[发明专利]一种用于磨煤辊的耐磨粒磨损药芯焊丝及制备方法

说明书

本发明提供了一种用于磨煤辊的耐磨粒磨损药芯焊丝，包括药芯粉和外皮，药芯粉的粒度为180～200目，所述药芯粉的成分按质量百分比计为：硼铁3～12％，金属铬粉12～26％，二氧化钛0.5～8％，钼铁1～12％，镍粉1～10％，硅粉1～5％，锰粉1～6％，铜粉0.2～3％，稀土添加剂0.1～5％，余量为铁粉。使用本发明提供的焊丝进行堆焊后，得到的堆焊样品硬度较高，耐磨粒磨损，相对耐磨性为白口铸铁KmTBCr₂₆材料的2～3倍，尤其适用于磨煤辊的堆焊，如水泥厂生熟料制粉磨机和磨煤机磨辊套及衬板，完全可以替代现有陶瓷材料产品。

技术领域

本发明属于焊接材料领域，具体涉及一种用于磨煤辊的耐磨粒磨损药芯焊丝及制备方法。

背景技术

磨辊是磨粉机最重要的零部件，质量的优劣直接影响设备的研磨效果，硬度、耐磨性和表面加工要求，是磨辊最重要的质量指标。硬度和耐磨性不合格的磨辊，不可能经切削加工制成优质的磨辊。磨粉机在工作时，磨辊不但要承受碎石、砂粒等磨料的磨损，还要承受一定的冲击载荷，因此，磨辊要具有较高的耐磨性、硬度和一定的冲击韧性。磨辊在服役一定时间后，均会产生较严重的磨损以致无法正常工作运行，更换磨辊显然不是经济合理的选择，因此我们常常需要采用堆焊修复的方法来使之重新可以正常服役。堆焊是指借助一定的热源手段将具有一定使用性能的合金材料熔覆在母体材料的表面，其目的不是为了对结构件进行连接，而是利用焊接的方法，在金属构件表面涂覆一层或几层材料，以实现对原金属构件恢复尺寸、赋予起耐磨、耐蚀、耐热等特殊性能的表面涂层。

目前堆焊材料的研制途径主要有三种：堆焊焊条、堆焊药芯焊丝和堆焊实心焊丝。其中堆焊药芯焊丝在堆焊过程中电弧稳定、飞溅小、熔覆效率高、焊缝成型美观并可连续施焊。与堆焊焊条和堆焊实心焊丝相比更是具有生产效率高、成本低、药芯成分调节方便等优点而深受人们的欢迎。堆焊药芯焊丝在堆焊材料中的比例正逐年增长。根据堆焊时焊缝是否需要焊剂来保护，堆焊药芯焊丝可分为埋弧和明弧两种类型。埋弧堆焊药芯焊丝是在焊剂的保护作用下进行堆焊的，其堆焊电流大、熔敷效率高、焊缝成型美观、劳动条件好，但热输入大、焊缝稀释率大且焊后需要清渣。主要用于堆焊大体积零件的耐磨层，如大直径轧辊、磨煤辊等。明弧堆焊药芯焊丝根据保护方式又分为气保护和自保护两种。气保护药芯焊丝研制容易，但堆焊时需要供气装置，堆焊成本高，目前一般很少采用。自保护药芯焊丝无需外加保护气体，成本低且抗风等外界干扰能力强，目前正逐步推广应用。其中自保护明弧无渣耐磨堆焊药芯焊丝因焊后无需清渣，可连续进行多层多道焊，易于实现自动化生产和焊缝跟踪，显著提高生产效率和节约大量人力、物力，已成为现在堆焊药芯焊丝发展的主要对象。

CN105312795A公开了一种磨辊堆焊用高铌高铬合金铸铁自保护药芯焊丝及制备方法，该焊丝由铁素体不锈钢带和包裹的药粉组成，药粉成分包括高碳铬铁、铌铁、石墨、硅铁、电解金属锰、中碳硼铁、铝镁合金、冰晶石、萤石、碳酸锂、锆英砂、钛酸钾、钛酸钠和铁粉，制备方法为药粉预处理后加入U型槽中，口后进行四道次连续拉拔减径，得到药芯焊丝，该发明所提供的药芯焊丝具有堆焊层熔敷金属硬度稳定、焊接飞溅少、良好的耐高应力磨粒磨损性的优点，适用于水泥磨辊的堆焊修复与再制造，然而该发明提供的配方原料种类较多，前期准备较复杂。CN103753052A提供了一种低成本高硬度自保护堆焊药芯焊丝，包括低碳钢带和药芯，药芯填充于钢带中，药芯成分包括高达85～92％的高碳铬铁、锰粉、铝镁合金、硅铁、石墨、硼铁和氟硅酸钠，药芯在空心焊丝内的填充率为58～65％。该发明提供的焊丝，成本低廉，硬度高，耐磨性好，然而过高的高碳铬铁含量会对焊接工艺性能有不良影响。

综上所述，目前仍缺乏一种专门用于磨煤辊的焊接性能优良、能显著提高堆焊熔覆金属耐磨性和堆焊效率高的药芯焊丝。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的之一是提供一种用于磨煤辊的耐磨粒磨损药芯焊丝。

本发明的目的之二是提供上述焊丝的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：