碳化鈦型自保護耐磨堆焊藥芯焊絲及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于焊接材料技術領域，具體涉及一種碳化鈦型自保護耐磨堆焊藥芯焊絲，本發(fā)明還涉及該藥芯焊絲的制備方法。
【背景技術】
[0002]磨損是造成機械設備失效的重要原因之一。在礦山、工程、農業(yè)、建筑等行業(yè)的機械常處于異常惡劣的環(huán)境下工作，很多機械零部件因其表面磨損過多導致過早失效而報廢。據不完全統(tǒng)計，我國球磨機磨球、襯板、乳棍、挖掘機和裝載機斗齒、耐磨輸送管道、破碎機襯板、錘頭、顎板和履帶板等每年消耗量達數(shù)百萬噸以上，而且隨著我國工業(yè)的飛速發(fā)展逐年遞增。因而對材料表面改性，提高耐磨性或對已經失效的材料進行修復，延長其使用壽命，提高經濟效益具有重大的現(xiàn)實意義。
[0003]耐磨堆焊技術是一種常用的表面改性及修復的方法，主要應用于水泥工業(yè)、鋼鐵工業(yè)、電力工業(yè)、采礦等行業(yè)。
[0004]藥芯焊絲作為新一代的焊材，具有熔敷率高，熔敷速度快；工藝性能好，成形美觀；成分容易調整，焊接適應性強等三大優(yōu)點。近年來藥芯焊絲逐漸成為耐磨堆焊的首選焊材。

【發(fā)明內容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種碳化鈦型自保護耐磨堆焊藥芯焊絲，用于增強材料表面耐磨性或對磨損材料進行修復。
[0006]本發(fā)明的另一個目的是提供一種碳化鈦型自保護耐磨堆焊藥芯焊絲的制備方法。
[0007]本發(fā)明所采用的技術方案是，碳化鈦型自保護耐磨堆焊藥芯焊絲，由外皮和藥芯組成，藥芯按質量百分比由以下組分組成:Cr20% -25%, C5% -7%, TiC7 % -10%,Mn5% -8%, CaF215% -20%, Si027% -10%, Ti024% -8%, CaC034% -7%, Li2C035% -8%,Al-Mg合金粉7% -10%，其余為鐵，以上組分質量百分比之和為100%。
[0008]本發(fā)明的特點還在于:
[0009]外皮材料為低碳鋼鋼帶，其中雜質元素P彡0.009%，S彡0.008%。
[0010]該藥芯焊絲中藥芯的填充率(質量比)為30%-32%。
[0011]該藥芯焊絲的直徑為1.2-2.0mm。
[0012]本發(fā)明所采用的另一個技術方案是，碳化鈦型自保護耐磨堆焊藥芯焊絲的制備方法，具體步驟如下:
[0013]步驟1，按質量百分比分別稱取Cr20 % -25 %, C5 % -7 %, TiC7 % -10 %,Mn5% -8%, CaF215% -20%, Si027% -10%, Ti024% -8%, CaC034% -7%, Li2C035% -8%,Al-Mg合金粉7% -10%，其余為鐵，以上組分質量百分比之和為100% ；
[0014]步驟2，將步驟I稱取的CaF2, S12, T12, CaCO3, Li2CO3, Al-Mg合金粉加入粉芯總重量20%的水玻璃粘結劑混合均勻，然后放置在加熱爐中燒結，燒結溫度為550-650°C，時間為3h，碾碎后過篩，篩選粒度80-100目之間的混合粉；
[0015]步驟3，將步驟I稱得的Cr，C，TiC, Mn，鐵粉與步驟2制得的混合粉充分攪拌，混合之后放入烘干爐中烘干200攝氏度、2小時，得到藥芯粉末；
[0016]步驟4，將低碳鋼鋼帶放置在藥芯焊絲成型機的放帶機上，通過成型機將低碳鋼鋼帶軋制成U型槽，然后向U型槽中添加步驟3得到的藥芯粉末，控制藥芯粉末的填充率為30% -32%，再通過成型機將U型槽碾壓閉合，并將其拉拔至1.2mm-2.0mm，得到藥芯焊絲；
[0017]步驟5，最后用拉絲機將步驟4制備的藥芯焊絲拉直，盤成圓盤，密封包裝即可。
[0018]本發(fā)明的有益效果是，
[0019]1.本發(fā)明碳化鈦型自保護耐磨堆焊藥芯焊絲，可得到具有一定耐磨性的堆焊層，提高材料表面的耐磨性，或利用本發(fā)明對磨損材料進行修復，具有一定的經濟效益。
[0020]2.本發(fā)明藥芯焊絲具有很好的焊接工藝性，焊接飛濺少，焊接煙塵少。
[0021]3.本發(fā)明藥芯焊絲施焊時不需外加保護氣體，可實現(xiàn)自保護焊接。
[0022]4.本發(fā)明藥芯焊絲適用于自動焊接設備，具有較高的生產效率。
【具體實施方式】
[0023]下面結合【具體實施方式】對本發(fā)明進行詳細說明。
[0024]本發(fā)明碳化鈦型自保護耐磨堆焊藥芯焊絲，由外皮和藥芯組成，藥芯按質量百分比由以下組分組成:Cr20% -25%, C5% ~?%, TiC7% -10%, Mn5% -8%, CaF215% -20%,Si027% -10%,Ti024% -8%, CaC034 % -7%, Li2C035 % -8%, Al-Mg 合金粉 7% -10%,其余為鐵，以上組分質量百分比之和為100%。
[0025]外皮材料為低碳鋼鋼帶，其中雜質元素P彡0.009%，S彡0.008%。
[0026]該藥芯焊絲中藥芯的填充率(質量比)為30 % -32 %。
[0027]該藥芯焊絲的直徑為1.2-2.0_。
[0028]碳化鈦型自保護耐磨堆焊藥芯焊絲的制備方法，具體步驟如下:
[0029]步驟1，按質量百分比分別稱取Cr20 % -25 %, C5 % -7 %, TiC7 % -10 %,Mn5% -8%, CaF215% -20%, Si027% -10%, Ti024% -8%, CaC034% -7%, Li2C035% -8%,Al-Mg合金粉7% -10%，其余為鐵，以上組分質量百分比之和為100% ；
[0030]步驟2，將步驟I稱取的CaF2, S12, T12, CaCO3, Li2CO3, Al-Mg合金粉加入粉芯總質量20%的水玻璃粘結劑混合均勻，然后放置在加熱爐中燒結，燒結溫度為550-650°C，時間為3h，碾碎后過篩，篩選粒度80-100目之間的混合粉；
[0031 ] 步驟3，將步驟I稱得的Cr，C，TiC, Mn，鐵粉與步驟2制得的混合粉充分攪拌，混合之后放入烘干爐中烘干200攝氏度、2小時，得到藥芯粉末；
[0032]步驟4，將低碳鋼鋼帶放置在藥芯焊絲成型機的放帶機上，通過成型機將低碳鋼鋼帶軋制成U型槽，然后向U型槽中添加步驟3得到的藥芯粉末，控制藥芯粉末的填充率為30% -32%，再通過成型機將U型槽碾壓閉合，并將其拉拔至1.2mm-2.0mm，得到藥芯焊絲；
[0033]步驟5，最后用拉絲機將步驟4制備的藥芯焊絲拉直，盤成圓盤，密封包裝即可。
[0034]藥芯中各組分的作用:
[0035]l、TiC具有較高的硬度，將其添加進堆焊層中可以提高堆焊層的硬度，進而提高材料的耐磨性。
[0036]2、Cr與C配合使用可在堆焊層中生成Cr-C的化合物，成為抗磨顆粒。
[0037]3,Mn具有一定的脫氧作用，在一定程度上凈化了熔池中的氧。
[0038]4、CaF2, S12, T12都具有造渣的作用，焊接時產生熔渣對熔池具有保護作用。CaF2, S12, T12同時還有調整熔渣粘度和堿度的作用。
[0039]5、CaCO3, 1^20)3具有造氣的作用，焊接時產生二氧化碳氣體，對熔池進行保護。
[0040]6、Al-Mg合金粉具有除氧的作用，焊接時易與氧氣結合，從而保護了其他組分。
[0041]7、鐵用來補充剩余質量，是粉芯的質量達到100%。
[0042]實施例1 步驟 1，分別稱取 Cr250g，C70g，TiClOOg，Mn80g，CaF2150g，Si0270g，Ti0280g，CaC0360g，Li2C0360g，Al-Mg 合金粉 70g，F(xiàn)elOg ；
[0043]步驟2，將步驟 I 稱取的 CaF2, S12, T12, CaCO3, Li2CO3, Al-Mg 合金粉，加入 200g的水玻璃粘結劑混合均勻，然后放置在加熱爐中燒結，燒結溫度為600°C，時間為3h，碾碎后過篩，篩選粒度80-100目的混合粉；
[0044]步驟3，將步驟I稱得的Cr，C，TiC, Mn，鐵粉與步驟2制得的混合粉充分攪拌，混合之后放入烘干爐中烘干200攝氏度、2小時，得到藥芯粉末；
[0045]步驟4，將低碳鋼鋼帶放置在藥芯焊絲成型機的放帶機上，通過成型機將低碳鋼鋼帶軋制成U型槽，然后向U型槽中添加步驟3得到的藥芯粉末，控制藥芯粉末的填充率為30%，再通過成型機將U型槽碾壓閉合，并將其拉拔至2.0mm，得到藥芯焊絲；
[0046]步驟5，最后用拉絲機將步驟4制備的藥芯焊絲拉直，盤成圓盤，密封包裝即可。
[0047]實施例1制備的耐磨堆焊藥芯焊絲采用藥芯焊絲電弧焊(FCAW)，焊接時無需外加保護氣體。焊接電流為160-180A，焊接電壓為20-22V。堆焊層厚度約5mm，堆焊層硬度為60HRCo
[0048]實施例2
[0049]步驟1，分別稱取 Cr230g，C70g，TiClOOg，Mn60g，CaF2170g