[发明专利]一种碳化钛基耐磨药芯焊丝

说明书

本发明属于焊材技术领域，具体涉及一种碳化钛基耐磨药芯焊丝。本发明提供的碳化钛基耐磨药芯焊丝，包括管状外层和填制在所述管状外层中的药芯。其中，药芯按重量百分比计包括以下组分：TiC：20%‑50%；Ni：4%‑20%；Co：4%‑20%；Cr：10%‑20%；Mn：0%‑1%；Si：1.0%‑5.0%；B：1.0%‑5.0%；Fe：余量。其中，管状外层采用合金钢制成。与现有技术相比，本发明提供的碳化钛基耐磨药芯焊丝，以TiC作为主要合金耐磨相，同时合理配比Ni、Co、Cr、Mn、Si、B、Fe等元素，焊接后具有硬度高、耐磨性强、韧性佳、夹渣少等优点。

技术领域

本发明属于焊材技术领域，具体涉及一种碳化钛基耐磨药芯焊丝。

背景技术

堆焊技术是一种重要的表面修复方法，主要应用于采矿、钢铁、水泥、电力等行业中重型核心部件的修复或表面处理。随着业内对堆焊性能要求的不断提升，药芯焊丝逐渐成为耐磨堆焊的首选焊材，例如可以在关键部件表面利用药芯焊丝堆焊耐磨合金，提高零部件的表面其硬度，延长使用寿命。

碳化钛（TiC）作为一种高硬度的耐磨材料，将TiC添加至焊材中是提高耐磨堆焊性能的考虑方向之一。然而，目前基于TiC的焊材存在TiC含量难以提高、TiC分解失碳、焊层夹渣量大、韧性不佳等问题，限制了基于TiC的焊材的推广应用。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种碳化钛基耐磨药芯焊丝。

本发明提供的碳化钛基耐磨药芯焊丝，包括管状外层和填制在所述管状外层中的药芯。

其中，药芯按重量百分比计包括以下组分：

TiC：20%-50%；

Ni：4%-20%；

Co：4%-20%；

Cr：10%-20%；

Mn：0%-1%；

Si：1.0%-5.0%；

B：1.0%-5.0%；

Fe：余量。

其中，管状外层采用合金钢制成，例如低碳钢或低合金钢。

本发明提供的碳化钛基耐磨药芯焊丝，其药芯中TiC（碳化钛）占比高，作为主要合金耐磨相，达到20%-50%，而非作为辅助相。

生产本发明的碳化钛基耐磨药芯焊丝，可以将合金钢带先制成截面呈U形的长槽，然后在槽内填充药芯粉末，再将截面U形的长槽压制成截面圆形的管状外层。这种方式是焊材制作中最具灵活性和性价比最高的生产工艺之一，尤其是针对诸如高钛类的易氧化合金，更具有生产制造的性价比优势。

由于钛以及钛的碳化物的化学活性大，如采用常规的电焊条焊材、自熔极气保焊材的形式，高含量的碳化钛因电弧高温下保护气氛不够而容易氧化失碳，同时很难获得稳定的焊接电弧。因此，本发明的药芯焊丝优选采用丝极氩弧焊或丝极等离子焊工艺，利用充足稳定的惰性气体氩气流保护金属熔池以及高温凝固状态下的焊接合金，避免碳化钛基合金的氧化。同时氩弧焊和等离子焊本身电弧稳定，为合金焊丝的电弧熔融合金化提供了必要条件。

为了使熔融合金在电弧状态下以及高温凝固状态时具有良好的抗氧化能力，Cr含量优选大于12%，同时Cr也是强碳化物形成元素，为了避免Cr过高导致TiC在电弧熔融状态下分解失碳， Cr含量优选不超过20%。

Ni和Co作为耐高温氧化的合金元素，经过研究，当Ni的配入量4%-20%且Co的配入量4%-20%，能够显著提升合金的抗氧化性能。由于大比例的TiC基合金过于硬脆，因此Ni和Co总含量优选大于8%，使得包覆碳化钛周围的基础合金为奥氏体相，合金总体具备良好的强韧性。本发明按照上述比例配如入Ni和Co，提升了合金整体的高温强度，提升了耐磨性。