[发明专利]一种低镍奥氏体不锈钢药芯焊带及其制备方法

说明书

一种低镍奥氏体不锈钢药芯焊带及其制备方法。本发明属于焊接材料制备技术领域。本发明的目的是为了解决现有带极堆焊用不锈钢焊带堆焊需要焊剂配合进行熔池保护、熔覆层耐腐蚀性和耐磨性较差的技术问题。本发明的一种低镍奥氏体不锈钢药芯焊带由06Cr18Mn5Ni4Cu2N不锈钢外皮和填充在其中的药芯粉组成；所述药芯粉按质量分数由钾长石：5％～7％、金红石：17％～20％、锆英砂：1％～2％、Al‑Mg合金：0.5％～1％、电解锰：22％～25％、硅铁：0.5％～1％、铬粉：10％～12％、镍粉：8％～10％、钼铁：0.5％～1％、铜粉：5％～10％、金属钴粉：1％～2％、钛粉：0.5％～1％和余量氮化铬铁粉混合而成，氮化铬铁粉的氮含量为：8％～10％。本发明通过有益元素的添加使得堆焊熔覆层具有硬度高、耐磨耐腐蚀等优点。

技术领域

本发明属于焊接材料制备技术领域，具体涉及一种低镍奥氏体不锈钢药芯焊带及其制备方法。

背景技术

低镍奥氏体不锈钢，是一种使用N元素代替成本昂贵的Ni元素作为主要的奥氏体化元素的强度高、韧性好、耐腐蚀性能优良的资源节约型奥氏体不锈钢，由于固溶在钢中的N元素有着较高的层错能，可优化材料微观组织、大幅提高材料综合性能，近年来受到化工装备、压力容器、建筑装饰、水产养殖等行业的持续关注。

其中，加氢反应器、煤液化反应器、核容器制造过程中，往往采用带极堆焊技术进行厚壁压力容器的内表面堆焊熔覆，以获得耐腐蚀的不锈钢内胆。近年来，带极堆焊技术因其具有生产效率高、稀释率低、生产成本较低等优点而在得到广泛应用。随着上述压力容器逐渐向大型化、厚壁化、高效化方向发展，促使带极堆焊材料也向着更加高效优质、更低成本的目标前进。

我国镍资源匮乏，而金属镍是不锈钢材料的核心元素，因此，如果采用低镍型不锈钢焊接材料进行上述设备的内壁堆焊，在可以保证耐腐蚀性能和力学性能的条件下，可以节省镍含量，从而达到大幅降低生产成本的目的，同时氮是强烈的奥氏体形成化元素，继而可以降低铁素体和形变马氏体形成的机会。此外，氮还可以极大地提高材料抗点蚀能力。

同时，研发的低镍奥氏体不锈钢药芯焊带采用惰性气体Ar作为保护气体对焊接熔池进行防护，因此不需要额外使用焊剂进行高温熔池防护，焊剂也无需额外加热烘干工序，这样既降低了生产成本，也增加了生产效率。因此，研发的一种低镍奥氏体不锈钢药芯焊带具有深远的意义与应用前景。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有带极堆焊用不锈钢焊带堆焊需要焊剂配合进行熔池保护、熔覆层耐腐蚀性和耐磨性较差的技术问题，而提供一种低镍奥氏体不锈钢药芯焊带及其制备方法。

本发明的一种低镍奥氏体不锈钢药芯焊带由06Cr18Mn5Ni4Cu2N不锈钢外皮和填充在其中的药芯粉组成；所述药芯粉按质量分数由钾长石：5％～7％、金红石：17％～20％、锆英砂：1％～2％、Al-Mg合金：0.5％～1％、电解锰：22％～25％、硅铁：0.5％～1％、铬粉：10％～12％、镍粉：8％～10％、钼铁：0.5％～1％、铜粉：5％～10％、金属钴粉：1％～2％、钛粉：0.5％～1％和余量的氮化铬铁粉混合而成，所述氮化铬铁粉的氮含量为：8％～10％。

进一步限定，所述药芯粉中钾长石、金红石、锆英砂的颗粒度为80目～200目，其余成分的颗粒度为80目以下。

进一步限定，所述06Cr18Mn5Ni4Cu2N不锈钢外皮中元素组成及各元素质量含量为：C：0.06％～0.07％、Si：0.35％～0.45％、Mn：5.15％～5.60％、Ni：3.50％～4.50％、Mo：0.10％～0.15％、Cu：1.90％～2.10％、N：0.30％～0.40％、S≤0.001％、P≤0.020％、余量为Fe。

进一步限定，所述06Cr18Mn5Ni4Cu2N不锈钢外皮厚度为0.60mm～0.80mm。

进一步限定，所述低镍奥氏体不锈钢药芯焊带中药芯粉的填充率为25％～28％。