CN101219509B - 一种高碳高合金的埋弧自动堆焊焊剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高碳高合金的埋弧自动堆焊焊剂，焊剂的组成和配比按重量份为：氧化锰1-3份；二氧化硅4-5份；氟化钙40-50份；二氧化铝25-35份；氧化钙3-5份；氧化镐3-4份；氟化钠4-5份；钼粉0.6-0.8份；铌粉1.0-1.2份；炭化铬4-6份。本发明在焊接过程中使合金成份熔于工件表面从而增加工件耐磨，耐高温和耐冲击，增加焊接表面硬度，焊接过程中电弧稳定，容易脱渣，焊缝成型美观，过渡平滑，且焊前不预热，焊后不需热处理。
Description
技术领域
本发明涉及一种埋弧自动堆焊焊剂，具体涉及一种高碳高合金的埋弧自动堆焊焊剂。
背景技术
焊剂在焊接时，能够熔化形成熔渣和气体，对熔化金属起保护和冶金处理作用，用于埋弧焊的为埋弧焊剂，在埋弧自动堆焊方面，传统的埋弧焊剂只能够满足焊接过程中的物理化学要求，保证焊接过程中的工艺性能良好，不能提供给焊接更大的帮助。焊剂由于受到焊剂配方的限制，工件焊接前要进行预热，焊接后还要进行热处理，否则易产生裂纹，焊接后形成的焊接层硬度和耐磨性都普遍很低。
发明内容
本发明是针对以上不足，提供一种能够增加工件耐磨、耐高温和耐冲击性能，增加焊接层硬度，焊接过程中电弧稳定，容易脱渣，焊缝成型美观，过度平滑，且焊前不预热，焊后不需热处理的高碳高合金的埋弧自动堆焊焊剂。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种高碳高合金的埋弧自动堆焊焊剂，焊剂的组成和配比按重量份为：氧化锰1-3份；二氧化硅4-5份；氟化钙40-50份；二氧化铝25-35份；氧化钙3-5份；氧化镐3-4份；氟化钠4-5份；钼粉0.6-0.8份；铌粉1.0-1.2份；炭化铬4-6份。
更进一步的说，本发明的一个优选的实施方案是提供一种高碳高合金的埋弧自动堆焊焊剂，该焊剂的组成和配比按重量份为：氧化锰2份；二氧化硅6份；氟化钙45份 二氧化铝30份；氧化钙4份；氧化镐2份；氟化钠3份；钼粉0.8份；铌粉1.2份；炭化铬6份。
该焊剂为颗粒状，其粒度为10-60目。
本发明组成物中炭化铬，其分子式为CR3C2，碳的理论重量百分比为13.3％。其生产工艺是将金属铬粉末和碳黑按比例均匀混合后，放在真空炉中在1400度以上高温真空碳化而成。碳化铬为银灰色，密度为6.2克/立方米，硬度为HV2200以上。
以CR3C2为主体，以镍或镍基合金为粘结相的碳化铬硬质合金(包括丝材和粉末)是一种耐磨、耐腐蚀和抗高温氧化的新型硬质合金，被称为“硬质合金中的不锈钢”。其特点是：
(1)抗高温氧化性好：在空气中加热至1100度或更高温度，仅表面变色；而WC-CO合金(炭化钨硬质合金)在800度即急剧氧化，900度完全烧毁。
(2)耐蚀性和耐磨性好：在质量分数为10％的硫酸溶液中受刚玉冲刷的年磨损率仅0.6mm，耐蚀性为1CR18N19TI不锈钢的30倍。在质量份数10％硫酸溶液中和饱和HCL溶液中的耐磨蚀性为WC-CO合金的4倍。对水蒸汽的抗腐蚀性为WC-CO合金的50倍。
(3)硬度为88-90HRA，与一般WC-CO合金相当，并能保持到600度而不明显下降。
(4)密度低，为一般WC-CO合金的一半。
(5)热膨胀系数与钢接近。
(6)无磁性。所以可以有效的提高工件的耐磨性、耐腐蚀性、耐冲击性。
本发明的焊剂配方中添加了钼、铌、炭化铬高碳高合金材料，尤其是添加了炭化铬，炭化铬的卓越性能，能够提高焊接层的硬度和耐磨性，是传统焊剂不能够达到的，而且不提高操作难度，焊接工艺出色。制备过程中，将钼、铌、炭化铬这三种高合金粉末与焊剂的其它组成物一同熔炼，使产出的焊剂含有高碳高合金成份，在焊接过程中使合金成份熔于工件表面从而增加工件耐磨，耐高温和耐冲击的性能，增加焊接表面硬度，焊接过程中电弧稳定，容易脱渣，焊缝成型美观，过度平滑，且焊前不预热，焊后不需热处理。
具体实施方式
下面列举实施例对本发明加以进一步说明，但本发明不限于这些实施例。
实施例1
按下述重量称取原料(克)：
氧化锰2；二氧化硅6；氟化钙45；二氧化铝30；氧化钙4；氧化镐2；氟化钠3；钼粉0.8；铌粉1.2；炭化铬6。
制法如下：
将上述的原料混合均匀后，放入坩埚中，加热到1400℃-1500℃，在工业大量生产中可利用电弧炉或火焰炉等加热，使其融化，全部融化后出炉，在水中激冷以使其粒化，再经过烘干、粉碎、过10-60目筛、包装后使用，本焊剂颗粒为黑色玻璃状，粒度为10-60目。
使用实施例1的焊剂与高耐磨药芯焊丝焊接高炉布料溜槽衬板的焊接效果比较：
高炉布料溜槽为大型钢铁企业高炉原料矿石的送料溜槽，原料矿石从送料端坠落至溜槽然后滑动进高炉，由于送料端与溜槽有一定的落差，因此要求溜槽有极强的抗冲击性及耐磨性。
使用普通的107焊剂与高耐磨药芯焊丝焊接高炉布料溜槽衬板，HRC硬度能达到60左右，耐磨性能与抗冲击性较好，寿命8个月左右。
使用本发明焊剂与高耐磨药芯焊丝焊接高炉布料溜槽衬板，HRC硬度能达到64-65，耐磨性能与抗冲击性能更加优异，与高炉维修周期同步，使用寿命达1年以上，焊接过程中电弧稳定，容易脱渣，焊缝成型美观，过度平滑，且焊前不预热，焊后不需热处理的。
实施例2
按下述重量称取原料(克)：
氧化锰3；二氧化硅4；氟化钙40；二氧化铝35；氧化钙3；氧化镐3；氟化钠4；钼粉0.6；铌粉1.0；炭化铬4。
制法如实施例1。
使用实施例2的焊剂与高耐磨药芯焊丝焊接磨辊外立面，磨辊是发电厂与水泥厂将矿物原料研磨成粉状原料的机械主要部件，由于磨辊外立面与矿石和磨盘之间不断的碰撞与摩擦，要求极高的硬度与耐磨性。
使用普通的107焊剂与高耐磨药芯焊丝堆焊磨辊外立面，HRC硬度能达到60左右，耐磨性能良好。
使用实施例2的焊剂与高耐磨药芯焊丝堆焊磨辊外立面，HRC硬度能达到64-65，耐磨性能更加优异，磨辊使用寿命提高25％以上，焊接过程中电弧稳定，容易脱渣，焊缝成型美观，过度平滑，且焊前不预热，焊后不需热处理的。
实施例3
按下述重量称取原料(克)：
氧化锰1；二氧化硅5；氟化钙50；二氧化铝25；氧化钙5；氧化镐4；氟化钠5；钼粉0.7；铌粉1.1；炭化铬5。
使用实施例3的焊剂与高耐磨药芯焊丝和使用普通的107焊剂与高耐磨药芯焊丝焊接高炉布料溜槽衬板的焊接效果比较：
使用普通的107焊剂与高耐磨药芯焊丝焊接高炉布料溜槽衬板，HRC硬度能达到60左右，耐磨性能与抗冲击性较好，寿命8个月左右。
使用实施例3的焊剂与高耐磨药芯焊丝焊接高炉布料溜槽衬板，HRC硬度能达到64-65，耐磨性能与抗冲击性能更加优异，与高炉维修周期同步，使用寿命达1年以上，焊接过程中电弧稳定，容易脱渣，焊缝成型美观，过度平滑，且焊前不预热，焊后不需热处理的。
Claims (3)
1.一种高碳高合金的埋弧自动堆焊焊剂，其特征在于，焊剂的组成和配比按重量份为：氧化锰1-3份；二氧化硅4-5份；氟化钙40-50份；二氧化铝25-35份；氧化钙3-5份；氧化锆3-4份；氟化钠4-5份；钼粉0.6-0.8份；铌粉1.0-1.2份；碳化铬4-6份；所述碳化铬的分子式为Cr3C2。
2.根据权利要求1所述的一种高碳高合金的埋弧自动堆焊焊剂，其特征在于，所述的焊剂的组成和配比按重量份为：氧化锰3份；二氧化硅4份；氟化钙40份；二氧化铝35份；氧化钙3份；氧化锆3份；氟化钠4份；钼粉0.6份；铌粉1.0份；碳化铬4份。
3.根据权利要求1或2所述的一种高碳高合金的埋弧自动堆焊焊剂，其特征在于，所述的焊剂为颗粒状，粒度为10-60目。
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