[发明专利]一种铸铁模具堆焊药芯电焊条及其制备方法

说明书

本发明公开了一种铸铁模具堆焊药芯电焊条及其制备方法，涉及电焊材料技术领域。本发明所述铸铁模具堆焊药芯电焊条包括管体、填充于所述管体内的药芯和包裹所述管体的药皮；本发明通过对药芯和药皮的组分进行选择，可以在FC300进口汽车铸铁模具上形成具有良好抗裂性、抗脆性、抗强烈冲击磨损性能的堆焊缝，其焊层硬度满足使用要求，使用所述电焊条堆焊修复后的模具具有更长的使用寿命。

技术领域

本发明涉及电焊材料技术领域，尤其涉及一种铸铁模具堆焊药芯电焊条及其制备方法。

背景技术

在各种车辆制造中，广泛使用铸铁模具生产各种零部件。这些模具在使用中受强烈冲击、拉拔、挤压、热疲劳等作用而产生各种磨损、擦伤、崩口等问题，影响了工件使用质量，甚至会导致其报废，产生巨大损失。因此，需要对这些模具在制作时或使用后进行各种堆焊及修补工作。这些模具用的铸铁材料繁多，常用的有日本进口模具灰铁类材料FC300等，该材质类似于国产灰铁HT-300材料，这两种材料的含碳量都很高(3.5％以上)，表面硬度高，刚性大，可焊性较差；其中，HT-300中磷、硅含量较高，可焊性更差。在堆焊修补上述材料时，焊接部位易出现焊缝白口组织和脆硬的马氏体组织，焊缝硬度高而脆性大，导致焊缝及其周边易发生开裂，甚至剥离。

为了解决上述技术问题，目前常用的手段是在焊条制作材料中采用高镍、镍铜、镍铁合金等制备成镍基系列堆焊条，可形成非铸铁组织焊缝；或者在焊条的药皮中加入强氧化剂如大理石粉、氧化铁粉等以烧损、化学反应等形式减少焊缝碳含量，减小焊缝白口区。

但上述方案或多或少存在一些弊端，例如：纯镍实芯电焊条的焊缝硬度过低，耐磨性较差，导致堆焊工件使用寿命极短，并且制作成本高；若药皮中含有强氧化剂或大量铁粉，对减少焊缝白口区范围作用有限。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种铸铁模具堆焊药芯电焊条及其制备方法，使用所述电焊条堆焊后的焊缝具有良好的抗冲击耐磨性能，焊缝成形美观；并且使用所述电焊条焊接操作性好，适用于对FC300等进口模具进行焊接。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：

一种铸铁模具堆焊药芯电焊条，所述铸铁模具堆焊药芯电焊条包括管体、填充于所述管体内的药芯和包裹所述管体的药皮；

所述药芯包含如下组分：铁粉、锰粉、硅铁粉和混合粉；所述铁粉、锰粉、硅铁粉、混合粉的质量比为(60-68)：(10.4-11)：(11.5-12.5)：(12-14)；所述混合粉为镍粉、铜粉、钴粉的混合物；

所述药皮包含如下组分：大理石粉、萤石粉、石墨粉、钛白粉、钛铁矿粉、锆英石粉、铁粉、硅铁粉、锰粉；所述大理石粉、萤石粉、石墨粉、钛白粉、钛铁矿粉、锆英石粉、铁粉、硅铁粉、锰粉的质量比为(50-55)：(8-12)：(1-1.5)：(1-4)：(6-8)：(10-14)：(4-10)：(2-5)：(3-5)。

焊接过程中会发生一系列的液相物理和冶金化学反应，并且在电弧吹力、电磁力等作用下，这些液相瞬间被喷向母材表面形成熔池。随着焊接的不断进行，这些熔滴相互聚合，增多，从而形成小流体并流向熔池中；与电弧端部距离不同的粉料，其受热情况不同，一旦停止烧焊，即在电弧端部出现烧结、焙烧等现象。在焊接电弧作用下，薄管壁易在起弧端产生明显阴极斑点，而电流密度很高，管皮(即管体)的截面积远小于实芯焊丝，导致管皮的发热效率很高。

本发明通过实验发现，在管皮内注入上述合金物质构成药芯比在药皮中添加这些合金更好，管皮内温度低，其过渡到焊缝时烧损少，焊接飞溅少，因而过渡效率更高。另外，无需在药皮中添加所需的强硬化合金组分，因而留下重量百分比多余的份额，可以更好地调整有助于降碳、抗裂、抗气孔、成形等组分的配比，进一步改善焊条的焊接工艺性。即采用药芯实现焊缝合金化、强硬化，通过药皮改善焊接工艺、抗裂、抗气孔等性能，使这种结构的焊条具备实芯焊条、药芯焊丝各自优点的特性，更好发挥其综合性能。