專利名稱：：焊條及其制備方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及焊條，屬于焊接材料領域。技術背景焊條藥皮在焊接過程中分解、熔化后形成氣體和熔渣，起到機械保護、冶金處理和改善工藝性能的作用。藥皮的組成物有礦物類(如大理石、氟石等)、鐵合金和金屬粉類(如錳鐵、鈦鐵等)、有機物類(如木粉、淀粉等)、化工產品類(如鈦白粉、水玻璃等)。常用焊條藥皮是鈦鈣型(J422焊條，酸性熔渣)和低氫型(J507焊條，堿性熔渣)。目前，已有的耐磨堆焊焊條的藥皮多以含有碳化鎢的合金為原料，這種堆焊焊條的堆焊層硬度為HRC二5862，紅硬性高，耐磨性好，但韌性較差，只適用于輕度沖擊下的強烈磨料磨損場合，在中度沖擊下較快出現(xiàn)疲勞，從而焊層大量剝落，材料的高耐磨性不能充分發(fā)揮，其使用范圍受到限制；同時碳化鎢合金的價格偏高，使焊條的制造成本較高，也限制了其使用范圍。
發(fā)明內容本發(fā)明所解決的技術問題是提高焊條的韌性。本發(fā)明為了解決上述問題，提供了一種新的焊條，包括焊芯和藥皮，其特征在于，所述的藥皮含有下述重量百分比的組分釩鐵3036%、大理石2735%、鈦白粉36%、高碳錳鐵812%、螢石24%、高碳鉻鐵1418%、鎳1.52.5%、鈦鐵12%;藥皮各組分粒度為80200目。本發(fā)明焊條具有高硬度、高耐磨和抗沖擊強的性能，焊條的堆焊層硬度HRC—般在60左右，最高可達65。常溫下的耐磨性能相當于45#鋼的20倍以上，高溫下耐磨性能可達到普通鑄鐵的79倍，它能承受中低等級沖擊下的強烈磨料磨損，不易出現(xiàn)裂紋，堆焊層抗裂性明顯優(yōu)于其它焊條。同時在使用過程中出現(xiàn)裂紋后，裂紋的擴展速率很低，不易剝落，可以充分發(fā)揮堆焊金屬的耐磨性，有效延長堆焊金屬的使用壽命，如采用本發(fā)明焊條堆焊破碎機錘頭、熱軋襯板、型鋼軋制的導板等零部件，壽命均較以往有明顯提高。具體實施例方式本發(fā)明提供了焊條，包括焊芯和藥皮，其特征在于，所述的藥皮含有下述重量百分比的組分釩鐵3036%、大理石2735%、鈦白粉36%、高碳錳鐵812%、螢石24%、高碳鉻鐵1418%、鎳1.52.5%、鈦鐵12%;藥皮各組分粒度為80200目。藥皮還含有本領域技術人員常規(guī)使用的輔助材料如碳酸氫鈉、鈉水玻璃等，用量為常規(guī)選擇。根據焊條韌性檢測結果，藥皮選用下述重量配比的組分制備而得的焊條韌性性能較好釩鐵35%、大理石35%、鈦白粉2%、高碳錳鐵8%、螢石2%、高碳鉻鐵15%、鎳1.8%、鈦鐵1.2%。其中，之所以采用高碳錳鐵、高碳鉻鐵為原料而不采用中、低碳的錳鐵和鉻鐵，是因為高碳可以增加焊條焊接后熔敷金屬中的碳含量，提高其硬度，否則需要專門采取其它措施增碳，使成本增高，且在成本方面高碳錳鐵、高碳鉻鐵較中、低碳的錳鐵和鉻鐵的成本低。鈦白粉用于增加藥皮的塑性，使之易于涂敷，并且可以造渣。大理石用于增強焊條焊接過程中熔渣脫硫和脫磷的能力，同時防止氫和氮對焊縫金屬的入侵，改善熔滴過渡形態(tài)。而螢石的主要作用是造渣。焊條中采用的焊芯為H08A號鋼和H08號鋼或低碳鋼，H08A號鋼與H08號鋼相比，前者的硫和磷含量低，其它成分兩者相同，硫和磷含量低有助于提高堆焊后熔敷金屬的抗裂性能，因此在H08A號鋼和H08號鋼中優(yōu)選H08A號鋼。若選用其它低碳鋼，由于其碳的含量與H08A號鋼或H08號鋼不同，所以需要調整所選用鉻鐵合金或錳鐵合金的碳含量，以保證堆焊后熔敷金屬的碳含量和采用H08A號鋼或H08號鋼作為焊芯的焊條堆焊后熔敷金屬的碳含量相同。比如，采用35#號鋼作為焊芯，35#號鋼的碳含量為0.32%0.40%，H08A號鋼或H08號鋼的碳含量為0.05%12%，前者的碳含量高，因此需要將藥皮中的高碳錳鐵或高碳鉻鐵部分或全部改為中碳錳鐵(或低碳錳鐵)或中碳鉻鐵(或低碳鉻鐵)以抵消由于焊芯中碳含量較高，使焊條堆焊后熔敷金屬碳含量增高的可能(具體的數(shù)據需要根據焊芯的準確成分和藥皮的準確配方計算)。碳含量高，硬度增加，耐磨性增加，但韌性降低，耐沖擊性能降低。所以焊芯不同，藥皮的組分需要做調整以適應不同的焊芯。因H08A號鋼有害元素的含量低，碳含量也低，藥皮配方時需要考慮的影響因素較少，而且H08A號鋼作為焊條常用焊芯，故本發(fā)明焊芯優(yōu)選H08A號鋼。焊條的制備方法如下A、稱取含有下述重量百分比的藥皮組分，混合釩鐵3036%、大理石2735%、鈦白粉36%、高碳錳鐵812%、螢石24%、高碳鉻鐵1418%、鎳1.52.5%、鈦鐵12%;B、將步驟A所得混合組分中加入占混合組分總重量46。/。的碳酸氫鈉，以鈉水玻璃粘合C、將步驟B所得的粘合物涂覆在焊芯上，干燥即得。具體地，鈉水玻璃的模數(shù)為2.93，波美度為4648°。而焊條的涂覆方法有很多，如手工搓制，浸涂和利用機械高速擠壓涂制(壓涂法)等。本發(fā)明優(yōu)選采用壓涂法制備，具有生產效率高、速度快，而且焊條藥皮厚度均勻、光滑、密實、質量穩(wěn)定，還可使焊條的壓涂、傳送、磨頭、磨尾、印字、著色、烘干和包裝等過程實現(xiàn)完全機械化或自動化。涂覆時藥皮重量系數(shù)為120%，采用哈里為120200公斤/ci/的液壓涂料機將混好的粘合物壓制在焊芯上制造成焊條，將該焊條在室溫下晾干1015小時，再放入35(TC電爐中烘干；也可先在8(TC預熱46小時再投入爐中烘烤6小時，成品用塑料袋密封包裝。以下通過具體實施方式再對本發(fā)明的上述內容作進一步的詳細說明，但不應將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實例，在不脫離本發(fā)明上述技術思想情況下，根據本領域普通技術知識和慣用手段做出的各種替換或變更，均應包括在本發(fā)明的范圍內。經篩選試驗，實施例15的藥皮組分重量百分比見表1。表l各實施例藥皮組分重量百分比<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>按照表l稱取藥皮組分，然后按照焊條的涂敷方法涂敷，制造成焊條，再使用焊條在熱軋襯板上堆焊，厚度為46mm。實施例l:堆焊熔敷金屬的硬度》HRC62，堆焊修復后的襯板使用壽命比原來采用CHR227焊條堆焊后壽命提高2倍以上，CHR227焊條堆焊后的硬度為HRC55以上。實施例2:堆焊熔敷金屬的硬度》HRC58，堆焊修復后的襯板使用壽命比原來采用CHR227焊條堆焊后壽命提高2倍以上，CHR227焊條堆焊后的硬度為HRC55以上。實施例3:堆焊熔敷金屬的硬度》HRC58，堆焊修復后的襯板使用壽命比原來采用CHR227焊條堆焊后壽命提高2倍以上，CHR227焊條堆焊后的硬度為HRC55以上。實施例4:堆焊熔敷金屬的硬度》HRC58，堆焊修復后的襯板使用壽命比原來采用CHR227焊條堆焊后壽命提高2倍以上，CHR227焊條堆焊后的硬度為HRC55以上。實施例5:堆焊熔敷金屬的硬度》HRC60，堆焊修復后的襯板使用壽命比原來采用CHR227焊條堆焊后壽命提高2.2倍以上，CHR227焊條堆焊后的硬度為HRC55以上。根據發(fā)明人檢測，實施例5的硬度較高，耐磨性好，韌性好，抗沖擊性能好，壽命長。實施例l的硬度最高，耐磨性好，但韌性稍差，抗沖擊性能稍差，容易形成裂紋，且形成裂紋后裂紋擴展速度偏快，所以壽命反而低一些。綜合比較，實施例5即藥皮選用下述重量配比的組分時釩鐵35%、大理石35%、鈦白粉2%、高碳錳鐵8%、螢石2%、高碳鉻鐵15%、鎳1.8%、鈦鐵1.2%，制備而得的焊條韌性性能較好。權利要求1.焊條，包括焊芯和藥皮，其特征在于，所述的藥皮含有下述重量百分比的組分釩鐵30～36％、大理石27～35％、鈦白粉3～6％、高碳錳鐵8～12％、螢石2～4％、高碳鉻鐵14～18％、鎳1.5～2.5％、鈦鐵1～2％。全文摘要本發(fā)明屬于焊接材料領域，提供了一種韌性提高的焊條，包括焊芯和藥皮，其特征在于，所述的藥皮含有下述重量百分比的組分釩鐵30～36％、大理石27～35％、鈦白粉3～6％、高碳錳鐵8～12％、螢石2～4％、高碳鉻鐵14～18％、鎳1.5～2.5％、鈦鐵1～2％。本發(fā)明焊條具有高硬度、高耐磨和抗沖擊強的性能，焊條的堆焊層硬度HRC可達60以上，常溫下耐磨性能相當于45#鋼的20倍以上，高溫下耐磨性能可達到普通鑄鐵的7～9倍，可承受中低等級沖擊下的強烈磨料磨損，不易出現(xiàn)裂紋，堆焊層抗裂性明顯優(yōu)于其它焊條。且即使出現(xiàn)裂紋，裂紋的擴展速率很低，不易剝落，有效延長堆焊金屬的使用壽命。文檔編號B23K35/22GK101148005SQ20071020200公開日2008年3月26日申請日期2007年10月11日優(yōu)先權日2007年10月11日發(fā)明者藩何,冉蓉平,宏張,芮張,林劍東,平黃申請人:攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院;攀枝花新鋼釩股份有限公司