[发明专利]一种用于布料溜槽的耐高温耐磨粒磨损焊丝及制备方法

说明书

本发明提供了一种用于布料溜槽的耐高温耐磨粒磨损焊丝，原料包含以下质量百分比计的组分：金属铬粉16～30％，钼铁5～15％，碳化钨0.8～5％，铌粉3～12％，硼铁0.8～7％，二氧化钛0.3～5％，二氧化硅1～5％，金属锰0.9～5％，稀土添加剂0.3～6％，铜粉0.02～0.1％，余量为铁粉。本发明提供的焊丝配方原料易得，制备工艺简单，焊接得到的样块硬度较高，耐磨性能良好，生产成本低，本发明提供的焊丝可广泛应用于800℃以下中低应力磨粒磨损环境，尤其是冶炼厂的布料溜槽，可替代进口材料。

技术领域

本发明属于焊接材料领域，具体涉及一种用于布料溜槽的耐高温磨粒磨损自保护焊丝及制备方法。

背景技术

布料溜槽为炼铁高炉无料钟布料器中的一个关键部件，是冶炼料流进入高炉炉体的最后一个通道，通过布料溜槽的旋转实现高炉内炉料的均匀撒布。布料溜槽表面要承受剧烈的磨粒磨损，所以必须要用高温耐磨材料来制造。如果溜槽整体都用高耐磨的材料制造，那么溜槽的制造成本就会非常高，因此在溜槽表面采用耐磨衬板是一种既经济又科学的方法，衬板采用两种方式提高耐磨性。一是在制造衬板时，采用整体耐磨合金铸造，二是采用复合耐磨堆焊的方法制造。用整体耐磨合金铸造的衬板虽然有着较好的耐磨性，但存在的问题较多，采用复合耐磨堆焊的方法，既可以保证工件表面具有良好的耐磨性，又可使辊体具有良好的综合力学性能，不存在开裂或断裂的危险，这就对焊丝提出了比较高的要求。

自保护焊丝指不需外加气体或焊剂保护，仅依靠焊丝自身的合金元素在高温时的化学反应，以防止空气中氧、氢等气体侵入和补充合金成分的一种焊丝。堆焊焊丝通常在堆焊工件的任意部位焊敷一层特殊的合金面，其目的是提高工作面的耐磨损、耐腐蚀和耐热等性能，以降低成本，提高综合性能和使用寿命，堆焊也常用于修旧利废的技术中，堆焊时一般会根据使用要求来选用不同的合金和不同的硬度等级焊丝。

目前硬面堆焊材料主要分为三个方向：首先是焊丝类，其次是手工电焊条类和带极焊带类，其中焊丝类堆焊材料又分为埋弧焊丝和自保护药芯焊丝，自保护药芯焊丝是一种不需要外加气体或焊剂保护的高效、省料、低成本的药芯焊丝，说其高效，是因为该类焊丝易于实现自动化、焊缝无熔渣，因此不存在需要清渣的问题，可以实现连续焊接；说其省料，因为药芯焊丝可节约25％左右的熔敷金属；至于低成本，是因为这类焊丝不需要气体或焊剂保护，从而可以降低生产成本。药芯焊丝可用于碳钢，低合金高张力钢，高强度淬火回火钢，不锈钢以及硬面耐磨钢材等的焊接。药芯焊丝还有以下优点：对各种钢材的焊接，适应性强调整焊剂的成分和比例极为方便和容易，可以提供所要求的焊缝化学成分；工艺性能好，焊缝成形美观采用气渣联合保护，获得良好成形，加入稳弧剂使电弧稳定，熔滴过渡均匀；熔敷速度快，生产效率高在相同焊接电流下药芯焊丝的电流密度大，熔化速度快，其熔敷率约为85％-90％，生产率比焊条电弧焊高约3-5倍；可用较大焊接电流进行全位置焊接，然而药芯焊丝也有它的缺点，主要包括：焊丝制造过程复杂；焊接时，送丝较实心焊丝困难；焊丝外表容易锈蚀，粉剂易吸潮，因此对药芯焊丝保存一管理的要求更为严格。

CN102233491A公开了一种自保护药芯焊丝，包括钢带和焊药，焊药填充于钢带中，按重量百分比计，焊药的成分包含1～3％的铝粉、3～5％的稀土硅、1～3％的钒铁、50～65％的高碳铬铁、10～15％的铌粉、10～20％的钼铁和2～5％的碳化钨，焊药于钢带中的填充率为40～50％。通过调节上述合金粉末之间的比例，本发明在不同温度条件下都具有较高的硬度，无论是室温条件下，还是在高温(可高达600℃)条件下均有较高的硬度，从而扩大了硬面材料的使用场合，减少了工件使用温度对材料的限制，减少了焊接时需要多种焊接材料的繁琐工序，然而，该发明提供的焊丝在焊接处理时所需要的条件较为苛刻，使其应用范围受到了局限，此外，由于碳含量较大，依然会导致像气体保护焊丝一样的缺陷，导致自保护过程难以保护完整，进而使得焊接过程发生飞溅，进而造成焊丝焊接处理的浪费以及对焊缝的韧性造成不良影响。