[发明专利]18Ni250不锈钢用自保护型药芯焊丝及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料焊接技术领域，具体涉及18Ni250不锈钢用自保护型药芯焊丝，本发明还涉及该焊丝的制备方法。

背景技术

马氏体是指奥氏体通过无扩散型相变而转变成的体心立方的亚稳相，是碳在铁中过饱和的间隙固溶体，其原始组织为马氏体，通过时效而产生强化的铁镍合金。与其它钢种不同，马氏体时效不锈钢是一种通过低碳马氏体相变、时效强化两种强化效应的叠加得到的一种超高强度不锈钢。这种钢不仅具备马氏体时效钢的所有优点，而且具备其它马氏体时效钢所不具备的耐腐蚀特性，并改进了沉淀硬化不锈钢的某些性能。所以此马氏体时效不锈钢逐步代替沉淀硬化不锈钢作为高强度不锈钢，成为一种发展的重要趋势。此钢在完全硬化状态时，具有最佳耐蚀性，也有最好的耐硫化物应力腐蚀破裂性能。不仅具有高的强度，还同时具备优良的断裂韧性，横向力学性能和耐应力腐蚀性能。此类钢的优良综合性能，被广泛用于宇航、核反应堆和石油化工等领域。

18Ni250马氏体时效不锈钢主要由18％的Ni、8.5％的Co、5.0％的Mo、0.4％的Ti和0.1％的Al组成。18Ni马氏体时效钢具有优良的机械性能和良好的淬火性能。经过820℃空冷的固溶处理后，18Ni马氏体时效钢的组织为超低碳、高Ni的单相马氏体，再将它再进行490～510℃的时效处理并空冷后，就会有金属间化合物沉淀在马氏体区域析出、细化、弥散，从而使钢得以强化。一般情况下18Ni马氏体时效钢线进行机械加工，在进行时效处理。这是因为其在时效处理中尺寸变化非常小(18Ni250的收缩率仅为0.06～0.07)所以，在整个加工工艺流程中可省去精加工，这是马氏体时效钢的最大优点。18Ni250被广泛应用于民用领域(如冷冲模、精密模具、水翼船支架等)及军事领域(如飞机起落架、铀浓缩用离心分离机的旋转桶、导弹壳体、火箭发动机壳体等)。

目前，关于18Ni250马氏体不锈钢焊接问题仅有少量焊接工艺方面的报道，尚未见关于其熔焊连接焊接材料的报道。

发明内容

本发明的目的是提供18Ni250不锈钢用自保护型药芯焊丝，焊接飞溅少，焊缝成型美观，具有良好的焊接工艺性能。

本发明的另一个目的是提供18Ni250不锈钢用自保护型药芯焊丝的制备方法。

本发明所采用的技术方案是，18Ni250不锈钢用自保护型药芯焊丝，包括药芯和焊皮，其中药芯按质量百分比由以下组分组成：钴粉12.0％-14.0％，镍粉9.0％-12.0％，钼粉8.0％-10.0％，电解铝粉0.5％-0.1％，金红石粉20.0％-23.0％，锆英砂粉5％-7％，氟化钡粉22％-25％，碳酸钙粉2％-3％，碳酸锂粉2％-3％，氧化铁粉5％-7％，氧化铝粉2％-3％，氧化镁粉2％-3％，其余为铁粉，以上组分质量百分比之和为100％。

本发明的特点还在于：

焊皮为316不锈钢钢带。

药芯焊丝中药芯粉末的的填充量为26％-30％。

本发明所采用的另一个技术方案是，18Ni250不锈钢用自保护型药芯焊丝的制备方法，具体步骤如下：

步骤1：按质量百分比分别称取：钴粉12.0％-14.0％，镍粉9.0％-12.0％，钼粉8.0％-10.0％，电解铝粉0.5％-0.1％，金红石粉20.0％-23.0％，锆英砂粉5％-7％，氟化钡粉22％-25％，碳酸钙粉2％-3％，碳酸锂粉2％-3％，氧化铁粉5％-7％，氧化铝粉2％-3％，氧化镁粉2％-3％，其余为铁粉，以上组分质量百分比之和为100％；

步骤2：将步骤1称取的氟化钡粉、碳酸钙粉、碳酸锂粉、氧化铁粉、氧化铝粉和氧化镁粉混合得到混合药粉A，向混合药粉A中加入水玻璃粘结剂并混合均匀，然后放置于加热炉中烧结，碾碎、过筛，得到混合药粉B；

步骤3：将步骤1称取的钼粉、镍粉、钴粉、电解铝粉、铁粉、金红石粉和钛铁矿粉与步骤2得到的混合药粉B混合均匀，置于烘干炉中烘干，得到药芯粉末；

步骤4：通过药芯焊丝制丝机把步骤3得到的药芯粉末包裹在316不锈钢钢带内，并采用成型机将316不锈钢钢带闭合，得到焊丝半成品，用丙酮擦拭干净再进行拉拔，拉拔至直径为1.2-1.6mm；

步骤5：焊丝半成品经步骤4拉拔完毕后，用蘸有丙酮的棉布擦拭焊丝上的油污，最终经拉丝机把焊丝拉直、盘成圆盘、密封包装，得到18Ni250不锈钢用自保护型药芯焊丝。

步骤2中：烧结温度为650℃-750℃，烧结时间为4-6h，过筛粒度60-140目。

步骤3中：烘干温度为200℃-300℃，烘干时间为2-3h。