專利名稱：熱鍛模具堆焊修復及再制造用特種焊條的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種焊條，特別是熱鍛模具修復用特制焊條。
背景技術(shù)：
熱鍛模具是汽車工業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵部件，如汽車齒輪、曲軸、輪轂等都是由熱鍛模具鍛造生產(chǎn)出來的，熱鍛模具不僅其消耗量大，費用昂貴，而且其材質(zhì)的好壞直接影響著產(chǎn)品的數(shù)量、質(zhì)量和生產(chǎn)效率。熱鍛模具的工作條件較為復雜。在熱鍛過程最中，同時承受著機械載荷、熱載荷和磨擦載荷。熱鍛模具的表面與溫度高達900 1200°C的紅熱鍛件直接接觸，然后又被強制冷卻，連續(xù)經(jīng)歷著急冷和急熱的交變作用，因此，熱鍛模具的主要破壞形式為熱疲勞破壞， 即熱鍛模具表面發(fā)生龜裂和剝落現(xiàn)象。同時，熱鍛模具因過渡磨損而報廢也是其主要失效原因之一。雖然人們在尋求各種各樣的方式(如熱處理、微合金化等)來提高熱鍛模具的使用壽命，但是，由于其表面熱疲勞破壞和過渡磨損，最終還是要報廢的。熱鍛模具一般由含有貴重合金元素的Cr、Ni、Mn和Mo鋼制造，如5CrNiMo、 5CrMnMo,45Cr2NiMoVSi,Hll(45Cr5MoSiV) ,H13 (45Cr5MoSiVl)等。熱鍛模具的制造過程為鋼水的冶煉、澆鑄、鋼錠的鍛造、熱處理及毛坯的加工，形成最終產(chǎn)品。在上述制造過程中， 不僅消耗了大量的能源(電能)，而且嚴重的污染了環(huán)境；熱鍛模具經(jīng)使用一定的時間后報廢。報廢的熱鍛模具一方面作為廢鋼，通過再循環(huán)，重新進入熱鍛模具的制造過程，重新浪費能源和污染環(huán)境；另一方面做為廢品閑置于環(huán)境，也造成對環(huán)境的污染。近幾年來，國內(nèi)外許多企業(yè)試圖通過堆焊的方式來堆焊修復廢舊的熱鍛模具或再制造熱鍛模具，但由于熱鍛模具碳當量較高，采用傳統(tǒng)的堆焊材料，必須將焊件在焊前預熱 400°C左右、焊后必須進行熱處理，即使這樣也不能保證焊件焊后不開裂。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種高抗開裂的熱鍛模具堆焊修復及再制造用特種焊條。本發(fā)明的特種焊條，其藥皮的化學成分的重量百分比為(wt%):鈦白粉1 一 3，大理石25 — 40，螢石10 - 15，石英3 — 5，白土子2 — 4，高碳鉻鐵8 — 12，高碳錳鐵2 — 4，硅鐵2 — 4，鈦鐵6 — 9，鉬鐵9 一 11，鈰氧化物4 一 8，金屬鎳5 — 8，石墨1 一 2 ；其焊芯為 H08A鋼焊絲。上述藥皮原料中的鉬、釩可以細化晶粒；鎳可以提高奧氏體穩(wěn)定性，減緩奧氏體向片狀馬氏體的轉(zhuǎn)變，增加殘余奧氏體量，提高堆焊金屬的塑、韌性，而且可以降低馬氏體開始轉(zhuǎn)變溫度Ms點可以降低堆焊金屬的殘余應力，從而使中高碳鋼零部件在免預熱、免熱處理的條件下堆焊也不開裂；稀土氧化物可以脫氧、脫硫，凈化堆焊熔池，而且細化結(jié)晶晶粒， 變質(zhì)夾雜物，均可以提高堆焊金屬的抗開裂性能；石墨可以控制適當?shù)暮剂?，保證適當堆焊金屬的硬度。加入適量的鉻、錳、鉬等合金元素，可以保證堆焊金屬具有較高的強硬性和耐磨性。本發(fā)明焊條的制備方法 1、對部分原料進行鈍化處理
a、將硅鐵粉末加熱，在720- 750°C保溫1小時，
b、將高碳鉻鐵粉末加熱，在550- 600°C保溫1小時，c、將高碳錳鐵粉末加熱，在300 - 350°C保溫1小時。2、混合將上述藥皮的各種原料放入混料機進行充分混合，然后再加入水玻璃粘結(jié)劑攪拌均勻，該水玻璃的模數(shù)為2. 7-3. 0，波美度為48 - 50。3、壓制用焊條涂敷機將上述混勻的物料擠壓在H08A鋼焊絲上。4、干燥在100_200°C對焊條進行干燥。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點
1、通過堆焊再制造的熱鍛模具經(jīng)磨削加工后可以代替經(jīng)整體生產(chǎn)的熱鍛模具，減少了制造工序，節(jié)省了原料和能源，避免了制造過程對環(huán)境的污染。2、現(xiàn)場使用非常方便，對含碳量較低且尺寸較小的熱鍛模具，在焊前不需進行預熱，焊后不用進行熱處理的情況下進行堆焊，能保證焊后不開裂，并能達到性能要求；而對含碳量較高且尺寸較大的熱鍛模具，僅需要低溫預熱或熱處理，就能保證焊后不開裂，并能達到性能要求，硬度范圍為HRC35-45。3、提高了其使用壽命，修復或再制造后的熱鍛模具使用壽命長于原熱鍛模具3倍左右。此特種焊條不僅可以應用到汽車行業(yè)，而且也可以應用到冶金機械、礦山機械、農(nóng)業(yè)機械、石油化工機械等行業(yè)。
具體實施例方式實施例1
取藥皮的原料，鈦白粉1千克，大理石39千克，螢石10千克，石英3千克，白土子2千克，高碳鉻鐵8千克，高碳錳鐵3千克，硅鐵2千克，鈦鐵6千克，鉬鐵9千克，鈰氧化物8千克，金屬鎳8千克，石墨1千克及H08A鋼焊絲。先對硅鐵、高碳鉻鐵和高碳錳鐵進行鈍化處理，即將硅鐵粉末加熱，在720°C保溫1小時；將高碳鉻鐵粉末加熱，在550°C保溫1小時；將高碳錳鐵粉末加熱，在300°C保溫1小時。將上述藥皮的各種原料放入混料機進行充分混合，然后再加入水玻璃粘結(jié)劑攪拌均勻，該水玻璃的模數(shù)為2. 7，波美度為48。用焊條涂敷機將上述混勻的物料擠壓在H08A鋼焊絲上。在90°C對焊芯進行干燥。采用上述焊條堆焊再制造的熱鍛模具，不需經(jīng)焊前預熱和焊后熱處理，表面的硬度為HRC35。實施例2:
取藥皮的原料，鈦白粉2千克，大理石31千克，螢石12千克，石英4千克，白土子3千克，高碳鉻鐵10千克，高碳錳鐵4千克，硅鐵3千克，鈦鐵7千克，鉬鐵10千克，鈰氧化物6 千克，金屬鎳6. 5千克，石墨1. 5千克及H08A鋼焊絲。先對硅鐵、高碳鉻鐵和高碳錳鐵進行鈍化處理，即將硅鐵粉末加熱，在740°C保溫1小時；將高碳鉻鐵粉末加熱，在570°C保溫1 小時；將高碳錳鐵粉末加熱，在320°C保溫1小時。將上述藥皮的各種原料放入混料機進行充分混合，然后再加入水玻璃粘結(jié)劑攪拌均勻，該水玻璃的模數(shù)為2. 8，波美度為49。用焊條涂敷機將上述混勻的物料擠壓在H08A鋼焊絲上。在95°C對焊芯進行干燥。采用上述焊條堆焊再制造的熱鍛模具，不需經(jīng)焊前預熱和焊后熱處理，表面的硬度為HRC40。實施例3:
取藥皮的原料，鈦白粉3千克，大理石25千克，螢石15千克，石英4千克，白土子4千克，高碳鉻鐵12千克，高碳錳鐵2千克，硅鐵4千克，鈦鐵9千克，鉬鐵11千克，鈰氧化物4 千克，金屬鎳5千克，石墨2千克及H08A鋼焊絲。先對硅鐵、高碳鉻鐵和高碳錳鐵進行鈍化處理，即將硅鐵粉末加熱，在750°C保溫1小時；將高碳鉻鐵粉末加熱，在600°C保溫1小時； 將高碳錳鐵粉末加熱，在350°C保溫1小時。將上述藥皮的各種原料放入混料機進行充分混合，然后再加入水玻璃粘結(jié)劑攪拌均勻，該水玻璃的模數(shù)為3. 0，波美度為50。用焊條涂敷機將上述混勻的物料擠壓在H08A鋼焊絲上。在100°C對焊芯進行干燥。采用上述焊條堆焊再制造的熱鍛模具，經(jīng)焊前200°C預熱和焊后150°C熱處理，表面的硬度為HRC45。
權(quán)利要求
1. 一種熱鍛模具堆焊修復及再制造用特種焊條，其特征在于該特種焊條，其藥皮化學成分的重量百分比為wt%:鈦白粉1 一 3，大理石25 - 40，螢石10 - 15，石英3 — 5，白土子2 - 4，高碳鉻鐵8 - 12，高碳錳鐵2 - 4，硅鐵2 — 4，鈦鐵6 — 9，鉬鐵9 一 11，鈰氧化物4 一 8，金屬鎳5 — 8，石墨1 一 2 ；其焊芯為H08A鋼焊絲。
全文摘要
一種熱鍛模具堆焊修復及再制造用特種焊條，其藥皮化學成分的重量百分比為wt%鈦白粉1－3，大理石25－40，螢石10－15，石英3－5，白土子2－4，高碳鉻鐵8－12，高碳錳鐵2－4，硅鐵2－4，鈦鐵6－9，鉬鐵9－11，鈰氧化物4－8，金屬鎳5－8，石墨1－2；其焊芯為H08A鋼焊絲。采用本堆焊焊條可以焊前免預熱、焊后免熱處理或在較低的溫度預熱和熱處理條件下對熱鍛模具進行堆焊修復及再制造，堆焊金屬具有較高的抗開裂性能，現(xiàn)場使用非常方便；硬度范圍為HRC35－45；修復后的熱鍛模具使用壽命長于原熱鍛模具3倍左右。
文檔編號B23K35/365GK102240872SQ201110135909
公開日2011年11月16日 申請日期2011年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月25日
發(fā)明者楊慶祥, 楊育林, 齊效文 申請人:燕山大學