碳化硅；1 3%的硼鐵；1 5%的螢石；1 5%的氟化鋇；1 3%的碳酸鋇；0 4%氟硅酸鈉；0 3%大理石；0 5%氟化鋰；0 3%的碳酸鋰。所述的高碳高鉻高鈮鑄鐵自保護藥芯焊絲，其中，鋼帶的厚度x寬度為0.3X16mm、 0.4X 18mm或0.5 X21mm。所述的高碳高鉻高鈮鑄鐵自保護藥芯焊絲，其中，焊絲直徑為 1.6 4.0mm。所述的高碳高鉻高鈮鑄鐵自保護藥芯焊絲，其中，焊絲的配重比在 46 54%之間。本專利技術(shù)提供的高碳高鉻高鈮鑄鐵自保護藥芯焊絲具有1) 堆焊層滿足特定的化學(xué)成分，金相組織主要為奧氏體+少量萊氏 體+各種碳化物?；w具有良好的韌性組織奧氏體，有較高的抗事故能力， 以防物料中硬質(zhì)物的破壞；表面具有高硬度高耐磨組織碳化物。從而實現(xiàn) 了基體和耐磨相的良好結(jié)合，極大程度的提高了熔覆金屬的韌性和耐磨 性。2) 堆焊層表面具有均勻的裂紋形貌，同時具有優(yōu)良的抗掉塊能力。 堆焊層表面具有適當而均勻的硬度(范圍58 64HRC)，及良好的耐磨性能。3) 堆焊層中無氣孔、夾渣、咬邊、焊道表面清潔無渣等焊接缺陷， 焊絲的浸潤性要好，熔化速率高，熔敷金屬量10 15Kg/h。焊材堆焊工 藝性能優(yōu)良。4) 堆焊時電弧穩(wěn)定；飛濺??；焊道成型美觀；加入多種多量合金元 素，提高焊絲熔化時電弧區(qū)的溫度和熔池存在時間，適當降低堆焊金屬熔 點和擴大堆焊金屬結(jié)晶溫度區(qū)間，降低液體金屬的粘度和表面張力，浸潤 性好；堆焊后熔敷金屬中存在有大量的碳化物、鈮化物以及一定數(shù)量的氮 化物，使堆焊金屬具有高的硬度和良好的韌性，適合多層多道焊，堆焊層 厚度可高達70mm，具有良好的可焊性和抗掉塊能力。廣泛應(yīng)用于低、中、 高溫嚴重低中應(yīng)力耐磨工件的堆焊修復(fù)。具體實施例方式本專利技術(shù)的高碳高鉻高鈮鑄鐵自保護藥芯焊絲，其所屬藥芯焊絲質(zhì)量百 分比如下鋼帶鋼帶厚度(mm) X寬度(mm)為0.3X16， 0.4X18， 0.5X 21及相關(guān)帶，配重比在46 52%之間。焊絲直徑01.6 (D4.0mm。藥芯組份為10 30%的鈮鐵，20 30%的高碳鉻鐵，0.1 3X的V， 0.2 3X的W， 0.6 0.8%的錳鐵，0.2 0.8%的75硅鐵，20 30%的碳 化鉻，5 12%的石墨，1 10%的鋁鎂合金，1 5%碳化硅，1 3%的 硼鐵，1 5%的螢石，1 5%的氟化鋇，1 3%的碳酸鋇。焊絲中還可能含有以下幾種成分0 4%氟硅酸鈉，0 3%大理石，0 5%氟化鋰，0 3%的碳酸鋰 等礦物質(zhì)。藥芯中主要成分作用如下 石墨(1) 石墨與合金元素作用可產(chǎn)生碳化物，這正是提高堆焊金屬硬度與耐 磨性所需要的。(2) 石墨在電弧高溫下有很強氧化性，氧化后生成CO氣體，可以作為 電弧下熔池的保護氣體。由于石墨在高溫下是很強的脫氧劑，因此，保證 了合金元素的過渡；石墨脫氧反應(yīng)可產(chǎn)生大量的熱，有利于金屬的熱電離， 提高焊絲的引弧和穩(wěn)弧性能。高碳鉻鐵和碳化鉻引入C和Cr，在熔覆金屬中，隨碳和鉻含量的增多，碳化物數(shù)量增多， 而碳的影響比較明顯。當碳含量一定時，隨鉻含量的增加，碳化物寬度變 窄；當鉻含量一定時，碳含量的增加使得碳化物的寬度稍有增加，并使碳 化物的形貌和分布發(fā)生變化，堆焊層硬度和耐磨性隨含C量增加而增加。鈮鐵強碳化物形成元素只要有足夠的碳，在適當條件下，就形成高硬度 高耐磨的碳化物，在此合金體系中由于鈮含量較大，碳含量較多，絕大部 分鈮在焊接過程中形成高硬度的碳化鈮，強化熔覆金屬的碳化物，增加了抗磨損程度；很少部分強化了基體，促使合金體系本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種高碳高鉻高鈮鑄鐵自保護藥芯焊絲，以鋼帶為外皮，藥芯成份按質(zhì)量百分比為：?。保啊常埃サ拟夎F；?。玻啊常埃サ母咛笺t鐵；?。埃薄常サ模郑弧。埃病常サ模祝弧。埃丁埃福サ腻i鐵； ０．２～０．８％的７５硅鐵； ２０～３０％的碳化鉻；?。怠保玻サ氖?； １～１０％的鋁鎂合金；?。薄担ヌ蓟?；?。薄常サ呐痂F； １～５％的螢石；?。薄担サ姆^； １～３％的碳酸鋇；?。啊矗シ杷徕c； ０～３％大理石；?。啊担シ?；?。啊常ヌ妓徜?。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王清寶，白波，劉景鳳，沈風剛，張迪，眭向榮，
申請(專利權(quán))人：中冶集團建筑研究總院，
類型：發(fā)明
國別省市：11[中國|北京]
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