專利名稱：一種連鑄輥堆焊用藥芯焊絲的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種焊接材料，尤其是用于堆焊連鑄輥的藥芯焊絲。
背景技術(shù)：
目前，國(guó)內(nèi)連鑄輥堆焊主要采用HCr13系列堆焊材料，它存在的主要問(wèn)題是(1)耐腐蝕性較差；(2)耐熱疲勞性較差(3)耐磨性不夠，使連鑄輥壽命較低。該類合金堆焊的連鑄輥，焊后金屬易受腐蝕破壞和產(chǎn)生疲勞裂紋，主要原因是連鑄輥使用時(shí)的溫度范圍為400～900℃，C在基體組織中的溶解度約0.6％，超過(guò)溶解度的C將向晶界擴(kuò)散，和Cr極易沿著晶界反應(yīng)形成Cr的碳化物并沉淀于晶界，Cr將不斷地向這些粒子邊界擴(kuò)散，由于晶粒內(nèi)部Cr擴(kuò)散速度較慢，在形成Cr的碳化物同時(shí)可能發(fā)生Cr的供不應(yīng)求現(xiàn)象，致使靠近晶界的晶粒表面一個(gè)薄層嚴(yán)重缺Cr，低于臨界值12％，發(fā)生明顯的晶界腐蝕，產(chǎn)生裂紋源，很快形成疲勞裂紋，影響了連鑄輥壽命的進(jìn)一步提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種使堆焊合金不僅具有良好的耐磨性、而且具有良好耐熱疲勞能力的藥芯焊絲，從而提高連鑄輥的壽命。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是本連鑄輥堆焊用藥芯焊絲按重量百分比含有C0.08～0.14％、Si0.70～1.55％、Mn0.45～1.75％、Cr12.0～15.5％、Ni0.5～4.5％、V0.02～0.65％、Nb0.02～0.65％、Ti0.05～0.50％、W0.03～0.50％、N0.06～0.12％、Al0.03～0.08％。
更確切地說(shuō)，所述焊芯按重量百分比由下列成分組成C0.08～0.14％、Si0.70～1.55％、Mn0.45～1.75％、Cr12.0～15.5％、Ni0.5～4.5％、V0.02～0.65％、Nb0.02～0.65％、Ti0.05～0.50％、W0.03～0.50％、N0.06～0.12％、Al0.03～0.08％，其余為Fe、雜質(zhì)和其他成分。
所述的雜質(zhì)和含量按重量百分比為S≤0.03％、P≤0.03％。
在上述技術(shù)方案中，藥芯焊絲中減少了C含量，將焊絲中的碳降低到最低，一般0.10％左右(堆焊金屬的C為0.07％左右)，C在基體組織中基本溶解，加入N代替減少的C彌補(bǔ)因C的降低造成的硬度損失，同時(shí)加入能比Cr優(yōu)先和C結(jié)合的Ti、V、Nb、W、Mo等元素，這樣可以大大減少Cr碳化物的形成，可以將晶界周圍的Cr貧化現(xiàn)象降至最低。N和C一樣，在高溫經(jīng)常與Cr反應(yīng)形成氮化物，但它與聚集在晶界的大塊碳化物不同，其析出既小又均勻分布，不會(huì)造成Cr的供不應(yīng)求，不形成敏化區(qū)，避免了晶界腐蝕，提高了耐熱疲勞性。同時(shí)這些析出物有防止晶粒長(zhǎng)大和阻礙位錯(cuò)移動(dòng)的趨勢(shì)，改善了堆焊金屬的高溫強(qiáng)度，氮化物與碳化物相比，有較高的抗時(shí)效能力；Ti、V、Nb都有較強(qiáng)的細(xì)化晶粒和固溶強(qiáng)化能力，兩種元素以上加入比單獨(dú)一種加入時(shí)的效果好，Ti和Al聯(lián)合加入細(xì)化晶粒的效果比只有Ti強(qiáng)，V、Nb還有較強(qiáng)的沉淀強(qiáng)化能力，它們和W都是強(qiáng)碳化物形成元素，這些碳化物的高溫穩(wěn)定性更好，它們使堆焊金屬的晶粒尺寸小，硬度高，高溫耐磨性好，韌性較好。
作為上述技術(shù)方案的改進(jìn)，為增強(qiáng)堆焊合金的耐腐蝕性，所述的其他成分按重量百分比至少包含下列中的一種Cu0.01～0.40％、Re0.06～1.60％、Mo0.3～0.7％。Cu、Re和Mo的加入更使堆焊合金具有較強(qiáng)的耐腐蝕能力，連鑄輥使用過(guò)程中使用水冷卻，水中含氯離子，Mo能增加堆焊合金在氯離子介質(zhì)中的耐腐蝕能力，Cu和Re有較強(qiáng)的抗氧化性能力，當(dāng)Cu、Re和Cr、Ni、Ti等共同加入時(shí)，合金的耐腐蝕性更好。
本發(fā)明的有益效果是，堆焊合金具有良好的耐磨性、耐熱疲勞能力，從而提高連鑄輥的壽命。
除此之外，在焊絲中加入Cu、Re、Mo中的一種或多種后，還可通過(guò)提高堆焊合金的耐腐蝕性來(lái)更進(jìn)一步提高連鑄輥的壽命。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
實(shí)施例1將錳鐵、硅鐵、鉻鐵、釩鐵、鎳鐵、錳氮合金、釩氮合金、鈮鐵、鎢鐵、鋁等鐵合金粉末和鐵粉、鉻粉等按一定比例取料，均勻混合，其成分為C 0.10％、Si 1.20％、Mn 1.45％、Cr 13.6％、Ni 3.5％、V 0.03％、Nb 0.025％、Ti 0.25％、W 0.07％、N 0.10％、Al 0.05％、S≤0.03％、P≤0.03％，余量為Fe，以上均為重量百分比，百分?jǐn)?shù)之和為100％。將上述比例的粉料混合物裝入鋼帶槽，然后拉拔成Φ4.0mm的焊絲，用于擺動(dòng)埋弧焊機(jī)堆焊連鑄輥，堆焊合金的耐磨性好、抗裂性好。
實(shí)施例2將錳鐵、硅鐵、鉻鐵、釩鐵、鎳鐵、錳氮合金、釩氮合金、鈮鐵、鎢鐵、鋁等鐵合金粉末和鐵粉、鉻粉、銅等按一定比例取料，均勻混合，其成分為C 0.08％、Si 1.10％、Mn 0.80％、Cr 13.2％、Ni 3.8％、V 0.05％、Nb 0.13％、Ti 0.10％、W 0.08％、Cu 0.15％、N 0.09％、Al 0.05％、S≤0.03％、P≤0.03％，余量為Fe，以上均為重量百分比，百分?jǐn)?shù)之和為100％。將上述比例的粉料混合物裝入鋼帶槽，然后拉拔成Φ3.2mm的焊絲，用于擺動(dòng)埋弧焊機(jī)堆焊連鑄輥，堆焊合金的耐磨性好、耐腐蝕性好、抗裂性好。
實(shí)施例3將錳鐵、硅鐵、鉬鐵、鉻鐵、釩鐵、鎳鐵、錳氮合金、釩氮合金、鈮鐵、鎢鐵、鋁等鐵合金粉末和鐵粉、鉻粉、稀土、銅、鋁等按一定比例取料，均勻混合，其成分為C 0.08％、Si 0.70％、Mn 0.45％、Cr 12.0％、Ni 0.5％、Mo 0.3％、V 0.02％、Nb 0.02％、Ti 0.05％、W 0.03％、Cu 0.01％、Re 0.06％、N 0.06％、Al 0.03％、S≤0.03％、P≤0.03％，余量為Fe，以上均為重量百分比，百分?jǐn)?shù)之和為100％。將上述比例的粉料混合物裝入鋼帶槽，然后拉拔成Φ2mm的焊絲，用于明弧焊機(jī)堆焊連鑄輥，堆焊合金的耐磨性好、耐腐蝕性好、抗裂性好。
實(shí)施例4將錳鐵、硅鐵、鉬鐵、鉻鐵、釩鐵、鎳鐵、釩氮合金、鈮鐵、鎢鐵、鋁等鐵合金粉末和鐵粉、鉻粉、稀土、銅、鋁等按一定比例取料，均勻混合，其成分為C 0.14％、Si 1.55％、Mn 1.75％、Cr 15.5％、Ni 4.5％、Mo 0.7％、V 0.65％、Nb 0.65％、Ti 0.50％、W 0.50％、Cu 0.40％、Re 1.60％、N 0.12％、Al 0.08％、S≤0.03％、P≤0.03％，余量為Fe，以上均為重量百分比，百分?jǐn)?shù)之和為100％。將上述比例的粉料混合物裝入鋼帶槽，然后拉拔成Φ4mm的焊絲，用于埋弧焊機(jī)堆焊連鑄輥，堆焊合金的耐磨性好、耐腐蝕性好、抗裂性好。
實(shí)施例5將錳鐵、硅鐵、鉬鐵、鉻鐵、釩鐵、鎳鐵、錳氮合金、釩氮合金、鈮鐵、鎢鐵、鋁等鐵合金粉末和鐵粉、鉻粉、稀土、銅、鋁等按一定比例取料，均勻混合，其成分為C 0.10％、Si 1.35％、Mn 1.60％、Cr 12.6％、Ni 3.5％、Mo 0.47％、V 0.025％、Nb 0.025％、Ti 0.15％、W 0.07％、Cu 0.015％、Re 1.30％、N 0.086％、Al 0.05％、S≤0.03％、P≤0.03％，余量為Fe，以上均為重量百分比，百分?jǐn)?shù)之和為100％。將上述比例的粉料混合物裝入鋼帶槽，然后拉拔成Φ3.2mm的焊絲，用于擺動(dòng)埋弧焊機(jī)堆焊連鑄輥，堆焊合金的耐磨性好、耐腐蝕性好、抗裂性好。
權(quán)利要求
1.一種連鑄輥堆焊用藥芯焊絲，其特征在于所述焊絲按重量百分比含有C0.08～0.14％、Si0.70～1.55％、Mn0.45～1.75％、Cr12.0～15.5％、Ni0.5～4.5％、V0.02～0.65％、Nb0.02～0.65％、Ti0.05～0.50％、W0.03～0.50％、N0.06～0.12％、Al0.03～0.08％。
2.如權(quán)利要求1所述的連鑄輥堆焊用藥芯焊絲，其特征在于所述焊芯按重量百分比由下列成分組成C0.08～0.14％、Si0.70～1.55％、Mn0.45～1.75％、Cr12.0～15.5％、Ni0.5～4.5％、V0.02～0.65％、Nb0.02～0.65％、Ti0.05～0.50％、W0.03～0.50％、N0.06～0.12％、Al0.03～0.08％，其余為Fe、雜質(zhì)和其他成分。
3.如權(quán)利要求2所述的連鑄輥堆焊用藥芯焊絲，其特征在于所述的其他成分按重量百分比至少包含下列中的一種Cu0.01～0.40％、Re0.06～1.60％、Mo0.3～0.7％。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的堆焊焊條，其特征在于所述的雜質(zhì)和含量按重量百分比為S≤0.03％、P≤0.03％。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種連鑄輥堆焊用藥芯焊絲，該焊絲按重量百分比含有C0.08～0.14％、Si0.70～1.55％、Mn0.45～1.75％、Cr12.0～15.5％、Ni0.5～4.5％、V0.02～0.65％、Nb0.02～0.65％、Ti0.05～0.50％、W0.03～0.50％、N0.06～0.12％、Al0.03～0.08％。該焊絲按重量百分比還可含有下列元素中的一種或多種Cu0.01～0.40％、Re0.06～1.60％、Mo0.3～0.7％。本發(fā)明的有益效果是，堆焊合金具有良好的耐磨性、耐熱疲勞能力，從而提高連鑄輥的壽命；除此之外，在焊絲中加入Cu、Re、Mo中的一種或多種后，還可通過(guò)提高堆焊合金的耐腐蝕性來(lái)更進(jìn)一步提高連鑄輥的壽命。
文檔編號(hào)B23K35/30GK1597233SQ200410040550
公開(kāi)日2005年3月23日 申請(qǐng)日期2004年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月27日
發(fā)明者林劍東, 何藩, 劉洪明, 羅傳越, 李強(qiáng), 曾培軍, 劉茂軍, 羅在祥, 劉國(guó)志 申請(qǐng)人:攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院