[发明专利]一种焊丝及制备方法

说明书

技术领域

本发明属于焊接材料领域，具体涉及一种焊丝及其制备方法。

背景技术

目前，电力、水泥、钢铁、矿山等行业的磨机的磨损主要是物料对磨辊及磨盘的摩擦损耗而产生的三体磨料磨损。利用电镜和金相组织分析研究可知，随着物料中杂质（如石英和黄铁矿）含量的增加，对磨辊表面形成的磨沟增多且明显变宽，因此，物料中杂质的硬度对磨辊磨损有重要的影响，不同的物料对金属的磨损程度不同，工件的寿命也就不同。因此，磨辊的磨损方式主要是物料中的硬质颗粒对其表面造成的梨沟塑变，使金属表面产生显微切削和碳化物的破碎、剥落。机械耐磨件上用于堆焊修复的焊接材料，一般属于高锰钢和高铬铸铁系列，然而高锰钢在低、中冲击磨损工况下，其冲击相变硬化不能充分发挥，使得耐磨性低，寿命短；而高铬铸铁系列一般只含有碳、铬、硅、锰等合金元素，其耐磨性主要依靠碳与铬形成复合碳化物（Fe、Cr）₇C₃、（Fe，Cr）₂₃C₆与基体相结合而达到，但碳化物（Fe、Cr）₇C₃的硬度为HV1200～1800，（Fe，Cr）₂₃C₆的硬度为HV1000～1520，虽是一种很耐磨的材料但抗裂性极差。如果加入铬含量过高，堆焊表面硬度不会增加，而且表面产生很多裂纹，易使耐磨层脱落。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种硬度高、耐磨性佳的焊丝及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种焊丝，包括低碳钢外皮和药芯，由以下按照质量百分比的成分组成：C 6～8%，Cr 10～20%，W 25～33%，V 5.5～6.5%，Si 2～3%，余量为Fe。

作为本发明的进一步方案：所述药芯重量为所述焊丝重量的40～70％。

作为本发明的进一步方案：所述药芯由以下原料组成：高碳铬铁、钒铁合金、钨粉、雾化硅铁粉、石墨、铁粉。

作为本发明的进一步方案：所述药芯由以下原料组成：按重量百分比计算，高碳铬铁30%、钒铁合金15~20%、钨粉30~35%、雾化硅铁粉5%、石墨5%、铁粉10%。

作为本发明的进一步方案：采用明弧焊接。

所述焊丝的制备方法，由以下步骤组成：

（1）首先，选用宽度为18～20mm、厚度为0.3～0.5mm的低碳钢外皮，先将所述低碳钢外皮轧制成U形槽，

（2）然后，向U形槽中加入药芯，接着，将U形槽合口，使药芯包裹其中，

（3）最后，经拔丝机拉拔，得到直径为3.5～4.5mm的焊丝。

作为本发明进一步的方案：步骤（2）中药芯重量为所述焊丝重量的40～70％。

作为本发明进一步的方案：步骤（2）中药芯中原料的粒度为60目～80目。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的焊丝焊接后形成的堆焊层包含钨元素，由于钨元素形成碳化钨的能力强，且钨可增加铸铁的淬透性，抑制珠光体的析出，促使基体中马氏体组织的形成，因而可显著提高碳化物和基体的硬度；钒元素有利于晶粒细化。本发明的焊丝具有焊接后形成的堆焊层硬度高、碳化物颗粒细小、冲击磨损性能优越等特点。

具体实施方式

下面以具体实施例的方式说明本发明，但是本发明决不仅限于下列实施例。

实施例1

本发明实施例中，一种利用钒铁合金和钨粉制备的焊丝，制备过程由以下步骤组成：选用宽度为18mm、厚度为0.5mm的低碳钢外皮，先将所述低碳钢外皮轧制成U形槽，再向U形槽中加入药芯，所述药芯由以下原料组成：按重量百分比计算，高碳铬铁30%、钒铁合金20%、钨粉30%、雾化硅铁粉5%、石墨5%、铁粉10%。将所取药芯原料充分混合均匀，然后通过送粉器将药芯加入U形槽中，填充率为55％，将U形槽合口，使药芯包含其中，经拔丝机拉拔，得到直径为3.5mm的焊丝。

实施例2