专利名称：：高铬铸铁芯耐磨堆焊电焊条的制作方法
技术领域：
：本发明属于焊接材料
技术领域：
，具体涉及高铬铸铁芯耐磨堆焊电焊条。
背景技术：
：作为特种焊接材料，耐磨堆焊电焊条在装备制造与修复等工程领域不可或缺，尤其在冶金、矿山、机械及水利水电等行业装备的制造与修复时。一方面，电弧堆焊可用于磨损消耗零部件的修复，即可恢复零件尺寸，又能获得耐磨性增强的表面。另一方面，堆焊技术已越来越多地应用于新品制造，将耐磨金属堆敷在零部件表面，不仅赋予零件优良的表面耐磨性，而且降低制造成本。作为堆焊
技术领域：
的重要组成部分，高效、低廉、适应性广泛的新型堆焊焊条的研发与应用一直是堆焊
技术领域：
的研究重点。传统堆焊焊条采用碳钢芯外涂合金化药皮的方法制备，焊条生产工艺简单，生产效率高，但在焊条焊接过程中，不仅合金烧损严重，元素过渡率低，而且熔敷金属中元素分布不均匀，堆焊层性能提升空间较小。
发明内容本发明的目的在于提供四种高铬铸铁芯耐磨堆焊电焊条，其合金化程度高，元素烧损少，过渡率高；熔敷金属时，熔敷金属中合金元素含量可控性好，且分布均匀，堆焊层性能较高。本发明所采用的技术方案是，一种高铬铸铁芯耐磨堆焊电焊条，由焊芯及外敷的药皮组成，所述焊芯由以下组分按重量百分比组成C2.0%-2.8%、Cr22%-30%、Mn1.5%-2.5%、Si0.8%-1.6%、Mo1.8%-3.0%、B1.0%-2.0%、S〈0.05%、P〈0.1%，其余为Fe，合计为100%;所述药皮由以下组分按重量百分比组成35%-45%CaC03、20%-30%CaF2、6%-8%Si02、3%-5%A1、4%-8%泥石墨、3%-7%Cr203、4-6%NaC03、6%-8%Ti02，合计为100%。本发明所采用的另一技术方案是，一种高铬铸铁芯耐磨堆焊电焊条，由焊芯及外敷的药皮组成，所述焊芯由以下组分按重量百分比组成C2.2%-3.0%、Cr22%-30%、Mn1.5%-2.5%、Si0.8%-1.6%、Mo1.8%-3.0%、B1.0%-2.0%、S〈0.05%、P〈0.1%，其余为Fe，合计为100%;所述药皮由以下组分按重量百分比组成35%-45%CaC03、20%-30%CaF2、6%-8%Si02、3%-5%A1、4%-8%泥石墨、3%-7%Cr203、4-6%NaC03、6%-8本发明所采用的第三种技术方案是，一种高铬铸铁芯耐磨堆焊电焊条，由焊芯及外敷的药皮组成，所述焊芯由以下组分按重量百分比组成C2.0%-2.8%、Cr20%-28%、Mn1.5%-2.5%、Si0.8%-1.6%、Mo1.8%-3.0%、B1.0%-2.0%、S〈0.05%、P〈0.1%，其余为Fe，合计为100%;所述药皮由以下组分按重量百分比组成35%-45%CaC03、20%-30%CaF2、6%-8%Si02、3%-5%A1、4%-8%泥石墨、3%-7%Cr203、4-6%NaC03、6%-8%Ti02，合计为100%。本发明所采用的第四种技术方案是，一种高铬铸铁芯耐磨堆焊电焊条，由焊芯及外敷的药皮组成，所述焊芯由以下组分按重量百分比组成C1.6%-2.6%、Cr18%-28%、Mn1.5%-2.5%、Si0.8%-1.6%、Mo1.8%-3.0%、B1.0%-2.0%、S〈0.05%、P〈0.1%，其余为Fe，合计为100%;所述药皮由以下组分按重量百分比组成35%-45%CaC03、20%-30%CaF2、6%-8%Si02、3%-5%A1、4%-8%泥石墨、3%-7%Cr203、4-6%NaC03、6%-8%Ti02，合计为100%。本发明的上述电焊条均采用高铬铸铁焊芯外涂CaO-CaF2-Si02-G型药皮制备而成，可以使用直流电源，在较小电流条件下实施焊接，电弧稳定性好，药皮发红程度较轻；脱渣性与抗裂性好；堆焊层平均硬度较高，特别适于冶金、矿山、机械及水利水电等行业装备的制造与修复。具体实施方式下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。本发明的高铬铸铁芯耐磨堆焊电焊条，包括高铬铸铁焊芯和药皮两部分组成，其中的高铬铸铁焊芯采用电炉熔配低杂质含量的铁液，用Cr、Mn、Si、Mo和B等合金元素进行多元合金化处理，浇注成①5mmx400mm或其他规格的高铬铸铁焊芯，该焊条的焊芯按重量百分比，并根据高铬铸铁芯耐磨堆焊电焊条适用对象的不同，有以下几种不同的配比情况1)、当本发明的电焊条用于低碳钢零件的表面堆焊时，该焊条的焊芯采用以下组分按重量百分比组成C2.0%-2.8%、Cr22%-30%、Mn1.5%-2.5%、Si0.8%-1.6%、Mo1.8%-3.0%、B1.0%-2.0%、S〈0.05%、P〈0.1%，其余为Fe，合计为100%。2)、当本发明的电焊条用于中碳合金钢零件的表面堆焊时，该焊条的焊芯采用以下组分按重量百分比组成C2.2%-3.0%、Cr22%—30%、Mn1.5%-2.5%、Si0.8%—1.6%、Mo1.8%-3.0%、B1.0%-2.0%、S〈0.05%、P〈0.1%，其余为Fe，合计为100%。3)、当本发明的电焊条用于16Mn钢零件的表面堆焊时，该焊条的焊芯采用以下组分按重量百分比组成C2.0%-2.8%、Cr20%-28%、Mn1.5%-2.5%、Si0.8%-1.6%、Mo1.8%-3.0%、B1.0%-2.0%、S〈0.05%、P〈0.1%，其余为Fe，合计为100%。4)、当本发明的电焊条用于低合金高强钢零件的表面堆焊时，该焊条的焊芯采用以下组分按重量百分比组成C1.6%-2.6%、Cr18%-28%、Mn1.5%-2.5%、Si0.8%-1.6%、Mo1.8%-3.0%、B1.0%-2.0%、S〈0.05%、P〈0.1%，其余为Fe，合计为100%。在本发明的高铬铸铁芯耐磨堆焊电焊条的焊芯成份中，各化学元素的组成及含量限定理由是为了使堆焊层金属获得较高的耐磨性好耐腐蚀性，焊芯中含碳量和含铬量之比均较高，约在8-10之间，加入量分别为C1.6%-3.0%、18%-30%Cr。为了提高堆焊层金属硬度、韧性及高淬透性，焊芯中还加入了钼、锰和硼元素。硅的加入则是基于堆焊过程中的脱氧以及提高铬的过渡率考虑。本发明电焊条的药皮由以下组分按重量百分比组成35%-45%CaC03、20%-30%CaF2、6%-8%Si02、3%-5%Al、4%-8%泥石墨、3%-7%Cr203、4%-6%NaC03、6%-8%Ti02，合计为100%。本发明的电焊条药皮选用CaO-CaF2-Si02-G渣系，通过添加一定量的A1粉及泥石墨，可明显提高合金过渡系数。本发明的高铬铸铁芯耐磨堆焊电焊条的制备方法是步骤l、制备焊芯，根据不同的方案，按上述几种情况的重量百分比对应称量各个组分;再采用电炉熔配上述各个组分的混合融液进行多元合金化处理，浇注成①5mmx400mm的高铬铸铁焊芯。步骤2、配制药皮，按重量百分比称量以下组分35%-45%CaC03、20%-30%CaF2、6%-8%Si02、3%-5%A1、4%-8%泥石墨、3%-7%Cr203、4%-6%NaC03、6%-8%Ti02，合计为100%，充分混合配制得到CaO-CaF2-Si02-G系药皮敷料。步骤3、将步骤2得到的药皮敷料涂敷在步骤1得到的高铬铸铁焊芯上，经烘干，即可制成高铬铸铁芯耐磨堆焊电焊条。实施例l当本发明的高铬铸铁焊芯电焊条用于低碳钢零件的表面堆焊时，6步骤l、制备焊芯，按重量百分比称量以下组分C2.0%、Cr25%、Mn2.5%、Si0.8%、Mo2.5%、B1.0%、S0.04%、P0.02%，其余为Fe，合计为100%;再采用电炉熔配上述各个组分的混合融液进行多元合金化处理，浇注成①5mmx400mm的高铬铸铁焊芯。步骤2、配制药皮，按重量百分比称量以下组分35%CaC03、30%CaF2、8%Si02、4%Al、4%泥石墨、7%Cr203、4%NaC03、8%Ti02，合计为100%，充分混合配制得到CaO-CaF2-Si02-G系药皮敷料。步骤3、将步骤2得到的药皮敷料涂敷在步骤1得到的高铬铸铁焊芯上，经烘干，即可制成高铬铸铁芯耐磨堆焊电焊条。实施例2当本发明的高铬铸铁焊芯电焊条用于低碳钢零件的表面堆焊时，按照实施例l的步骤，依照表l、表2所示的实施例2中的相应组分含量进行配制，得到高铬铸铁芯耐磨堆焊电焊条实施例3当本发明的高铬铸铁焊芯电焊条用于低碳钢零件的表面堆焊时，按照实施例l的步骤，依照表l、表2所示的实施例3中的相应组分含量进行配制，得到高铬铸铁芯耐磨堆焊电焊条表l，实施例l-3的焊芯含量(单位为％)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>实施例4当本发明的高铬铸铁焊芯电焊条用于中碳合金钢零件的表面堆焊时，按照实施例l的步骤，依照表3、表4所示的实施例4中的相应组分含量进行配制，得到高铬铸铁芯耐磨堆焊电焊条。实施例5当本发明的高铬铸铁焊芯电焊条用于中碳合金钢零件的表面堆焊时，按照实施例l的步骤，依照表3、表4所示的实施例5中的相应组分含量进行配制，得到高铬铸铁芯耐磨堆焊电焊条。实施例6当本发明的高铬铸铁焊芯电焊条用于中碳合金钢零件的表面堆焊时，按照实施例l的步骤，依照表3、表4所示的实施例6中的相应组分含量进行配制，得到高铬铸铁芯耐磨堆焊电焊条。表3，实施例4-6的焊芯含量(单1位为％)组分一OMaySkMc^实施例4一2》2.5^0》2加l加69.44^实施例2.7-2S一1,5^10p3.C^61,7如实施例3'(V30一2,(^1》1》o胁W.7如表4，实施例4-6的药皮含量(单位为％)组分^CaCCVSiC^A1p泥石墨^NaCCV实施例4+35一30pS一如如7一实施例5+4々2CV实施例6+45p22^实施例7当本发明的高铬铸铁焊芯电焊条用于16Mn钢零件的表面堆焊时，按照实施例l的步骤，依照表5、表6所示的实施例7中的相应组分含量进行配制，得到高铬铸铁芯耐磨堆焊电焊条实施例8当本发明的高铬铸铁焊芯电焊条用于16Mn钢零件的表面堆焊时，按照实施例l的步骤，依照表5、表6所示的实施例8中的相应组分含量进行配制，得到高铬铸铁芯耐磨堆焊电焊条实施例9当本发明的高铬铸铁焊芯电焊条用于16Mn钢零件的表面堆焊时，按照实施例l的步骤，依照表5、表6所示的实施例9中的相应组分含量进行配制，得到高铬铸铁芯耐磨堆焊电焊条表5，实施例7-9的焊芯含量(单位为％)<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表6，实施例7-9的药皮含量(单位为％)<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>实施例io当本发明的高铬铸铁焊芯电焊条用于低合金高强钢零件的表面堆焊时，按照实施例l的步骤，依照表7、表8所示的实施例10中的相应组分含量进行配制，得到高铬铸铁芯耐磨堆焊电焊条。实施例ll当本发明的高铬铸铁焊芯电焊条用于低合金高强钢零件的表面堆焊时，按照实施例l的步骤，依照表7、表8所示的实施例11中的相应组分含量进行配制，得到高铬铸铁芯耐磨堆焊电焊条。实施例12当本发明的高铬铸铁焊芯电焊条用于低合金高强钢零件的表面堆焊时，按照实施例l的步骤，依照表7、表8所示的实施例12中的相应组分含量进行配制，得到高铬铸铁芯耐磨堆焊电焊条。表7，实施例10-12的焊芯含量(单位为％)<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>^表8，实施例10-12的药皮含量(单位为％)<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>以上实施例中，利用本发明实施例制备的电焊条进行焊接的工艺参数如表9所示，利用本发明实施例制备的焊条进行堆焊后的堆焊层金属化学成份如表10所示，堆焊层金属的硬度如表11所示。表9禾[用本发明实施1列制备的焊条进行堆焊的焊接工艺参数表<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>feo利用本发明实施例制备的焊条进行堆焊后的堆焊层金属化学成份表(重量》)<table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表ll，利用本发明实施例制备的焊条进行堆焊后的堆焊层金属的硬度参数表(HRC)^"\^*焊件材质一堆焊层硬.^\^<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>本发明的电焊条采用高铬铸铁焊芯外敷CaO-CaF2-Si02-G系药皮制备而成，其特点如下:1)、可以使用直流电源，在较小电流条件下焊接，电弧稳定性好，药皮发红程度较轻。2)、焊条的脱渣性与J507焊条相当，抗裂性好。3)、手工电弧堆焊条件下，C、Cr元素的合金过渡系数分别为O.70-0.95和0.77-0.96。4)、堆焊层平均硬度高达60HRC。本发明的电焊条特别适于冶金、矿山、机械及水利水电等行业装备的制造与修复。1权利要求1.一种高铬铸铁芯耐磨堆焊电焊条，由焊芯及外敷的药皮组成，其特征在于，所述焊芯由以下组分按重量百分比组成C2.0％-2.8％、Cr22％-30％、Mn1.5％-2.5％、Si0.8％-1.6％、Mo1.8％-3.0％、B1.0％-2.0％、S＜0.05％、P＜0.1％，其余为Fe，合计为100％；所述药皮由以下组分按重量百分比组成35％-45％CaCO3、20％-30％CaF2、6％-8％SiO2、3％-5％Al、4％-8％泥石墨、3％-7％Cr203、4-6％NaCO3、6％-8％TiO2，合计为100％。2.一种高铬铸铁芯耐磨堆焊电焊条，由焊芯及外敷的药皮组成，其特征在于，所述焊芯由以下组分按重量百分比组成C2.2%-3.0%、Cr22%-30%、Mn1.5%-2.5%、Si0.8%-1.6%、Mo1.8%-3.0%、B1.0%-2.0%、S〈0.05%、P〈0.1%，其余为Fe，合计为100%;所述药皮由以下组分按重量百分比组成35%-45%CaC03、20%-30%CaF2、6%-8%Si02、3%-5%Al、4%-8%泥石墨、3%-7%Cr203、4-6%NaC03、6%-8%Ti02，合计为100%。3.一种高铬铸铁芯耐磨堆焊电焊条，由焊芯及外敷的药皮组成，其特征在于，所述焊芯由以下组分按重量百分比组成C2.0%-2.8%、Cr20%-28%、Mn1.5%-2.5%、Si0.8%-1.6%、Mo1.8%-3.0%、B1.0%-2.0%、S〈0.05%、P〈0.1%，其余为Fe，合计为100%;所述药皮由以下组分按重量百分比组成35%-45%CaC03、20%-30%CaF2、6%-8%Si02、3%-5%Al、4%-8%泥石墨、3%-7%Cr203、4-6%NaC03、6%-8%Ti02，合计为100%。4.一种高铬铸铁芯耐磨堆焊电焊条，由焊芯及外敷的药皮组成，其特征在于，所述焊芯由以下组分按重量百分比组成C1.6%-2.6%、Cr18%-28%、Mn1.5%-2.5%、Si0.8%-1.6%、Mo1.8%-3.0%、B1.0%-2.0%、S〈0.05%、P〈0.1%，其余为Fe，合计为100%;所述药皮由以下组分按重量百分比组成35%-45%CaC03、20%-30%CaF2、6%-8%Si02、3%-5%Al、4%-8%泥石墨、3%-7%Cr203、4-6%NaC03、6%-8%Ti02，合计为100%。全文摘要本发明公开的高铬铸铁芯耐磨堆焊电焊条，由外敷的药皮及焊芯组成，药皮组分按重量、3-5％Al、4-8％泥石墨、3-7％，合计100％；焊芯组分按重量百分比组成为第一方案C2.0-2.8％、Cr22-30％、Mn1.5-2.5％、Si0.8-1.6％、Mo1.8-3.0％、B1.0-2.0％、S＜0.05％、P＜0.1％，其余为Fe，合计100％；第二方案C2.2-3.0％、Cr22-30％、Mn1.5-2.5％、Si0.8-1.6％、Mo1.8-3.0％、B1.0-2.0％、S＜0.05％、P＜0.1％，其余为Fe，合计100％；第三方案C2.0-2.8％、Cr20-28％、Mn1.5-2.5％、Si0.8-1.6％、Mo1.8-3.0％、B1.0-2.0％、S＜0.05％、P＜0.1％，其余为Fe，合计100％；第四方案C1.6-2.6％、Cr18-28％、Mn1.5-2.5％、Si0.8-1.6％、Mo1.8-3.0％、B1.0-2.0％、S＜0.05％、P＜0.1％，其余为Fe，合计100％。本发明的电焊条焊接效果好，制作简单。文档编号B23K35/30GK101658985SQ20091030793公开日2010年3月3日申请日期2009年9月29日优先权日2009年9月29日发明者桢唐,徐锦锋,翟秋亚申请人:西安鑫兴金属材料有限公司