原位生成碳化鈦增強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，具體涉及一種原位生成碳化鈦增強耐磨堆焊藥芯焊絲，本發(fā)明還涉及該藥芯焊絲的制備方法。
【背景技術】
[0002]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)。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。
[0003]碳化鈦具有很高的硬度(莫氏硬度9?10)，在金屬基復合材料中呈彌散分布，常作為強化顆粒用了增強材料的硬度，從而提高材料的耐磨性。鈦元素與碳元素在1473K溫度時即會合成碳化鈦。因此利用鈦與碳原位生成碳化鈦作為增強顆粒可以提高耐磨堆焊層的硬度及其耐磨性。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種原位生成碳化鈦增強耐磨堆焊藥芯焊絲，使得耐磨堆焊層中生成一定量碳化鈦增強相，以提高堆焊層的耐磨效果。
[0005]本發(fā)明的另一個目的是提供一種原位生成碳化鈦增強耐磨堆焊藥芯焊絲的制備方法。
[0006]本發(fā)明所采用的技術方案是，原位生成碳化鈦增強耐磨堆焊藥芯焊絲，由外皮和藥芯組成，藥芯按質量百分比由以下組分組成:鈦鐵40%-m%,石墨粉20%-30%,余量為鐵粉，以上組分質量百分比之和為100%。
[0007]本發(fā)明的特點還在于:
[0008]所述鈦鐵中Ti含量大于40% ;所述石墨粉中C含量大于99%。
[0009]外皮材料為H08A鋼帶。
[0010]該藥芯焊絲中藥芯的填充率(質量比)為25%?30%。
[0011]本發(fā)明所采用的另一個技術方案是，原位生成碳化鈦增強耐磨堆焊藥芯焊絲的制備方法，具體步驟如下:
[0012]步驟I，按質量百分比分別稱取鈦鐵40% -60%，石墨粉20% -30 %，余量為鐵粉，以上組分質量百分比之和為100% ;
[0013]步驟2，將步驟I稱取的材料加入粉芯總質量20 %的水玻璃粘結劑后充分攪拌，混合均勻；
[0014]步驟3，將混勻后的粉體平鋪至干燥盤中，放置通風處，自然干燥24h ；
[0015]步驟4，將干燥后的粉末碾碎，過篩；篩選出粒度在60-80目的粉體；
[0016]步驟5，將選出的粉體放入烘干爐中烘干，得到藥芯粉末；
[0017]步驟6，將寬14mm、厚0.3mm的H08A鋼帶放置在藥芯焊絲成型機的放帶機上，通過成型機將H08A鋼帶軋制成U型槽，然后向U型槽中添加步驟5得到的藥芯粉末，控制藥芯粉末的填充率為25%?30%，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；
[0018]步驟7，最后用拉絲機將步驟6制備的藥芯焊絲拉直，盤成圓盤，密封包裝即可。
[0019]本發(fā)明的特點還在于:
[0020]步驟I中鈦鐵中Ti含量大于40% ;石墨粉中C含量大于99%。
[0021]步驟5中烘干的溫度為300?400°C，時間為2?3h。
[0022]本發(fā)明的有益效果是，
[0023]1.本發(fā)明耐磨堆焊藥芯焊絲，利用原位反應生成碳化鈦增強顆粒，碳化鈦均勻分布，提高了堆焊層的硬度，進一步提高堆焊層的耐磨性。
[0024]2.本發(fā)明耐磨堆焊藥芯焊絲，堆焊層中的碳化鈦為鈦與碳原位反應生成，而非在焊材中添加TiC，節(jié)約了 TiC的使用，降低了藥芯焊絲的制備成本。
[0025]3.本發(fā)明得到的堆焊層表面無渣，焊后無需清理，可連續(xù)施焊，有效提高了焊接效率。
[0026]4.本發(fā)明耐磨堆焊藥芯焊絲，具有很好的焊接工藝性，焊接飛濺少，熔敷率高；適合于自動TIG焊接設備，具有較高的生產效率。且制備方法，工藝簡單，操作方便，適合批量化生產。
【具體實施方式】
[0027]下面結合【具體實施方式】對本發(fā)明進行詳細說明。
[0028]本發(fā)明原位生成碳化鈦增強耐磨堆焊藥芯焊絲，由外皮和藥芯組成，藥芯按質量百分比由以下組分組成:鈦鐵40 %-60%,石墨粉20 %-30%,余量為鐵粉，以上組分質量百分比之和為100%。外皮材料為H08A鋼帶。
[0029]鈦鐵中Ti含量大于40% ;石墨粉中C含量大于99%。
[0030]該藥芯焊絲中藥芯的填充率(質量比)為25%?30%。
[0031]原位生成碳化鈦增強耐磨堆焊藥芯焊絲的制備方法，具體步驟如下:
[0032]步驟I，按質量百分比分別稱取鈦鐵40% -60%，石墨粉20% -30 %，余量為鐵粉，以上組分質量百分比之和為100% ;
[0033]步驟2，將步驟I稱取的材料加入粉芯總質量20 %的水玻璃粘結劑后充分攪拌，混合均勻；
[0034]步驟3，將混勻后的粉體平鋪至干燥盤中，放置通風處，自然干燥24h ；
[0035]步驟4，將干燥后的粉末碾碎，過篩；篩選出粒度在60-80目的粉體；
[0036]步驟5，將選出的粉體放入烘干爐中烘干，溫度為300?400°C，時間為2?3h，得到藥芯粉末；
[0037]步驟6，將寬14mm、厚0.3mm的H08A鋼帶放置在藥芯焊絲成型機的放帶機上，通過成型機將H08A鋼帶軋制成U型槽，然后向U型槽中添加步驟5得到的藥芯粉末，控制藥芯粉末的填充率為25%?30%，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；
[0038]步驟7，最后用拉絲機將步驟6制備的藥芯焊絲拉直，盤成圓盤，密封包裝即可。
[0039]使用方法和具體工藝:用TIG焊的方法將上述制備的藥芯焊絲在基體材料上進行堆焊或修補。堆焊電流160-180A，保護氣體為氬氣或其他惰性氣體，氣體流速15-20L/min。
[0040]藥芯中各組分的作用
[0041]鈦鐵與石墨:利用鈦鐵中的鈦元素與石墨中的碳元素在高溫下生成TiC硬質相，提高堆焊層的硬度。
[0042]鐵粉用來產生堆焊層的基體，吸納硬質TiC。
[0043]實施例1
[0044]步驟1，分別稱取鈦鐵400g，石墨粉250g，鐵粉350g ；
[0045]步驟2，將步驟I稱取的材料加入粘結劑后充分攪拌，混合均勻；
[0046]步驟3，將混勻后的粉體平鋪至干燥盤中，放置通風處，自然干燥24h ；
[0047]步驟4，將干燥后的粉末碾碎，過篩；篩選出粒度在60-80目的粉體；
[0048]步驟5，將選出的粉體放入烘干爐中烘干，烘干溫度為300°C，時間3h，得到藥芯粉末；
[0049]步驟6，將寬14mm、厚0.3mm的H08A鋼帶放置在藥芯焊絲成型機的放帶機上，通過成型機將H08A鋼帶軋制成U型槽，然后向U型槽中添加步驟5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1.6mm，得到藥芯焊絲；
[0050]步驟7，最后用拉絲機將步驟6制備的藥芯焊絲拉直，盤成圓盤，密封包裝即可。
[0051]使用方法和具體工藝:用TIG焊的方法將實施例1制備的藥芯焊絲在Q235鋼板上進行堆焊。堆焊電流170A，保護氣體為氬氣，氣體流速20L/min，堆焊層厚度約10mm，經(jīng)測試，堆焊層的硬度(HRC)為52.5。
[0052]實施例2
[0053]步驟1，分別稱取鈦鐵450g，石墨粉200g，鐵粉350g ；
[0054]步驟2，將步驟I稱取的材料加入粘結劑后充分攪拌，混合均勻；
[0055]步驟3，將混勻后的粉體平鋪至干燥盤中，放置通風處，自然干燥24h ；
[0056]步驟4，將干燥后的粉末碾碎，過篩；篩選出粒度在60-80目的粉體；
[0057]步驟5，將選出的粉體放入烘干爐中烘干，烘干溫度為350°C，時間3h，得到藥芯粉末；
[0058]步驟6，將寬14mm、厚0.3mm的H08A鋼帶放置在藥芯焊絲成型機的放帶機上，通過成型機將H08A鋼帶軋制成U型槽，然后向U型槽中添加步驟5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1.4mm，得到藥芯焊絲;
[0059]步驟7，最后用拉絲機將步驟6制備的藥芯焊絲拉直，盤成圓盤，密封包裝即可。