專利名稱：切邊模堆焊修復及再制造用特種焊條及其使用方法
技術領域：
本發(fā)明一種焊條，特別是切邊模修復用的特種焊條。
背景技術：
切邊模是利用沖模修邊工序件的邊緣，使其具有一定高度、直徑和形狀的沖壓模具。切邊模主要用于修整拉深件的邊緣，讓端面平整美觀，便于下一步裝配。隨著市場競爭日益激烈，企業(yè)需要降低制造成本，尤其是模具成本。切邊模應具有良好的耐磨性、足夠的強度和韌性、良好的抗沖擊性。但沖壓生產大量零件后，切邊模由于發(fā)生磨損失效、崩刃失效和開裂失效等而報廢，給企業(yè)造成巨大的經濟損失。傳統(tǒng)的切邊模制造工藝中，其刃口零件整體均采用碳素工具鋼或合金工具鋼制造，如T8A、T10A、9CrSi、9Mn2V、GCrl5、Crl2、Crl2MoV鋼等。切邊模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。切邊模經使用一定的時間后報廢。報廢的切邊模一方面作為廢鋼，通過再循環(huán)，重新進入切邊模的制造過程，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。整體制造切邊模不僅費用昂貴，而且由于工作層僅在表面，內部貴重合金元素的優(yōu)勢不能完全發(fā)揮出來。同時，整體制造切邊模熱處理時，在刃口淬硬的同時，基體也具有較高硬度，使加工困難，熱處理后加工工序多，周期長。若采用堆焊修復或再制造技術制造切邊模，即模具的基體選用較低強度、硬度的普通鋼材上堆焊一層滿足高硬度、高耐磨性等工作性能要求的工作面，這樣基體便于機械加工且刃口在堆焊后自動達到要求的高硬度，來恢復其原來的形狀和尺寸，不僅提高了其使用壽命，而且還降低了其制造過程對能源的浪費，并減少了對環(huán)境的污染。從堆焊法與傳統(tǒng)方法的比較可看出；堆焊法制造模具只需在刃口部位堆焊，不僅大大節(jié)省了優(yōu)質合金工具鋼，而且工藝簡單、成本低、制造周期短，是企業(yè)追求低成本、高效益的重要途經。堆焊法特別適于中小型模具的堆焊，容易掌握，便于推廣。堆焊再制造切邊模，可以節(jié)約鋼材費用60%以上，工序周期縮短70%以上，經濟效益尤為顯著。近幾年來，國內外許多企業(yè)試圖通過堆焊的方式來堆焊修復廢舊的切邊模或再制造切邊模，但由于常用切邊模合金含量和碳當量高，不易焊接，熔敷金屬與基體結合差，且熱影響區(qū)有冷裂趨勢，會顯著降低模具焊后質量，限制了切邊模堆焊修復與再制造技術的發(fā)展。發(fā)明內容本發(fā)明的目的在于提供一種易焊接、熔敷金屬與集體結合好、抗開裂、 耐磨損、壽命長的切邊模堆焊修復及再制造用特種焊條及使用方法。本發(fā)明的特種焊條，其藥皮化學成分的重量百分比為(wt%):鈦白粉1 一 3，大理石20 - 35，螢石15 — 20， 石英3 — 5，白土子2 — 4，高碳鉻鐵8 — 10，高碳錳鐵2 — 4，硅鐵2 — 4，鈦鐵6 — 8，鉬鐵 3 - 5，鈰氧化物4 - 8，金屬鎳2 - 4，釩鐵2 — 4，鎢鐵3 — 6，石墨5 — 7 ；其焊芯為H08A 鋼焊絲。上述藥皮原料中的石墨，可控制較高的碳含量和鉻含量，以獲得過共析鋼基體組織，保證適當堆焊金屬的耐磨性；錳、鉬等合金元素，可以保證堆焊金屬具有較高的強度和硬度；鎢元素通過堆焊后回火處理，產生二次硬化，提高堆焊金屬的抗沖擊性能，并進一步提高堆焊金屬的耐磨性；稀土氧化物，可以改善焊后一次結晶組織和二次結晶組織，變質夾雜物，改善堆焊金屬的韌性；金屬鎳粉，可以改善堆焊組織，降低馬氏體相變溫度Ms點，改善應力分布，提高堆焊金屬的抗開裂性能。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劑攪拌均勻，該水玻璃的模數為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。上述特種焊條使用方法除像普通焊條一樣正常使用外，對切邊模進行堆焊前要在250°C _350°C下預熱，焊后在500°C-600°C下進行兩次回火處理，一方面消除焊接殘余應力，使堆焊金屬具有較高的抗開裂性能；另一方面產生二次硬化作用，使堆焊金屬具有較高的抗沖擊性能，并進一步提高其耐磨性。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點
1、現(xiàn)場使用方便，易焊接、熔敷金屬與基體結合好，提高了堆焊金屬的抗沖擊能力、抗開裂性能和耐磨性能，堆焊金屬的硬度在HRC55 - 60。2、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。3、提高了切邊模的使用壽命，修復后的切邊模模具使用壽命長于原切邊模模具 2-3 倍。
具體實施例方式實施例1
取藥皮的原料，鈦白粉3千克，大理石33千克，螢石15千克，石英5千克，白土子3千克，高碳鉻鐵8千克，高碳錳鐵2千克，硅鐵4千克，鈦鐵6千克，鉬鐵3千克，鈰氧化物4千克，金屬鎳4千克，釩鐵2千克，鎢鐵3千克，石墨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劑攪拌均勻，該水玻璃的模數為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。使用上述特種焊條對切邊模進行堆焊前要在350°C預熱，焊后在600°C進行兩次回火處理，通過堆焊再制造的切邊模表面的硬度為HRC55。實施例2:
取藥皮的原料，鈦白粉2千克，大理石沈千克，螢石17千克，石英4千克，白土子3千克，高碳鉻鐵9千克，高碳錳鐵3千克，硅鐵3千克，鈦鐵7千克，鉬鐵4千克，鈰氧化物6千克，金屬鎳3千克，釩鐵3千克，鎢鐵4千克，石墨6千克及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劑攪拌均勻，該水玻璃的模數為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。使用上述特種焊條對切邊模進行堆焊前要在300°C預熱，焊后在550°C進行兩次回火處理，通過堆焊再制造的切邊模表面的硬度為HRC58。
實施例3
取藥皮的原料，鈦白粉1千克，大理石20千克，螢石18千克，石英3千克，白土子2千克，高碳鉻鐵10千克，高碳錳鐵4千克，硅鐵2千克，鈦鐵8千克，鉬鐵5千克，鈰氧化物8千克，金屬鎳2千克，釩鐵4千克，鎢鐵6千克，石墨7千克及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劑攪拌均勻，該水玻璃的模數為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。使用上述特種焊條對切邊模進行堆焊前要在250°C預熱，焊后在500°C進行兩次回火處理，通過堆焊再制造的切邊模表面的硬度為HRC60。
權利要求
1.一種切邊模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20 - 35，螢石15 — 20，石英3 — 5，白土子2 — 4，高碳鉻鐵8 — 10，高碳錳鐵2 - 4，硅鐵2 — 4，鈦鐵6 — 8，鉬鐵3 — 5，鈰氧化物 4 - 8，金屬鎳2 — 4，釩鐵2 — 4，鎢鐵3 — 6，石墨5 — 7 ；其焊芯為H08A鋼焊絲。
2.上述切邊模堆焊修復及再制造用特種焊條的使用方法，其特征在于堆焊前要在 2500C _350°C下預熱，焊后在500°C -600°C下進行兩次回火處理。
全文摘要
一種切邊模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20－35，螢石15－20，石英3－5，白土子2－4，高碳鉻鐵8－10，高碳錳鐵2－4，硅鐵2－4，鈦鐵6－8，鉬鐵3－5，鈰氧化物4－8，金屬鎳2－4，釩鐵2－4，鎢鐵3－6，石墨5－7；其焊芯為H08A鋼焊絲。采用本堆焊焊條對切邊模進行堆焊修復及再制造前需要預熱，堆焊后兩次回火處理。本發(fā)明現(xiàn)場使用方便、易焊接、提高了堆焊金屬的抗沖擊能力、抗開裂耐磨損，堆焊金屬的硬度在HRC55－60，修復后的切邊模模具使用壽命長于原切邊模模具2-3倍。
文檔編號B23K35/40GK102229028SQ201110136018
公開日2011年11月2日 申請日期2011年5月25日 優(yōu)先權日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