專利名稱：用于不銹鋼埋弧堆焊金屬氮合金化的燒結(jié)焊劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于不銹鋼埋弧堆焊金屬氮合金化的燒結(jié)焊劑，屬于焊接材料技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
埋弧堆焊是一種焊劑層下電弧保護焊的方法，把表面材料復(fù)合到普通金屬零件工作面(受力面)上的金屬表面強化技術(shù)，可加強機械零件表面的耐磨性能。氮作為間隙原子，與其它合金元素相互作用，能改善鋼的強度、韌性、蠕變抗力、耐磨性和耐腐蝕性能。在焊接材料中用氮進行合金化，能提高零件的抗焊接熱裂紋、耐磨蝕和高溫穩(wěn)定性能，充分利用氮的有益作用進行氮合金化，可作為改善堆焊材料綜合性能的新途徑。氮化鉻鐵廣泛用于不銹鋼、耐熱鋼、耐腐蝕鋼、合金鋼等特種鋼冶煉生產(chǎn)，在埋弧焊劑中加入氮化鉻鐵具有對不銹鋼堆焊金屬增氮和補充鉻的雙重作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)目的是提供一種用于不銹鋼埋弧堆焊金屬氮合金化的燒結(jié)焊劑， 改善堆焊材料的綜合性能，適用于鋼鐵廠的軋輥、火力發(fā)電廠的磨煤輥、工程挖掘機械、礦山機械的表面改性、復(fù)合制造和再制造等方面。為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明公開了一種用于不銹鋼埋弧堆焊金屬氮合金化的燒結(jié)焊劑，其特征在于，包括基礎(chǔ)焊劑和添加焊劑組分所述基礎(chǔ)焊劑的化學(xué)組分及占總體焊劑的重量百分比為CaF2 20% -25% ；MgO 25% -30% ；Al2O3 20% -23% ；SiO2 15% -20% ；
CaCO3 3% -7% ；脫氧劑所述添加焊劑為含氮金屬化合物。作為優(yōu)選，所述添加焊劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)是6% -15%的氮化鉻鐵粉末。氮化鉻鐵在電弧熱的作用下被充分融化過度到堆焊池中，不會造成未熔或半熔的夾雜。作為優(yōu)選，所述氮化鉻鐵粉末顆粒大小為10-60目。作為優(yōu)選，所述氮化鉻鐵粉末主要含有狗、N、Cr三種元素，其中氮含量為 3.0% -5.0%，鉻含量大于等于60%。作為優(yōu)選，所述脫氧劑為硅錳復(fù)合脫氧劑。含氮金屬化合物在電弧熱的作用下被充分熔化過渡到堆焊熔池中，堆焊金屬中含氮量過低，氮大量固溶會使得堆焊層金屬中的碳氮化物少，這樣金屬表面的耐磨性能得不到有效提高；氮含量過高，焊接過程中容易出現(xiàn)氣孔，因此加入的含氮金屬化合物的量必須控制在合適的范圍內(nèi)，作為最優(yōu)配比，在本發(fā)明中將氮化鉻鐵的含量限定在6% -15%之間，焊接后堆焊金屬氮合金中含有0. 10% -0. 13%氮含量。如果含氮金屬化合物粉末顆粒尺寸相對燒結(jié)焊劑的尺寸過小，容易導(dǎo)致分層，使得配好的焊劑成分不均勻，在焊接過程中氮不能穩(wěn)定過渡到熔池金屬中；如果含氮金屬化合物粉末顆粒尺寸相對燒結(jié)焊劑的尺寸過大，則容易導(dǎo)致焊接過程中局部氮含量過大，發(fā)生氣孔。因此，含氮金屬化合物的顆粒尺寸應(yīng)保證與燒結(jié)焊劑能充分混合，保證焊接過程中
氮能穩(wěn)定過渡到熔池金屬中，因此在本發(fā)明中將含氮金屬化合物的尺寸范圍限定為10-60目。同時，埋弧堆焊利用焊劑配埋弧焊絲進行焊接，具有經(jīng)濟、可靠、高效等特點，采用燒結(jié)焊劑的優(yōu)點是滲合金極為方便，為實現(xiàn)不銹鋼堆焊金屬氮合金化提供了良好的條件。
具體實施例方式為了闡明本發(fā)明的技術(shù)方案和技術(shù)目的，下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明作進一步的介紹將氮化鉻鐵粉末均勻混入普通埋弧堆焊燒結(jié)焊劑中，具體組分含量如下(按重量百分比)基礎(chǔ)焊劑CaF2 20% -25% ；MgO 25% -30% ；Al2O3 20% -23% ；SiO2 15% -20% ；CaCO3 3% -7% ；硅錳復(fù)合脫氧劑3% -8% ；添加焊劑組分為顆粒大小為10-60目的氮化鉻鐵粉末(含氮量為4.2%，含鉻量 65% ) 8% ；按上述組分配比，將氮化鉻鐵粉末和其它成分均勻混合。配好的燒結(jié)焊劑與直徑 3. 2mm的不銹鋼埋弧焊絲配合，采用MZ-1000型直流埋弧自動焊機焊接，直流反接，施焊母材為IOmm厚Q235鋼板，堆焊三層。其中堆焊工藝參數(shù)詳見表1。然后在第三層堆焊層切取表面試樣，進行化學(xué)成分檢測分析。上述實例焊劑在焊接過程中電弧穩(wěn)定，經(jīng)過超聲波檢測，堆焊層內(nèi)無夾雜、氣孔、 裂紋等缺陷。本發(fā)明燒結(jié)焊劑配不銹鋼埋弧焊絲堆焊具有良好的冶金性能，堆焊金屬含氮量為0. 12%，滿足氮合金化的要求，具有良好的使用性能。表1堆焊工藝參數(shù)
權(quán)利要求
1.一種用于不銹鋼埋弧堆焊金屬氮合金化的燒結(jié)焊劑，其特征在于，包括基礎(chǔ)焊劑和添加焊劑組分所述基礎(chǔ)焊劑的化學(xué)組分及占總體焊劑的重量百分比為CaF2 20%—25% ；MgO 25%—30% ；Al2O3 20%—23% ；SiO2 15%—20% ；CaCO3 3%—7% ；脫氧劑3% — 8% ；所述添加焊劑為含氮金屬化合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于不銹鋼埋弧堆焊金屬氮合金化的燒結(jié)焊劑，其特征在于所述添加焊劑為質(zhì)量分?jǐn)?shù)是6%-15%的氮化鉻鐵粉末。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于不銹鋼埋弧堆焊金屬氮合金化的燒結(jié)焊劑，其特征在于所述氮化鉻鐵粉末顆粒大小為10-60目。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種用于不銹鋼埋弧堆焊金屬氮合金化的燒結(jié)焊劑，其特征在于所述氮化鉻鐵粉末含氮量為3. 0% -5. 0%，含鉻量大于等于60%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種用于不銹鋼埋弧堆焊金屬氮合金化的燒結(jié)焊劑， 其特征在于所述脫氧劑為硅錳復(fù)合脫氧劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于不銹鋼埋弧堆焊金屬氮合金化的燒結(jié)焊劑，其特征在于，包括基礎(chǔ)焊劑和添加焊劑組分所述基礎(chǔ)焊劑的化學(xué)組分及占總體焊劑的重量百分比為CaF220%—25％；MgO25%—30％；Al2O320%—23％；SiO215%—20％；CaCO33%—7％；脫氧劑3%—8％；所述添加焊劑為含氮金屬化合物。本發(fā)明通過在普通埋弧堆焊燒結(jié)焊劑中均勻混入適量的含氮金屬化合物，進行施焊。在堆焊過程中通過電弧熱的作用使含氮金屬化合物被充分熔化過渡到熔池中，從而使堆焊金屬含有適量的氮元素，實現(xiàn)堆焊金屬氮合金化的目的，提高堆焊材料的綜合性能。本發(fā)明成本低廉，易于實施，并且在焊接過程中電弧穩(wěn)定，無焊接氣孔等缺陷產(chǎn)生。
文檔編號B23K35/362GK102240871SQ201110115629
公開日2011年11月16日 申請日期2011年5月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月5日
發(fā)明者楊可 申請人:河海大學(xué)常州校區(qū)