耐磨堆焊自保护药芯焊丝 技术领域 ：
本发明涉及耐磨堆焊材料领域， 本发明的自保护堆焊药芯焊丝可用于各种耐磨件 的修复， 可以代替进口的耐磨堆焊焊丝， 广泛应用于修复连铸辊、 各类轧辊等。 背景技术 自保护堆焊药芯焊丝具备了埋弧堆焊， 气保护堆焊所不具备的优点， 具有操作简 便， 无需焊剂， 无需气体， 综合成本低， 焊接工艺好。但由于自保护堆焊焊丝的研制难度较 大， 是焊接领域的高新技术， 目前国际上只有少数国家能掌握全套的技术。
发明内容 ：
本发明的目的是提供一种耐磨堆焊自保护药芯焊丝， 其熔敷金属具有良好的耐冷 及热、 耐疲劳性能、 及韧性和塑性和耐磨性。本发明的解决方案为 ：
一种耐磨堆焊自保护药芯焊丝， 按重量百分比计算， 药芯成分含量如下 ： Cr ： 40-45％； Ni ： 5-10％； Ti ： 5-15％； Mn ： 5-10％； 氟化物 ： 8-10％； 碳酸盐 ： 4-7％； SiO2 ： 0.5-2％； Si ： 1-4 ％ ； TiO20.5-2 ％ ； N-Cr ： 1.5-2.5 ％， 其 中， N 占 全 部 药 粉 重 量 的 0.05-0.1 ％ ； Al ： 1-2％ ； Mg ： 1-3％， 其余为铁粉， 药芯成分占焊丝总重量的比例为 25-40％。
作为优选实施方式， 所述的 Mn、 Si、 Ti 在药芯中的重量配比为 3 ∶ 1 ∶ 4。
本发明制造的自保护堆焊焊丝具有较高的硬度和耐磨性， 工艺性能好， 适用性广 泛。具体而言， 本发明药芯焊丝的各组元成份作用如下 ：
1、 Cr、 Ni 等作为合金元素加入， 一方面能提高耐磨抗裂性， 另一方面能提高韧性， 细化晶粒， 改善耐冷热疲劳性能。
2、 药芯焊丝中加入适当的氮化铬， 使熔敷金属中的氮含量增加， 以氮代替碳， 降 低碳在焊缝中的含量， 随着碳含量的降低必然会导致堆焊金属的强化作用减弱， 而氮的加 入很好的解决了这个问题， 氮在熔敷金属中的作用 ： 适量的氮会和铬、 钒、 钛等形成稳定的 氮化物促进了微合金元素的有效作用， 提高了材料的高温层屈服强度， 氮化物以高度弥散 分布在耐磨堆焊层中， 极度的增加强度和硬度特别是疲劳强度、 耐腐性和高温抗腐蚀性， 同时抑制了材料的高温蠕变变形， 而塑形并不降低。经反复试验 ： 氮在熔敷金属的含量在 0.07-0.10 效果最好， 可以获得理想的耐磨性能。 自保护堆焊药芯焊丝的熔敷金属是以氮代 替碳， 可以显著提高耐磨层抗高温氧化和腐蚀性能， 高温耐磨的性能得到显著的改善。
3、 药芯的 Mn、 Si、 Ti 起到合金化的作用， 另一方面也起到了联合脱氧作用、 防止焊 缝中出现气孔等焊接缺陷， 经过反复试 Mn Si Ti 在药芯中的比例为 3 ∶ 1 ∶ 4 效果明显。
4、 氟化物 (CaF2) 碳酸盐 (CaCO3) 在焊接中起到造渣的作用， 调节熔渣的流动性， 保 护熔池不受空气入侵， 防止气孔。硅酸盐 (SiO2) 可起到细化熔滴， 减少飞溅。TiO2 改善熔 渣的粘稠度使熔渣覆盖均匀， 改善焊缝成型质量。
5、 A1、 Mg 在药芯中直接参与脱氧， 可有效的防止气孔的产生， 同时可增加电弧的吹 力， 提高熔敷效率。具体实施方式
下面根据具体实施例对本发明进一步说明。
本 发 明 采 用 H08A 的 钢 带 做 外 皮 材 料， 化学成分 C ： 0.03-1.00 ％， Mn0.3 ％， S ≤ 0.02％ P ≤ 0.02％。药粉的填充系数在 20-50％之间， 所制作的焊丝规格为￠ 2.4mm。 药粉的原料成分包括 ： Cr、 Ni、 Ti-Fe、 Mn-Fe、 氟化物、 碳酸盐、 硅酸盐或 SiO2、 TiO2、 N-Cr、 Al、 Mg 以及铁粉， 药粉占焊丝总重量的比例为 25-40％。经过调制后的药粉混合物， 其各个成分 的重量配比见下面的实施例 ：
实施例一 ：
Cr ： 40％
Ni ： 5％
Al ： 1％
Mg ： 2.5％
Ti ： 8％
N-Cr ： 1％， 其中， N 占全部药粉重量的 0.06％ CaF2 ： 10％
CaCO3 ： 5％
Mn ： 6％
Si ： 2％
SiO2 ： 0.5％
TiO2 ： 0.5％
Fe ： 余量
该焊丝焊接时电弧稳定， 飞溅为细颗粒飞溅， 容易清除， 焊缝成形美观， 无气孔现 象。硬度 (HRC) 43 43.5 43
实施例二 ：
实例二 ：
Cr ： 45％
Ni ： 7％
A1 ： 2％
Mg ： 1.5％
Ti ： 12％
N-Cr ： 2.5％， 其中， N 占全部药粉重量的 0.09％
CaF2 ： 8％
CaCO3 ： 5％
Mn ： 9％
Si ： 3％
SiO2 ： 1.5％
TiO2 ： 2％
Fe ： 余量
该焊丝电弧稳定， 飞溅小。成形美观， 无气孔现象， 脱渣易。
硬度 (HRC) 43.0 42.5 43.0
按上述比例配制的药粉， 用铁粉进行平衡， 不同的填充系数和不同厚度的钢带生 产不同规格的焊丝。主要的规格为￠ 2.0mm ￠ 2.4mm
推荐的焊接参数 ：
焊接电流 ： 200-300A
焊接电压 ： 23-30V
干伸长度 ： 20-35mm
焊丝直径 ： ￠ 2.4
适用范围 ： 钢厂连铸辊堆焊的焊接。5