原位生成碳化鈦增強(qiáng)耐磨堆焊藥芯焊絲及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于焊接材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種原位生成碳化鈦增強(qiáng)耐磨堆焊藥芯焊絲，本發(fā)明還涉及該藥芯焊絲的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]耐磨堆焊技術(shù)是一種常用的表面改性及修復(fù)的方法，主要應(yīng)用于水泥工業(yè)、鋼鐵工業(yè)、電力工業(yè)、采礦等行業(yè)。藥芯焊絲作為新一代的焊材，具有熔敷率高，熔敷速度快；工藝性能好，成形美觀；成分容易調(diào)整，焊接適應(yīng)性強(qiáng)等三大優(yōu)點。近年來藥芯焊絲逐漸成為耐磨堆焊的首選焊材。
[0003]碳化鈦具有很高的硬度(莫氏硬度9?10)，在金屬基復(fù)合材料中呈彌散分布，常作為強(qiáng)化顆粒用了增強(qiáng)材料的硬度，從而提高材料的耐磨性。鈦元素與碳元素在1473K溫度時即會合成碳化鈦。因此利用鈦與碳原位生成碳化鈦作為增強(qiáng)顆?？梢蕴岣吣湍ザ押笇拥挠捕燃捌淠湍バ浴?br>
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明的目的是提供一種原位生成碳化鈦增強(qiáng)耐磨堆焊藥芯焊絲，使得耐磨堆焊層中生成一定量碳化鈦增強(qiáng)相，以提高堆焊層的耐磨效果。
[0005]本發(fā)明的另一個目的是提供一種原位生成碳化鈦增強(qiáng)耐磨堆焊藥芯焊絲的制備方法。
[0006]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，原位生成碳化鈦增強(qiáng)耐磨堆焊藥芯焊絲，由外皮和藥芯組成，藥芯按質(zhì)量百分比由以下組分組成:鈦鐵40%-m%,石墨粉20%-30%,余量為鐵粉，以上組分質(zhì)量百分比之和為100%。
[0007]本發(fā)明的特點還在于:
[0008]所述鈦鐵中Ti含量大于40% ;所述石墨粉中C含量大于99%。
[0009]外皮材料為H08A鋼帶。
[0010]該藥芯焊絲中藥芯的填充率(質(zhì)量比)為25%?30%。
[0011]本發(fā)明所采用的另一個技術(shù)方案是，原位生成碳化鈦增強(qiáng)耐磨堆焊藥芯焊絲的制備方法，具體步驟如下:
[0012]步驟I，按質(zhì)量百分比分別稱取鈦鐵40% -60%，石墨粉20% -30 %，余量為鐵粉，以上組分質(zhì)量百分比之和為100% ;
[0013]步驟2，將步驟I稱取的材料加入粉芯總質(zhì)量20 %的水玻璃粘結(jié)劑后充分?jǐn)嚢?，混合均勻?br>[0014]步驟3，將混勻后的粉體平鋪至干燥盤中，放置通風(fēng)處，自然干燥24h ；
[0015]步驟4，將干燥后的粉末碾碎，過篩；篩選出粒度在60-80目的粉體；
[0016]步驟5，將選出的粉體放入烘干爐中烘干，得到藥芯粉末；
[0017]步驟6，將寬14mm、厚0.3mm的H08A鋼帶放置在藥芯焊絲成型機(jī)的放帶機(jī)上，通過成型機(jī)將H08A鋼帶軋制成U型槽，然后向U型槽中添加步驟5得到的藥芯粉末，控制藥芯粉末的填充率為25%?30%，再通過成型機(jī)將U型槽碾壓閉合，并將其拉拔至1.2mm-2.0mm，得到藥芯焊絲；
[0018]步驟7，最后用拉絲機(jī)將步驟6制備的藥芯焊絲拉直，盤成圓盤，密封包裝即可。
[0019]本發(fā)明的特點還在于:
[0020]步驟I中鈦鐵中Ti含量大于40% ;石墨粉中C含量大于99%。
[0021]步驟5中烘干的溫度為300?400°C，時間為2?3h。
[0022]本發(fā)明的有益效果是，
[0023]1.本發(fā)明耐磨堆焊藥芯焊絲，利用原位反應(yīng)生成碳化鈦增強(qiáng)顆粒，碳化鈦均勻分布，提高了堆焊層的硬度，進(jìn)一步提高堆焊層的耐磨性。
[0024]2.本發(fā)明耐磨堆焊藥芯焊絲，堆焊層中的碳化鈦為鈦與碳原位反應(yīng)生成，而非在焊材中添加TiC，節(jié)約了 TiC的使用，降低了藥芯焊絲的制備成本。
[0025]3.本發(fā)明得到的堆焊層表面無渣，焊后無需清理，可連續(xù)施焊，有效提高了焊接效率。
[0026]4.本發(fā)明耐磨堆焊藥芯焊絲，具有很好的焊接工藝性，焊接飛濺少，熔敷率高；適合于自動TIG焊接設(shè)備，具有較高的生產(chǎn)效率。且制備方法，工藝簡單，操作方便，適合批量化生產(chǎn)。
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合【具體實施方式】對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0028]本發(fā)明原位生成碳化鈦增強(qiáng)耐磨堆焊藥芯焊絲，由外皮和藥芯組成，藥芯按質(zhì)量百分比由以下組分組成:鈦鐵40 %-60%,石墨粉20 %-30%,余量為鐵粉，以上組分質(zhì)量百分比之和為100%。外皮材料為H08A鋼帶。
[0029]鈦鐵中Ti含量大于40% ;石墨粉中C含量大于99%。
[0030]該藥芯焊絲中藥芯的填充率(質(zhì)量比)為25%?30%。
[0031]原位生成碳化鈦增強(qiáng)耐磨堆焊藥芯焊絲的制備方法，具體步驟如下:
[0032]步驟I，按質(zhì)量百分比分別稱取鈦鐵40% -60%，石墨粉20% -30 %，余量為鐵粉，以上組分質(zhì)量百分比之和為100% ;
[0033]步驟2，將步驟I稱取的材料加入粉芯總質(zhì)量20 %的水玻璃粘結(jié)劑后充分?jǐn)嚢瑁旌暇鶆颍?br>[0034]步驟3，將混勻后的粉體平鋪至干燥盤中，放置通風(fēng)處，自然干燥24h ；
[0035]步驟4，將干燥后的粉末碾碎，過篩；篩選出粒度在60-80目的粉體；
[0036]步驟5，將選出的粉體放入烘干爐中烘干，溫度為300?400°C，時間為2?3h，得到藥芯粉末；
[0037]步驟6，將寬14mm、厚0.3mm的H08A鋼帶放置在藥芯焊絲成型機(jī)的放帶機(jī)上，通過成型機(jī)將H08A鋼帶軋制成U型槽，然后向U型槽中添加步驟5得到的藥芯粉末，控制藥芯粉末的填充率為25%?30%，再通過成型機(jī)將U型槽碾壓閉合，并將其拉拔至1.2mm-2.0mm，得到藥芯焊絲；
[0038]步驟7，最后用拉絲機(jī)將步驟6制備的藥芯焊絲拉直，盤成圓盤，密封包裝即可。
[0039]使用方法和具體工藝:用TIG焊的方法將上述制備的藥芯焊絲在基體材料上進(jìn)行堆焊或修補(bǔ)。堆焊電流160-180A，保護(hù)氣體為氬氣或其他惰性氣體，氣體流速15-20L/min。
[0040]藥芯中各組分的作用
[0041]鈦鐵與石墨:利用鈦鐵中的鈦元素與石墨中的碳元素在高溫下生成TiC硬質(zhì)相，提高堆焊層的硬度。
[0042]鐵粉用來產(chǎn)生堆焊層的基體，吸納硬質(zhì)TiC。
[0043]實施例1
[0044]步驟1，分別稱取鈦鐵400g，石墨粉250g，鐵粉350g ；
[0045]步驟2，將步驟I稱取的材料加入粘結(jié)劑后充分?jǐn)嚢?，混合均勻?br>[0046]步驟3，將混勻后的粉體平鋪至干燥盤中，放置通風(fēng)處，自然干燥24h ；
[0047]步驟4，將干燥后的粉末碾碎，過篩；篩選出粒度在60-80目的粉體；
[0048]步驟5，將選出的粉體放入烘干爐中烘干，烘干溫度為300°C，時間3h，得到藥芯粉末；
[0049]步驟6，將寬14mm、厚0.3mm的H08A鋼帶放置在藥芯焊絲成型機(jī)的放帶機(jī)上，通過成型機(jī)將H08A鋼帶軋制成U型槽，然后向U型槽中添加步驟5得到的藥芯粉末，控制藥芯粉末的填充率為30%，再通過成型機(jī)將U型槽碾壓閉合，并將其拉拔至1.6mm，得到藥芯焊絲；
[0050]步驟7，最后用拉絲機(jī)將步驟6制備的藥芯焊絲拉直，盤成圓盤，密封包裝即可。
[0051]使用方法和具體工藝:用TIG焊的方法將實施例1制備的藥芯焊絲在Q235鋼板上進(jìn)行堆焊。堆焊電流170A，保護(hù)氣體為氬氣，氣體流速20L/min，堆焊層厚度約10mm，經(jīng)測試，堆焊層的硬度(HRC)為52.5。
[0052]實施例2
[0053]步驟1，分別稱取鈦鐵450g，石墨粉200g，鐵粉350g ；
[0054]步驟2，將步驟I稱取的材料加入粘結(jié)劑后充分?jǐn)嚢瑁旌暇鶆颍?br>[0055]步驟3，將混勻后的粉體平鋪至干燥盤中，放置通風(fēng)處，自然干燥24h ；
[0056]步驟4，將干燥后的粉末碾碎，過篩；篩選出粒度在60-80目的粉體；
[0057]步驟5，將選出的粉體放入烘干爐中烘干，烘干溫度為350°C，時間3h，得到藥芯粉末；
[0058]步驟6，將寬14mm、厚0.3mm的H08A鋼帶放置在藥芯焊絲成型機(jī)的放帶機(jī)上，通過成型機(jī)將H08A鋼帶軋制成U型槽，然后向U型槽中添加步驟5得到的藥芯粉末，控制藥芯粉末的填充率為30%，再通過成型機(jī)將U型槽碾壓閉合，并將其拉拔至1.4mm，得到藥芯焊絲;
[0059]步驟7，最后用拉絲機(jī)將步驟6制備的藥芯焊絲拉直，盤成圓盤，密封包裝即可。