专利名称：一种铁基耐磨减磨堆焊药芯焊丝的利记博彩app
技术领域：
本发明属于机械、钢铁材料等领域，具体涉及一种用于在钢铁工具、机械零件表面堆焊耐磨合金层的一种耐磨减磨堆焊药芯焊丝。
背景技术：
耐磨堆焊焊丝被堆焊在工具或零件表面上形成耐磨合金层，以保护工具或零件被磨损，如果该工具或零件在工作过程中与其他零件或部件接触，就还要求堆焊耐磨合金不要增大甚至也减少其他零件或部件的磨损。目前的耐磨堆焊焊丝及合金种类很多，有些耐磨性很好，保护了被堆焊工具或零件，但因脆性很大、韧性较低，含有裂纹，容易剥落，因此不能有效防止与之相接触的其它零件或部件的磨损；有堆焊合金裂纹少、韧性高，保护了与之相接触的其它零件或部件的磨损，但牺牲了自身的耐磨性。例如中国专利一种喷焊用合金粉末(申请号02139492)用于钻杆接头的堆焊，该合金粉末由以下以重量份数计的物质混 合而成Cr I 8 3 0份；Ni 4 9份；Mn2 6份；S i 2 6份；B2 5份；C 2 4. 5份；余量为Fe。该发明虽然遵循“平衡磨损设计”概念和“稳定性”原则，即具有抗磨性与减摩性合理匹配的原则，但该合金脆性大，易开裂，有裂纹存在，容易剥落。又例如中国专利02139493. 8 一种堆焊用包芯焊丝，该发明由低碳钢包皮和芯部粉末组成，芯部粉末与低碳钢包皮的重量百分比为30 40% 70 60%，所述芯部粉末由以下以重量百分比计的物质混合而成，Cr25 30% ；Nil5 19% ；Mn3 5% ；Si2 5% ；B3. 5 6% ;C1-3 %，Fe余量。可用于石油钻杆、抽油杆及其它一些需要耐磨和减摩的金属机构件的表面耐磨强化。该发明虽然耐磨性好，但脆性大，易开裂，有裂纹存在，容易剥落，因此不能有效防止与之相接触的其它零件或部件如石油套管的磨损，而且贵金属很多，成本较高。美国专利(5224559)发明了一种堆焊耐磨合金，成分是Cr20 30% ；C3. 5-5.0% ;Fe余量。该合金有大量铬的碳化物，耐磨性很好，但脆性大，易开裂，裂纹很多，容易剥落。随后美国专利(6375895)发明了一种堆焊耐磨合金，成分是 Cr4. 5 10. 5%；C0. 65-1. 1%；Mo0. 05-1. 0%；Fe余量。该合金堆焊在石油钻杆接头上，有一定耐磨性，韧性好，没有裂纹，较好防止了与之相接触的其它零件或部件如石油套管的磨损，但该合金的耐磨性主要来之于合金中的马氏体，耐磨性下降。所以发明耐磨性好、韧性好、不易开裂，既能减少堆焊工具自身磨损、又能保护与之接触的其它零部件的耐磨堆焊合金具有重要意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对克服目前堆焊耐磨合金的耐磨性与减磨性不能兼顾的缺点，提供一种在钢铁工具或零件表面堆焊耐磨合金层的一种耐磨减磨堆焊药芯焊丝，在有效预防工具或零件自身磨损的同时，不增大甚至减少与之接触的其他零件或部件的磨损。本发明堆焊合金硬度高，耐磨性优良，同时韧性好，裂纹敏感性低。为实现上述目的，本发明采取的技术方案是
本发明铁基耐磨减磨堆焊药芯焊丝由低碳钢包皮与芯部粉末组成。
本发明铁基耐磨减磨堆焊药芯焊丝，焊丝的合金元素按重量百分比包含碳(C)
0.2 0. 8%、铬(Cr) 5 20. 0%、钛(Ti)L 0 7. 0% JI(B)O. 3 5. 0%、硅(Si)O. I I. 5%、锰(Mn)O. 2 2. 0%、余量为铁。本发明一种铁基耐磨减磨堆焊药芯焊丝，焊丝还可以再加入以下合金元素钒(V) 0 6. 0%、铌(Nb)O 3. 5%、锆(Zr)O 3. 5%、钨(W )0 3. 0%、钥(Mo)O 2. 0%、镍(Ni)O 2. 0%、稀土 (RE) 0. 00 0. 25%。上述稀土(RE)为铈(Ce)、钪(Sc)、钇(Y)、镧(La)、镨(Pr)、钕(Nd)其中的一种，或它们的混合物。上述铁基耐磨减磨堆焊药芯焊丝由低碳钢包皮与芯部粉末组成，药芯粉末在焊丝中的填充率为20%至50%，则药芯粉末的合金元素按重量百分比包含碳(C)O. 4 3. 0%、铬(Cr) 10 65. 0%、钛(Ti)2. 0 27. 0%、硼(B)O. 6 20%、硅(Si)O. 2 7. 0%、锰(Mn) 0. 4 9.0%、余量为铁。药芯粉末中还可以再加入以下合金元素钒(V)O 25.0%、铌(Nb)O 12. 0%、锆(Zr)O 12. 0%、钨(W )0 10. 0%、钥(Mo)O I. 0%、镍(Ni)O I. 0%、稀土(RE) 0. 00 I. 00%o本发明相对于现有技术，其优点如下
将本发明药芯焊丝堆焊在钢铁表面上后，与基体金属熔合形成几毫米厚的耐磨合金层，该合金层显微组织是低碳高铬马氏体组织上弥散分布大量的钛、钒、铌、钨等的碳化物与硼化物。低碳高铬马氏体组织韧性好，碳化物与硼化物的硬度与耐磨性好，所以本发明合金裂纹敏感性低，具有良好的耐磨性。本发明在试验研究中发现，加入足够的钛元素可以减少耐磨合金与钢铁工件间的粘着磨损，减少了耐磨合金与钢铁工件间的摩擦系数。所以本发明堆焊合金的耐磨性与减磨性兼顾，在具有很高耐磨性同时有良好的减磨性，在有效预防工具或零件自身磨损的同时，不增大甚至减少与之接触的其他零件或部件的磨损。
具体实施例方式本发明铁基高钛耐磨堆焊药芯焊丝，可以在钢铁工件或工具表面上单层堆焊形成I 4_厚的耐磨层，考虑到钢铁工件或工具大部分含有碳、硅、锰、铬、钥等合金元素，所以本发明合金与钢铁工具表层金属熔合后形成的堆焊层中合金元素按重量百分比包含碳(C) 0. 2 0. 8%、铬(Cr) 5 19. 0%、钛(Ti) I. 0 6. 5%、硼(B) 0. 3 4. 8%、硅(Si)O. 2
1.3%、锰(Mn)0. 3 I. 8%、钒(V)O 5. 5%、铌(Nb)O 3. 3%、锆(Zr)O 3. 3%、钨(W)O-
2.8%、钥(Mo)O I. 8%、镍(Ni)O I. 8%、稀土 (RE) 0. 00 0. 23%、余量为铁。本发明铁基耐磨减磨堆焊药芯焊丝及堆焊合金具有优良性能的原理是
本发明堆焊合金含碳量低，含有较多铬元素，所以可以形成韧性好的低碳高铬马氏体组织。本发明堆焊合金含有大量的钛元素，与合金中的碳、硼元素形成大量碳化物与硼化物，其硬度及耐磨性在所有合金碳化物与硼化物中是比较高的。本发明含有少量的碳、较多的铬，与钛等碳化物形成元素合理搭配，当碳化物形成后，合金基体的碳含量进一步下降，形成韧性较好的高铬低碳马氏体，进一步提高了合金的韧性、降低了裂纹敏感性。同时高铬金属与钢铁材料之间摩擦系数低，减少钢铁工件间的粘着磨损，有良好的减磨性。本发明试验发现，钛元素的加入进一步减少堆焊合金与钢铁工件间的粘着磨损， 降低堆焊合金与钢铁工件之间摩擦系数。本发明试验发现当合金中的钛含量大于1%时，减少粘着磨损的效果明显，而钛含量小于1%时，减磨效果不明显，所以本发明合金钛含量大于1%。如果合金中再添加适量的钒、铌、锆、钨、钥等，合金元素相互协同作用，将形成更多的合金碳化物与硼化物，进一步提高合金的耐磨性。通过调节碳、钛、铬、硼、钒、铌、锆、钨、钥、镍等元素的含量，达到调节合金硬度、增加韧性、降低裂纹敏感性的目的。试验表明这些合金元素含量有最佳范围，太少时作用不明显，太多时，合金脆性增大，耐磨性反而下降，例如试验表明钛(Ti)不要超过7. 0%、钒不要超过8. 0%、铌不要超过3. 5%、钨不要超过
3.0%。本发明耐磨堆焊药芯焊丝可以加入稀土元素，稀土元素可净化晶界，细化晶粒，细化碳化物，进一步提高合金的韧性、降低裂纹敏感性。本发明铁基高钛堆焊药芯焊丝的制造方法药芯焊丝是以低碳钢薄钢带作外皮， 以合金粉末为药芯的焊丝，其制造方法是工业成熟技术，本发明耐磨堆焊药芯焊丝就用现有工业成熟技术制成。其原理是购买药芯焊丝专用低碳钢薄钢带，用专用设备将薄钢带轧成成半圆形状如U型等，将合金粉末加入形成药芯，轧制封口，形成了很长很细的包有药芯的金属管，然后经过扎制或冷拉拔，形成直径为？？ I. 2 ？？ 3. 2mm的药芯焊丝成品。形成药芯的合金粉末可以是纯金属粉末或合金粉末。合金粉末有铁碳合金、铬铁合金、钛铁合金、猛铁合金、娃铁合金、钥;铁合金、硼铁合金、稀土 -娃铁合金、稀土铺化合物、钥铁合金及其它所需铁合金等。纯金属粉末如铬粉、钛粉、铁粉等。也可采用碳化物粉末如碳化硼等。纯金属粉末或合金粉末可以外购，其生产方法是成熟工业生产技术，如雾化法、研磨法或其它方法将纯金属或合金制成粉末。雾化法是将金属或合金加热熔化，然后在高压惰性气体作用下将熔化的金属以雾状从喷嘴喷出，雾状金属液滴冷却便形成粉末。研磨法是用机械研磨的方式将碎块的纯金属、或合金研磨成金属粉末。也可以用其它现代新技术制造合金粉末。将制成的纯金属粉末、合金粉末混合即成本发明焊丝的药芯合金粉末。由于金属粉末制造技术早已成为可大规模工业生产的成熟技术，所以本发明合金也可以将购买的纯金属粉末、合金粉末混合即成。合金粉末可选用铁碳合金粉末、铬铁合金粉末、钛铁合金粉末、猛铁合金粉末、娃铁合金粉末、钥;铁合金粉末、硼铁合金粉末、稀土 -硅铁合金粉末、稀土铈化合物粉末、或其它铁合金粉末，纯金属粉末如铬粉、钛粉、铁粉等以及碳化物粉末等。焊丝药芯中每种合金粉末的加入量可以用式(I)初步计算得出
权利要求
1.一种铁基耐磨减磨堆焊药芯焊丝，其特征在于焊丝的合金元素按重量百分比包含碳 0. 2 0. 8%、铬 5 20. 0%、钛 I. 0 7. 0%、硼 0. 3 5. 0%、硅 0. I I. 5%、锰 0. 2 2.0%、余量为铁。
2.根据权利要求I所述的一种铁基耐磨减磨堆焊药芯焊丝，其特征在于焊丝加入以下合金元素钒0 6. 0%、铌0 3. 5%、锆0 3. 5%、钨0 3. 0%、钥0 2. 0%、镍0 2. 0%、稀土 0. 00 0. 25%。
3.根据权利要求2所述的一种铁基耐磨减磨堆焊药芯焊丝，其特征在于所述稀土为铈、钪、钇、镧、镨、钕其中的一种，或它们的混合物。
全文摘要
本发明涉及一种铁基耐磨减磨堆焊药芯焊丝。目前的耐磨堆焊焊丝及合金种类很多，有些耐磨性很好，保护了被堆焊工具或零件，但减磨性差，不能有效防止与之相接触的其它零件或部件的磨损；有的堆焊合金考虑了减磨性，但牺牲了自身的耐磨性。本发明焊丝由低碳钢包皮与药芯粉末组成,焊丝的合金元素按重量百分比包含碳0.2～0.8%、铬5～20.0%、钛1.0～7.0%、硼0.3～5.0%、硅0.1～1.5%、锰0.2～2.0%、余量为铁。本发明耐磨堆焊合金高硬度与良好韧性匹配、不易开裂，耐磨性与减磨性兼顾，在具有很高的耐磨性同时有良好减磨性。
文档编号B23K35/368GK102744532SQ20111009796
公开日2012年10月24日 申请日期2011年4月19日 优先权日2011年4月19日
发明者王新虎 申请人:王新虎