一种焊接铸铁管镍合金焊丝的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于焊接技术领域，涉及一种焊丝，更具体地说是合金焊丝，尤其涉及一种焊接铸铁管镍合金焊丝及其制备工艺。
【背景技术】
[0002]焊丝是气焊或者电焊时融化填充在焊接工件结合处的金属丝，焊丝的材料通常跟工件的材料相同，焊丝焊接时，焊芯金属占整个焊缝金属的一部分，所以焊芯的化学成份，直接影响焊缝的质量。
[0003]作为特种焊接材料，铸铁焊丝在铸件焊接和缺陷修复等工程领域不可或缺。由于铸铁中硫、磷等杂质含量高，强度低、塑性差，其固有的凝固特性决定了铸铁在焊接修复过程中，焊补区容易产生白口或裂纹，尤其在冷汗条件下，白口和裂纹倾向更大，严重影响铸件的机械加工性能。
[0004]就焊丝而目，铸铁焊丝中均存在猛、娃等兀素，猛、娃的存在严重影响焊丝的性能，发明专利专利号:ZL200710203567.9，发明名称:一种实芯常温铸铁焊丝及其制备方法，公开了一种实芯常温铸铁焊丝及其制备方法，其中Mn0.36-0.43%, S1.01-0.03%，锰、硅等元素的含量较高，较以往产品的性能虽有提升，但仍然无法满足铸铁焊接性能的要求，与进口产品性能存在较大差距。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于针对上述现有技术的不足，提供一种焊接铸铁管镍合金焊丝，本发明制备的焊丝可以取代进口，焊丝性能优于国外同类型产品，降低企业生产成本；在优化组份配方的基础上应用真空冶炼工艺，优化投料顺序，大幅度降低杂质元素锰、硅的含量，提升焊丝产品性能。
[0006]本发明的技术方案是这样实现的:
[0007]—种焊接铸铁管镍合金焊丝，所述焊丝的化学成分质量百分比为:C ^ 0.30%,Mn 刍 0.35%, Si ^ 0.80%, P ^ 0.020%, S 刍 0.02%, Ν?50.00-90.00%，余量为铁。
[0008]所述焊丝的化学成分质量百分比为:C兰0.30%，Mn兰0.30%，Si兰0.60%，P 刍 0.020%, S^0.02%, Ν?52.00-85.00%，余量为铁。
[0009]所述焊丝的化学成分质量百分比为:C兰0.30%，Mn兰0.250%, Si ^ 0.50%,P 刍 0.020%, S^0.02%, Ν?55.00%，余量为铁。
[0010]一种焊接铸铁管镍合金焊丝的制备方法，包含如下工艺步骤:
[0011](I)合金熔炼:依据焊丝的化学成分质量百分比进行配料，先将镍块、纯铁将原料投入真空感应炉熔化，再加入锰片、单晶硅精炼后，浇注成钢锭；
[0012](2)热锻开坯:将所述合金锭放入初始温度< 600°C的加热炉内加热，升温至10500C -1150°C，最佳的热锻温度使得合金锭最易开坯，同时提升产品性能。保温时间:55min-75min，后进行锻造，锻造成合金坯，冷却至常温；
[0013](3)热乳退火:将步骤⑵所述的合金坯加热至1000°C -1100°C进行热乳，热乳成盘元丝材，在空气中冷却至常温；
[0014](4)酸洗、修磨:将盘元丝材用硫酸进行酸洗，然后修整打磨；
[0015](5)冷拉:在室温下将盘元丝材逐步拉细至丝材直径4mm ;
[0016](6)氢退:将冷拉处理后的盘元丝材氢退处理；
[0017](7)拉制:采用连续冷拉工艺，将直径4_的丝材在连续式拉拔机经过4-5道拉拔工序，拉拔至直径为2.00mm-3.50mm ；
[0018](8)氢退:将冷拉处理后的盘元丝材氢退处理后，即得焊接铸铁管镍合金焊丝；制备的焊丝的力学性能要求为:屈服强度300-600Mpa，抗拉强度500_700Mpa，延伸率10-40%，冲击强度 50-75J ；
[0019](9)绕盘:将步骤(8)氢退处理后的焊丝绕制成盘状。
[0020]所述步骤(4)用硫酸或盐酸或磷酸或硝酸或氢氟酸或乙酸清洗。
[0021]与现有技术相比较，本发明具有的有益技术效果:
[0022](I)本发明的焊丝通过严格控制锰、硅元素的含量协同冶炼工艺，提升焊丝的性能，焊丝中的硅有利益在焊缝的表面形成氧化膜，提高焊缝在高温时的抗氧化性能，同时还是良好的脱氧剂，可以增加熔渣、熔化金属的流动性，在现有技术中，硅的含量为0.5%，存在容易产生夹渣，产品的冲击韧性低。本发明在焊丝组份中，优化硅的含量，减少夹渣量，提高冲击韧性。其冲击强度为50-75J，夹渣量减少2%。
[0023](2)焊丝中锰是良好的脱硫剂，也是固溶强化剂，提高焊缝的强度和硬度，在现有技术中，锰的含量为0.4%，而本发明在焊丝组份中，对锰的含量进一步优化，提高焊丝的塑性，便于小直径焊丝的加工。
[0024](3)本发明制备工艺合金熔炼步骤中，优化投料顺序，先将镍块、纯铁将原料投入真空频感应炉熔化，再加入锰片、单晶硅精炼，配合最佳热锻开坯温度，本发明工艺制备的焊丝经与国产高镍铸铁实芯焊丝和韩国进口实芯焊丝相比较，采用上述配方和制造工艺研制的高镍铸铁实芯焊丝堆焊金属具有更高的耐磨性和抗剥落性能。
[0025](4)本发明制备工艺步骤中采取氢退工艺，降低焊丝的硬度，提高塑性、消除应力、优化金相组织结构，使得焊丝表明光亮、细腻、柔软、无磁性，使得焊丝抗疲劳性能好，延力大。
[0026](5)本发明的配方优化，使得焊丝的韧性大大提高，可以采用连续拉拔工艺技术，焊丝一次成型，工艺简单，相比较多次拉拔工艺，节能能源，降低生产成本。
【具体实施方式】
[0027]原材料说明:
[0028]本发明的原材料采用镍元素为金川镍，纯度多99.9% ;铁元素为纯铁，纯度^99.0% ;锰元素为金属锰，纯度彡99.0 %，均为市售，可以直接使用。。
[0029]下面结合具体实施例对本发明作进一步的详细说明，但并不构成对本发明的任何限制。
[0030]实施例1
[0031]一种焊接铸铁管镍合金焊丝，焊丝的化学成分质量百分比为:C0.30%, Mn0.35%,S1.80%, P0.020%, S0.02%, Ni50.00%，余量为铁。
[0032]焊接铸铁管镍合金焊丝的制备方法，包含如下工艺步骤:
[0033](I)合金熔炼:依据焊丝的化学成分质量百分比进行配料，先将镍块、纯铁将原料投入真空感应炉熔化，再加入锰片、单晶硅精炼后，浇注成钢锭；
[0034](2)热锻开坯:将所述合金锭放入初始温度600°C的加热炉内加热，升温至950°C，保温时间:55min，后进行锻造，锻造成合金坯，冷却至常温；
[0035](3)热乳退火:将步骤(3)所述的合金坯加热至1000°C进行热乳，热乳成盘元丝材，在空气中冷却至常温；
[0036](4)酸洗、修磨:将盘元丝材用硫酸进行酸洗，然后修整打磨；
[0037](5)冷拉:在室温下将盘元丝材逐步拉细至丝材直径4mm ;
[0038](6)氢退:将冷拉处理后的盘元丝材氢退处理；
[0039](7)拉制:采用连续冷拉工艺，将直径4_的丝材在连续式拉拔机经过4道拉拔工序，拉拔至直径为2.0Omm ；
[0040](8)氢退:将冷拉处理后的盘元丝材氢退处理后，即得焊接铸铁管镍合金焊丝；
[0041](9)绕盘:将步骤⑶氢退处理后的焊丝绕制成盘状。
[0042]产品性能:屈服强度300Mpa，抗拉强度500Mpa，延伸率10%，冲击强度50J。
[0043]实施例2
[0044]一种焊接铸铁管镍合金焊丝，焊丝的化学成分质量百分比为:C0.30%, Mn0.30%,S1.60%, P0.020%, S0.02%, Ni52.00%