专利名称：高碳母材用硬面修补焊材与用于高碳母材的硬面修补方法
技术领域：
本发明有关于一种焊材，尤指一种应用于硬面焊接修补且不会产生焊接热裂的高碳母材用硬面修补焊材，以及应用于高碳母材的硬面修补方法。
背景技术：
金属材料的相关研究与发展日益进步，金属材料通常是指工业上各种构造物制造时所使用的金属(metal)或合金(alloy)。合金常指两种以上的金属或金属与非金属结合而成，且具有金属特性的材料。一般金属材料均具有下列共同的特性(I)电与热的良导体；(2)塑性加工变形能力佳，富延性及展性，因此广泛的应用在模具加工、机械制造、铸造工业以及各类工业中，因为目前金属材料的表面洁净度提高，其金属材料之间的焊接方式与材料成为一重要课题。目前于钢铁厂常见使用的辊轮(Roll)，其碳的含量越高，硬度也越高，但含碳量越高(通常是指超过O. 45 % )，所能使用的焊接材料越少，且作为硬面补焊焊道通常会发生热裂现象，当长期使用可能会发生辊轮断裂，十分危险且必须停工造成经济上的损失。现有技术的辊轮中诸如S60C、S70C、S80C、S85C、S90C以及SUJ2等的高碳母材，其等含碳量皆超过O. 6至I. 2%，已知其等一旦出现热裂问题或不堪使用时，无法经由二次焊补回修而直接报废处理，对于使用者而言经济成本高且相当不环保，由此可见目前仍缺乏一种可用于高碳含量的母材且不易发生热裂问题的缓冲层焊材。
发明内容
本发明人有鉴于现有技术的高碳母材没有相对应的修补方式，一旦产生裂纹等问题即作报废处理，相当不环保且成本较高而发明一种硬面修补焊材，该焊材以可应用于高碳母材的焊接修补为本发明目的。为达到前述目的，本发明所采取的技术手段是提供一种硬面修补焊材，其主要由碳、钥以及铁元素所组成，其中碳元素重量百分比为O. 02至O. 10% ;以及钥元素重量百分比为I. 4至3%。根据本发明的具体技术方案，优选地，本发明所提供的硬面修补焊材进一步包含锰元素，其占整体焊材的重量百分比为I. O至3. 0% ;以及硅元素，其占整体焊材的重量百分比为O. 3至I. 0% ;以及铬元素，其占整体焊材的重量百分比为O. 6至3. 5% ;以及硫元素，其占整体焊材的重量百分比为O. 03%以下；以及磷元素，其占整体焊材的重量百分比为O. 03%以下。根据本发明的具体技术方案，优选地，在本发明提供的硬面修补焊材中，碳元素占整体焊材的重量百分比为O. 03%;锰元素占整体焊材的重量百分比为2. I 硅元素占整体焊材的重量百分比为O. 6% ;铬元素占整体焊材的重量百分比为O. 7% ;钥元素占整体焊材的重量百分比为3% ;硫元素占整体焊材的重量百分比为O. 03%以下；以及磷元素占整体焊材的重量百分比为O. 03%以下。根据本发明的具体技术方案，优选地，本发明所提供的硬面修补焊材可应用于选自于由下列者所构成的群组的高碳母材轴承钢SUJ2、SUJ3、SUJ4以及SUJ5。根据本发明的具体技术方案，优选地，本发明所提供的硬面修补焊材耐孔蚀当量为 12. 09 至 61. 21。根据本发明的具体技术方案，优选地，温度加热至550°C时，本发明所提供的硬面修补焊材的维式硬度为3IOHv至370Hv。根据本发明的具体技术方案，优选地，温度加热至550°C时，本发明所提供的硬面修补焊材的维式硬度为3IOHv至370Hv。本发明还提供了一种硬面修补焊材，其为包含下列元素的合金·碳元素重量百分比为O. 02至O. 10% ;以及锰元素重量百分比为I. O至3.0% ;以及硅元素重量百分比为O. 3至I. 0% ;以及铬元素重量百分比为O. 6至3.5% ;以及钥元素重量百分比为I. 4至3% ;以及硫元素重量百分比为O. 03%以下；以及磷元素重量百分比为O. 03%以下；以及其余成分为铁元素。较佳的，其中碳元素重量百分比为O. 03% ;锰元素含量百分比为2. 1% ;硅元素含量百分比为O. 6% ;铬元素含量百分比为O. 7% ;钥元素含量百分比为3% ;硫元素含量百分比为O. 03%以下；以及磷元素含量百分比为O. 03%以下。所述的硬面修补焊材，其可应用于高碳母材的焊接修补。所述的硬面修补焊材，其具有良好的抗焊接热裂敏感度。所述的硬面修补焊材，其具有良好的耐孔蚀性。所述的硬面修补焊材，其温度加热至约550°C时，具有维式硬度介于310Hv至370Hv之间。本发明还提供了一种硬面焊材修补的方法，其包含提供一碳含量重量百分比O. 6%以上的高碳母材，使用上述的硬面修补焊材进行焊接，可得到一经硬面修补的母材。根据本发明的具体技术方案，优选地，本发明所提供的硬面焊材修补的方法中的焊接参数为电流400A，电压30V，焊接高度ES030mm，焊接速度40cpm ;其焊接预热温度为350。。。通过本发明的硬面修补焊材，可达到下列的优点与功效I、本发明的硬面修补焊材，可忍受高碳母材的稀释，使得高碳母材得以于适当时机进行硬面焊接修补，而不致以报废处理，可大幅降低成本以避免浪费。2、本发明的硬面修补焊材，具有良好的熔金硬度、耐孔蚀性、抗回火软化能力、耐冲击性以及对高碳母材的抗焊接热裂敏感度。
图IA为本发明的硬面修补焊材进行耐孔蚀性测试的结果。图IB为对照组2的硬面修补焊材进行耐孔蚀性测试的结果。图2为本发明的硬面修补焊材调整其钥含量进行抗回火软化测试的结果。图3A与图3B为对照组3的硬面修补焊材焊接于碳含量O. 6%的高碳母材的焊道图，其中，图3B为图3A的放大图。图4A与图4B为对照组4的硬面修补焊材焊接于碳含量O. 6%的高碳母材的焊道图，其中，图4B为图4A的放大图。图5A与图5B为对照组5的硬面修补焊材焊接于碳含量O. 6%的高碳母材的焊道·图，其中，图5B为图5A的放大图。图6A与图6B为对照组I的硬面修补焊材焊接于碳含量I. 2%的高碳母材的焊道图，其中，图6B为图6A的放大图。图7A与图7B为本发明的硬面修补焊材焊接于碳含量I. 2%的高碳母材的焊道图，其中，图7B为图7A的放大图。图8为本发明的硬面修补焊材调整其钥含量进行焊接热裂敏感度测试的结果。
具体实施例方式本发明有关于一种硬面修补焊材，其具体实施例如下，但应明了的是，该等实施例仅为说明之用，而不应被视为本发明的实施上的限制。本发明的硬面修补焊材，以下简称RolClad，其成分包含碳、锰、硅、铬、钥、硫以及磷，其各元素的重量百分比如表I所示表I
权利要求
1.一种硬面修补焊材，其主要由碳、钥以及铁元素所组成，其中 碳元素占整体焊材的重量百分比为O. 02至O. 10% ;以及 钥元素占整体焊材的重量百分比为1.4至3%。
2.如权利要求I所述的硬面修补焊材，其进一步包含锰元素，其占整体焊材的重量百分比为I. O至3.0% ;以及硅元素，其占整体焊材的重量百分比为O. 3至1.0% ;以及铬元素，其占整体焊材的重量百分比为O. 6至3. 5% ;以及硫元素，其占整体焊材的重量百分比为O. 03%以下；以及磷元素，其占整体焊材的重量百分比为O. 03%以下。
3.如权利要求2所述的硬面修补焊材，其中，碳元素占整体焊材的重量百分比为O. 03% ;锰元素占整体焊材的重量百分比为2. I % ;硅元素占整体焊材的重量百分比为O. 6% ;铬元素占整体焊材的重量百分比为O. 7% ;钥元素占整体焊材的重量百分比为3% ；硫元素占整体焊材的重量百分比为O. 03%以下；以及磷元素占整体焊材的重量百分比为O.03%以下。
4.如权利要求1、2或3所述的硬面修补焊材，其应用于选自于由下列者所构成的群组的高碳母材轴承钢SUJ2、SUJ3、SUJ4以及SUJ5。
5.如权利要求4所述的硬面修补焊材，其耐孔蚀当量为12.09至61. 21。
6.如权利要求4所述的硬面修补焊材，其温度加热至550°C时，具有维式硬度为310Hv至 370Hv。
7.如权利要求5所述的硬面修补焊材，其温度加热至550°C时，具有维式硬度为310Hv至 370Hv。
8.一种硬面修补焊材，其由碳、钥、锰、硅、铬、硫、磷以及铁元素所组成，其中， 碳元素占整体焊材的重量百分比为O. 02至O. 10% ; 钥元素占整体焊材的重量百分比为1.4至3%; 锰元素占整体焊材的重量百分比为I. O至3. 0% ; 硅元素占整体焊材的重量百分比为O. 3至I. 0% ; 铬元素占整体焊材的重量百分比为O. 6至3. 5% 硫元素占整体焊材的重量百分比为O. 03%以下；以及 磷元素占整体焊材的重量百分比为O. 03%以下。
9.一种硬面焊材修补的方法，其包含 提供一碳含量重量百分比O. 6%以上的高碳母材，使用权利要求I至8任一项所述的硬面修补焊材进行焊接，可得到一经硬面修补的母材。
10.如权利要求9所述的硬面焊材修补的方法，其中，焊接参数为电流400A，电压30V,焊接高度ES030mm，焊接速度40cpm ;其焊接预热温度为350°C。
全文摘要
本发明有关一种高碳母材用硬面修补焊材与用于高碳母材的硬面修补方法。上述硬面修补焊材其包含下列元素，以各元素占整体焊材的重量百分比表示，其中碳元素含量百分比为0.02至0.10％、锰元素含量百分比为1.0至3.0％、硅元素含量百分比为0.3至1.0％、铬元素含量百分比为0.6至3.5％、钼元素含量百分比为1.4至3％、硫元素含量百分比为0.03％以下、磷元素含量百分比为0.03％以下；以及其余成分为铁元素。该焊材可忍受高碳母材的稀释，使得高碳母材得以于适当时机进行硬面焊接修补，而不致以报废处理，大幅降低成本以避免浪费，且该焊材具有良好的熔金硬度、耐孔蚀性、抗回火软化能力以及耐冲击性。本发明还提供了一种硬面焊材修补的方法。
文档编号B23K35/30GK102909482SQ20111022274
公开日2013年2月6日 申请日期2011年8月4日 优先权日2011年8月4日
发明者苏晏正, 蔡政宏, 颜筱珊, 喻国辉, 林进发, 阮志浩, 林澄辉, 曾茂仁 申请人:天泰焊材工业股份有限公司