一種氮強(qiáng)化鐵基耐磨涂層的堆焊方法
【專利摘要】一種氮強(qiáng)化鐵基耐磨涂層的堆焊方法，涉及一種堆焊方法。是要解決現(xiàn)有氮合金化堆焊方法獲得的堆焊層金屬中氮含量低、耐磨硬質(zhì)相體積分?jǐn)?shù)小分布不均、堆焊層的硬度略低的問(wèn)題。方法：一、對(duì)基材表面進(jìn)行除銹除油清理，將基材放入堆焊焊機(jī)工作臺(tái)；二、將焊絲通入焊機(jī)噴頭，采用氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣體，接通焊接電源，焊絲與基材之間引發(fā)高溫氮弧，同時(shí)將堆焊用合金粉體經(jīng)焊機(jī)噴頭送入高溫氮弧區(qū)，進(jìn)行堆焊。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)向堆焊層金屬內(nèi)高效過(guò)渡氮元素，本發(fā)明獲得的堆焊層氮元素含量可達(dá)到0.3％～0.4％。本發(fā)明用于堆焊領(lǐng)域。
【專利說(shuō)明】一種氮強(qiáng)化鐵基耐磨涂層的堆焊方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種堆焊方法。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬磨損是造成機(jī)械零件失效的主要原因之一。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全世界每年鋼鐵材料消耗量達(dá)7億噸以上，其中有50%是由于材料磨損而消耗掉了。由此可見(jiàn)，金屬磨損是關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要問(wèn)題。如何提高金屬的抗磨能力，以及研制新型抗磨合金，早已成為科學(xué)技術(shù)工作者面臨的重要課題。
[0003]在眾多解決磨損失效問(wèn)題的方法當(dāng)中，堆焊技術(shù)表現(xiàn)出特有的優(yōu)勢(shì)，它可以充分利用現(xiàn)有資源，實(shí)現(xiàn)“報(bào)廢零部件一再生資源一產(chǎn)品”的轉(zhuǎn)變，既“再制造工程”，做到修復(fù)后再生產(chǎn)品比新產(chǎn)品更加價(jià)廉物美。
[0004]現(xiàn)常用的堆焊材料有鐵基堆焊材料、鎳基堆焊材料、鈷基堆焊材料和碳化鎢堆焊材料，其中鐵基堆焊材料是使用得最廣泛的一類，約占全部堆焊材料的70?80%。目前普遍使用的鐵基耐磨堆焊合金體系有Fe-Cr-C系、Fe-B-C系、Fe-Cr-B-C系以及多元合金元素系。此類材料主要是利用碳與鉻、鈦、釩、鈮等形成碳化物Cr7C3、TiC、VC硬質(zhì)相，來(lái)提高堆焊層金屬的硬度、耐磨性能。為獲得高硬度的基體及大量的碳化物硬質(zhì)相，需要添加大量的碳及合金元素，由此會(huì)帶來(lái)一些問(wèn)題，如堆焊層韌性不足，抗焊接裂紋能力較差，碳化物增強(qiáng)相分布不均勻，在晶界處易聚集長(zhǎng)大，且高溫穩(wěn)定性不高，這都將影響堆焊層的耐磨性倉(cāng)泛。
[0005]高碳堆焊材料會(huì)出現(xiàn)此類問(wèn)題的主要原因是這類材料中含有大量的碳。
[0006]元素氮，在元素周期表中緊鄰碳，并與碳有很大的相似性，而氮一直被認(rèn)為是有害的元素，人們認(rèn)為氮是引起氣孔和時(shí)效脆化的主要原因。但隨著人們對(duì)氮在鋼中合金化作用的深入研究，發(fā)現(xiàn)氮作為鋼中的間隙原子元素，通過(guò)與其它合金元素(Cr、V、Nb和Ti等)的相互作用，能改善鋼的多種性能，包括強(qiáng)度、韌性、蠕變抗力、耐磨性和耐腐蝕性能，越來(lái)越多的研究表明以氮取代部分碳是改善鋼的性能的有效途徑之一。若成功將氮過(guò)渡到耐磨堆焊層中，同時(shí)降低碳的含量，將對(duì)材料的耐磨損、高溫穩(wěn)定性能甚至于耐腐蝕性能將有重要的影響。
[0007]現(xiàn)國(guó)內(nèi)外堆焊金屬氮合金化的方法較少，主要是利用C02+N2保護(hù)的電弧堆焊方法，以及利用空氣中的自然氮+含CrN的自保護(hù)藥芯焊絲電弧堆焊方法向堆焊層金屬中過(guò)渡氮元素。此類氮合金化方法存在些許不足:①堆焊層金屬氮含量不高，不能充分發(fā)揮氮的強(qiáng)化作用；②氮碳化物耐磨硬質(zhì)相體積分?jǐn)?shù)小、分布不均堆焊層的硬度略低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明是要解決現(xiàn)有氮合金化堆焊方法獲得的堆焊層金屬中氮含量低、耐磨硬質(zhì)相體積分?jǐn)?shù)小分布不均、堆焊層的硬度略低的問(wèn)題，提供一種氮強(qiáng)化鐵基耐磨涂層的堆焊方法。[0009]本發(fā)明氮強(qiáng)化鐵基耐磨涂層的堆焊方法，按以下步驟進(jìn)行:
[0010]一、對(duì)基材表面進(jìn)行除銹除油清理，將基材放入堆焊焊機(jī)工作臺(tái)；
[0011]二、將焊絲通入焊機(jī)噴頭，采用氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣體，氮?dú)饬髁繛?5?20L.mirT1，接通焊接電源，焊絲與基材之間引發(fā)高溫氮弧，同時(shí)將堆焊用合金粉體經(jīng)焊機(jī)噴頭送入高溫氮弧區(qū)，進(jìn)行堆焊；其中焊接電流為140?260A，焊接電壓為22?28V，送粉氣流量為0.8m3.tf1,送粉速度為 50 ?60g/min ；
[0012]步驟二所述焊機(jī)噴頭包括導(dǎo)電嘴、噴頭主體、噴嘴和送粉通道，導(dǎo)電嘴與焊槍部件I固定連接，噴頭主體的一端與焊槍部件連接，噴頭主體的另一端與噴嘴連接，在噴頭主體的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置兩個(gè)圓形的送粉通道，噴頭主體與噴嘴形成粉體流動(dòng)通道，送粉通道與粉體流動(dòng)通道相通。
[0013]步驟一所述基材為碳素結(jié)構(gòu)鋼，所述碳素結(jié)構(gòu)鋼為碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235、碳素結(jié)構(gòu)鋼45或碳素結(jié)構(gòu)鋼65Mn。
[0014]步驟二所述氮?dú)鉃榧兌?9.5%的工業(yè)用氮?dú)?。也可選用純氮(純度為99.99% )和高純氮(純度為99.999% ) ο
[0015]步驟二所述的合金粉體按質(zhì)量分?jǐn)?shù)由5%?20%含鈦29.20%鈦鐵粉、5%?10%含釩50.40%釩鐵粉、5%?10%含鈮65.35%鈮鐵粉和余量的粉體X組成，所述粉體X為含鉻65.25%的微碳鉻鐵粉、含錳80.73%的微碳錳鐵粉、含硼19.27%硼鐵粉、含鑰60.5%鑰鐵粉、含鐵98%的鐵粉、含碳化硼100%碳化硼粉、含碳100%石墨粉中的一種或幾種按任意比組成的混合物，且所述的合金粉體的粒度范圍為80?200目。
[0016]所述合金粉體通過(guò)焊機(jī)噴頭的送粉通道5送入高溫氮弧區(qū)。
[0017]所述的焊絲不受限制，可為常用二氧化碳?xì)獗Ｗo(hù)焊用焊絲，如H08MnS1、H08Mn2S1、H08Mn2SiA等；也可為耐磨藥芯藥芯焊絲，如YD258、YD288、YD601等。
[0018]本發(fā)明將焊絲與基材之間引發(fā)高溫氮弧，氮弧熔化焊絲與基材形成熔池，同時(shí)將堆焊用合金粉體經(jīng)焊機(jī)噴頭送入高溫氮弧區(qū)，合金粉體經(jīng)氮弧加熱至熔融狀態(tài)或半熔融狀態(tài)后，連同熔滴一同進(jìn)入熔池；氮弧移過(guò)，熔池隨之冷卻而凝固，形成堆焊層。
[0019]處于高溫氮?dú)夥罩星页尸F(xiàn)熔融狀態(tài)的合金粉體以及熔滴會(huì)溶解大量氮達(dá)到飽和，同時(shí)，高溫的氮弧會(huì)促使合金粉體中的強(qiáng)氮化物形成元素(T1、Nb、V等)與氮直接反應(yīng)形成氮化物。飽和狀態(tài)的熔滴、合金粉體與反應(yīng)形成的氮化物在氮?dú)饬骷半娀∽饔孟卤凰腿肴鄢兀鋮s至室溫后即得到氮強(qiáng)化鐵基耐磨涂層。
[0020]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):一、本發(fā)明采用價(jià)格低廉的工業(yè)用氮?dú)?純度為99.5% )作為保護(hù)氣體，制備的氮合金化耐磨堆焊涂層表面成形性好，無(wú)氣孔、裂紋出現(xiàn)；二、本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)向堆焊層金屬內(nèi)高效過(guò)渡氮元素，本發(fā)明獲得的堆焊層氮元素含量可達(dá)到0.3%?0.4% ；
三、本發(fā)明制備的氮合金化耐磨堆焊涂層的硬度達(dá)到HRC45?62;四、本發(fā)明制備的氮合金化耐磨堆焊涂層內(nèi)部均勻彌散分布有大量尺寸為I?5 μ m的氮碳化物硬質(zhì)相。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本發(fā)明所用焊機(jī)噴頭的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中I為焊槍部件，2為焊絲，3為導(dǎo)電嘴，4為噴頭主體,5為送粉通道,6為噴嘴,7為粉體流動(dòng)通道。【具體實(shí)施方式】
[0022]本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉【具體實(shí)施方式】，還包括各【具體實(shí)施方式】間的任意組合。
[0023]【具體實(shí)施方式】一:本實(shí)施方式氮強(qiáng)化鐵基耐磨涂層的堆焊方法，按以下步驟進(jìn)行:
[0024]一、對(duì)基材表面進(jìn)行除銹除油清理，將基材放入堆焊焊機(jī)工作臺(tái)；
[0025]二、將焊絲通入焊機(jī)噴頭，采用氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣體，氮?dú)饬髁繛?5?20L.mirT1，接通焊接電源，焊絲與基材之間引發(fā)高溫氮弧，同時(shí)將堆焊用合金粉體經(jīng)焊機(jī)噴頭送入高溫氮弧區(qū)，進(jìn)行堆焊；其中焊接電流為140?260A，焊接電壓為22?28V，送粉氣流量為
0.8m3.tf1,送粉速度為 50 ?60g/min ；
[0026]步驟二所述焊機(jī)噴頭包括導(dǎo)電嘴3、噴頭主體4、噴嘴6和送粉通道5，導(dǎo)電嘴3與焊槍部件I固定連接，噴頭主體4的一端與焊槍部件I連接，噴頭主體4的另一端與噴嘴6連接，在噴頭主體4的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置兩個(gè)圓形的送粉通道5，噴頭主體4與噴嘴6形成粉體流動(dòng)通道7，送粉通道5與粉體流動(dòng)通道7相通。
[0027]結(jié)合圖1說(shuō)明本實(shí)施方式的工作原理:
[0028]本發(fā)明的焊機(jī)噴頭可實(shí)現(xiàn)焊絲與粉體材料同時(shí)堆焊:首先將焊絲2插入導(dǎo)電嘴3中，噴頭主體4的一端與焊槍部件I連接,且保證導(dǎo)電嘴3通過(guò)噴頭主體4的內(nèi)孔，噴頭主體4的另一端與噴嘴6連接，噴頭主體4與噴嘴6形成粉體流動(dòng)通道7，在噴頭主體4的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置兩個(gè)圓形的送粉通道5。利用焊絲2與工件間引弧形成高溫氮弧，通過(guò)送粉通道5向噴頭送入堆焊用合金粉體，堆焊用粉體被送入噴頭主體4與噴嘴6形成的粉體流動(dòng)通道7，后經(jīng)噴嘴6送入高溫氮弧，經(jīng)氮弧加熱至熔融進(jìn)入熔化狀態(tài)熔池；焊機(jī)噴頭通過(guò)粉體控制堆焊層成分，可實(shí)現(xiàn)合金元素氮向堆焊層的高效過(guò)渡，粉體材料經(jīng)噴嘴6送入高溫氮弧后，經(jīng)氮弧加熱至熔融狀態(tài)，因其分散于高溫氮?dú)夥罩?，可保證熔融的粉體材料與氮原子或氮離子充分接觸，促進(jìn)氮向熔融粉體的溶解。同時(shí)，熔融的粉體材料中的強(qiáng)氮化物形成元素在高溫氮弧作用下，還可與氮元素發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，直接生成氮化物，在送粉氣流及電弧作用下被送入熔池。另外，在堆焊過(guò)程中，熔化狀態(tài)的熔滴也處于高溫的氮?dú)夥罩?，同樣可溶解大量的氮而處于飽和狀態(tài)，熔滴進(jìn)入熔池，同時(shí)將氮過(guò)渡入熔池。按照以上兩種方式，此方法可實(shí)現(xiàn)氮元素向堆焊層的高效過(guò)渡，充分發(fā)揮氮的合金化作用，并保證堆焊層內(nèi)部存在有大量均勻彌散分布的氮碳化物硬質(zhì)相。
[0029]【具體實(shí)施方式】二:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一不同的是:步驟一所述基材為碳素結(jié)構(gòu)鋼，所述碳素結(jié)構(gòu)鋼為碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235、碳素結(jié)構(gòu)鋼45或碳素結(jié)構(gòu)鋼65Mn。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0030]【具體實(shí)施方式】三:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一或二不同的是:步驟二所述氮?dú)鉃榧兌?9.5%的工業(yè)用氮?dú)狻Ｆ渌c【具體實(shí)施方式】一或二相同。
[0031]【具體實(shí)施方式】四:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至三之一不同的是:步驟二所述的合金粉體按質(zhì)量分?jǐn)?shù)由5 %?20 %含鈦29.20 %鈦鐵粉、5 %?10 %含釩50.40 %釩鐵粉、5%?10%含鈮65.35%鈮鐵粉和余量的粉體X組成，所述粉體X為含鉻65.25%的微碳鉻鐵粉、含錳80.73%的微碳錳鐵粉、含硼19.27%硼鐵粉、含鑰60.5%鑰鐵粉、含鐵98%的鐵粉、含碳化硼100 %碳化硼粉、含碳100 %石墨粉中的一種或幾種按任意比組成的混合物，且所述的合金粉體的粒度范圍為80~200目。其它與【具體實(shí)施方式】一至三之一相同。
[0032]【具體實(shí)施方式】五:本實(shí)施方式與【具體實(shí)施方式】一至四之一不同的是:所述合金粉體通過(guò)焊機(jī)噴頭的送粉通道5送入高溫氮弧區(qū)。其它與【具體實(shí)施方式】一至四之一相同。
[0033]實(shí)施例1:
[0034]本實(shí)施例氮強(qiáng)化鐵基耐磨涂層的堆焊方法，按以下步驟進(jìn)行:
[0035]一、對(duì)基材表面進(jìn)行除銹除油清理，將基材放入堆焊焊機(jī)工作臺(tái)；
[0036]二、將焊絲通入焊機(jī)噴頭，采用氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣體，氮?dú)饬髁繛?0L.min-1接通焊接電源，焊絲與基材之間引發(fā)高溫氮弧，同時(shí)將堆焊用合金粉體經(jīng)焊機(jī)噴頭送入高溫氮弧區(qū)，進(jìn)行堆焊；其中焊接電流為180A，焊接電壓為22V，送粉氣流量為0.Sm3 .h―1，送粉速度為50g/min.
[0037]步驟一所述的堆焊焊機(jī)為氣體保護(hù)焊設(shè)備(PANA—AUTOKR II 350C02/MAG)，本實(shí)施例對(duì)其焊機(jī)噴頭進(jìn)行了結(jié)果改進(jìn)，如圖1所示。
[0038]步驟二所述焊機(jī)噴頭包括導(dǎo)電嘴3、噴頭主體4、噴嘴6和送粉通道5，導(dǎo)電嘴3與焊槍部件I固定連接，噴頭主體4的一端與焊槍部件I連接，噴頭主體4的另一端與噴嘴6連接，在噴頭主體4的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置兩個(gè)圓形的送粉通道5，噴頭主體4與噴嘴6形成粉體流動(dòng)通道7，送粉通道5與粉體流動(dòng)通道7相通。
[0039]步驟一所述的基材為碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235。
[0040]步驟二所述的焊絲為H08Mn2Si。
[0041]步驟二所述的堆焊用合金粉體按質(zhì)量分?jǐn)?shù)由20%含鈦29.20%鈦鐵粉、10%含釩50.40 %釩鐵粉、10 %含鈮65.35 %鈮鐵粉和60 %含鐵98 %的鐵粉組成，球磨混粉30min。所述合金粉體的粒度范圍為80~150目。
[0042]通過(guò)檢測(cè)可知本實(shí)施例得到的氮合金化耐磨堆焊涂層堆焊層硬度為HRC48，平均氮元素含量為0.31%。
[0043]實(shí)施例2:
[0044]本實(shí)施例氮強(qiáng)化鐵基耐磨涂層的堆焊方法，按以下步驟進(jìn)行:
[0045]一、對(duì)基材表面進(jìn)行除銹除油清理，將基材放入堆焊焊機(jī)工作臺(tái)；
[0046]二、將焊絲通入焊機(jī)噴頭，采用氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣體，氮?dú)饬髁繛?5L.min-1接通焊接電源，焊絲與基材之間引發(fā)高溫氮弧，同時(shí)將堆焊用合金粉體經(jīng)焊機(jī)噴頭送入高溫氮弧區(qū)，進(jìn)行堆焊；其中焊接電流為180A，焊接電壓為22V，送粉氣流量為0.Sm3 士―1，送粉速度為60g/mino
[0047]步驟一所述的堆焊焊機(jī)為氣體保護(hù)焊設(shè)備(PANA—AUTOKR II 350C02/MAG)，本實(shí)施例對(duì)其焊機(jī)噴頭進(jìn)行了結(jié)果改進(jìn)，如圖1所示。
[0048]步驟二所述焊機(jī)噴頭包括導(dǎo)電嘴3、噴頭主體4、噴嘴6和送粉通道5，導(dǎo)電嘴3與焊槍部件I固定連接，噴頭主體4的一端與焊槍部件I連接，噴頭主體4的另一端與噴嘴6連接，在噴頭主體4的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置兩個(gè)圓形的送粉通道5，噴頭主體4與噴嘴6形成粉體流動(dòng)通道7，送粉通道5與粉體流動(dòng)通道7相通。
[0049]步驟一所述的基材為碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235。
[0050]步驟二所述的焊絲為H08Mn2Si。
[0051]步驟二所述的堆焊用合金粉體按質(zhì)量分?jǐn)?shù)由20%含鈦29.20%鈦鐵粉、10%含釩50.40%釩鐵粉、10%含鈮65.35%鈮鐵粉、2%含碳100%石墨粉和58%含鐵98%的鐵粉組成，球磨混粉30min。所述合金粉體的粒度范圍為80~150目。
[0052]通過(guò)檢測(cè)可知本實(shí)施例得到的氮合金化耐磨堆焊涂層堆焊層硬度為HRC52，平均氮元素含量為0.30%。
[0053]實(shí)施例3:
[0054]本實(shí)施例氮強(qiáng)化鐵基耐磨涂層的堆焊方法，按以下步驟進(jìn)行:
[0055]一、對(duì)基材表面進(jìn)行除銹除油清理，將基材放入堆焊焊機(jī)工作臺(tái)；
[0056]二、將焊絲通入焊機(jī)噴頭，采用氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣體，氮?dú)饬髁繛?8L接通焊接電源，焊絲與基材之間引發(fā)高溫氮弧，同時(shí)將堆焊用合金粉體經(jīng)焊機(jī)噴頭送入高溫氮弧區(qū)，進(jìn)行堆焊；其中焊接電流為200A，焊接電壓為25V，送粉氣流量為0.Sm3 士―1，送粉速度為55g/min。
[0057]步驟一所述的堆焊焊機(jī)為氣體保護(hù)焊設(shè)備(PANA—AUTOKR II 350C02/MAG)，本實(shí)施例對(duì)其焊機(jī)噴頭進(jìn)行了結(jié)果改進(jìn)，如圖1所示。
[0058]步驟二所述焊機(jī)噴頭包括導(dǎo)電嘴3、噴頭主體4、噴嘴6和送粉通道5，導(dǎo)電嘴3與焊槍部件I固定連接，噴頭主體4的一端與焊槍部件I連接，噴頭主體4的另一端與噴嘴6連接，在噴頭主體4的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置兩個(gè)圓形的送粉通道5，噴頭主體4與噴嘴6形成粉體流動(dòng)通道7，送粉通道5與粉體流動(dòng)通道7相通。
[0059]步驟一所述的基材為碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235。
[0060]步驟二所述的焊絲為H08Mn2Si。
[0061]步驟二所述的堆焊用合金粉體按質(zhì)量分?jǐn)?shù)由50%含鉻65.25%的微碳鉻鐵粉、20%含錳80.73%的微碳錳鐵粉、10%含鈦29.20%鈦鐵粉、5%含釩50.40%釩鐵粉、5%含鈮65.35%鈮鐵粉和10%含鐵98%的鐵粉組成，球磨混粉30min。所述合金粉體的粒度范圍為80~150目。
[0062]通過(guò)檢測(cè)可知本實(shí)施例得到的氮合金化耐磨堆焊涂層堆焊層硬度為HRC55，平均氮元素含量為0.38%。
[0063]實(shí)施例4:
[0064]本實(shí)施例氮強(qiáng)化鐵基耐磨涂層的堆焊方法，按以下步驟進(jìn)行:
[0065]一、對(duì)基材表面進(jìn)行除銹除油清理，將基材放入堆焊焊機(jī)工作臺(tái)；
[0066]二、將焊絲通入焊機(jī)噴頭，采用氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣體，氮?dú)饬髁繛?5L接通焊接電源，焊絲與基材之間引發(fā)高溫氮弧，同時(shí)將堆焊用合金粉體經(jīng)焊機(jī)噴頭送入高溫氮弧區(qū)，進(jìn)行堆焊；其中焊接電流為200A，焊接電壓為25V，送粉氣流量為0.Sm3 士―1，送粉速度為50g/mino
[0067]步驟一所述的堆焊焊機(jī)為氣體保護(hù)焊設(shè)備(PANA—AUTOKR II 350C02/MAG)，本實(shí)施例對(duì)其焊機(jī)噴頭進(jìn)行了結(jié)果改進(jìn)，如圖1所示。
[0068]步驟二所述焊機(jī)噴頭包括導(dǎo)電嘴3、噴頭主體4、噴嘴6和送粉通道5，導(dǎo)電嘴3與焊槍部件I固定連接，噴頭主體4的一端與焊槍部件I連接，噴頭主體4的另一端與噴嘴6連接，在噴頭主體4的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置兩個(gè)圓形的送粉通道5，噴頭主體4與噴嘴6形成粉體流動(dòng)通道7，送粉通道5與粉體流動(dòng)通道7相通。
[0069]步驟一所述的基材為碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235。[0070]步驟二所述的焊絲為H08Mn2Si。
[0071]步驟二所述的堆焊用合金粉體按質(zhì)量分?jǐn)?shù)由50%含鉻65.25%的微碳鉻鐵粉、20%含錳80.73%的微碳錳鐵粉、10%含鈦29.20%鈦鐵粉、5%含釩50.40%釩鐵粉、5%含鈮65.35%鈮鐵粉、2%含碳100%石墨粉和8%含鐵98%的鐵粉組成，球磨混粉30min。所述合金粉體的粒度范圍為80~150目。
[0072]通過(guò)檢測(cè)可知本實(shí)施例得到的氮合金化耐磨堆焊涂層堆焊層硬度為HRC62，平均氮元素含量為0.36%。
[0073]實(shí)施例5:
[0074]本實(shí)施例氮強(qiáng)化鐵基耐磨涂層的堆焊方法，按以下步驟進(jìn)行:
[0075]—、對(duì)基材表面進(jìn)行除銹除油清理，將基材放入堆焊焊機(jī)工作臺(tái)；
[0076]二、將焊絲通入焊機(jī)噴頭，采用氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣體，氮?dú)饬髁繛?0L接通焊接電源，焊絲與基材之間引發(fā)高溫氮弧，同時(shí)將堆焊用合金粉體經(jīng)焊機(jī)噴頭送入高溫氮弧區(qū)，進(jìn)行堆焊；其中焊接電流為200A，焊接電壓為25V，送粉氣流量為0.Sm3 士―1，送粉速度為60g/mino
[0077]步驟一所述的堆焊焊機(jī)為氣體保護(hù)焊設(shè)備(PANA—AUTOKR II 350C02/MAG)，本實(shí)施例對(duì)其焊機(jī)噴頭進(jìn)行了結(jié)果改進(jìn)，如圖1所示。
[0078]步驟二所述焊機(jī)噴頭包括導(dǎo)電嘴3、噴頭主體4、噴嘴6和送粉通道5，導(dǎo)電嘴3與焊槍部件I固定連接，噴頭主體4的一端與焊槍部件I連接，噴頭主體4的另一端與噴嘴6連接，在噴頭主體4的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置兩個(gè)圓形的送粉通道5，噴頭主體4與噴嘴6形成粉體流動(dòng)通道7，送粉通道5與粉體流動(dòng)通道7相通。
[0079]步驟一所述的基材為碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235。
[0080]步驟二所述的焊絲為H08Mn2Si。
[0081]步驟二所述的堆焊用合金粉體按質(zhì)量分?jǐn)?shù)由60%含硼19.27%硼鐵粉、10%含鈦29.20%鈦鐵粉、10%含釩50.40%釩鐵粉、10%含鈮65.35%鈮鐵粉、5%含碳化硼100%碳化硼粉和5%含鐵98%的鐵粉組成，球磨混粉30min。所述合金粉體的粒度范圍為80~150
目。
[0082]通過(guò)檢測(cè)可知本實(shí)施例得到的氮合金化耐磨堆焊涂層堆焊層硬度為HRC60，平均氮元素含量為0.28%。
【權(quán)利要求】
1.一種氮強(qiáng)化鐵基耐磨涂層的堆焊方法，其特征在于該方法按以下步驟進(jìn)行: 一、對(duì)基材表面進(jìn)行除銹除油清理，將基材放入堆焊焊機(jī)工作臺(tái)； 二、將焊絲通入焊機(jī)噴頭，采用氮?dú)庾鳛楸Ｗo(hù)氣體，氮?dú)饬髁繛?5~20L^irT1,接通焊接電源，焊絲與基材之間引發(fā)高溫氮弧，同時(shí)將堆焊用合金粉體經(jīng)焊機(jī)噴頭送入高溫氮弧區(qū)，進(jìn)行堆焊；其中焊接電流為140~260A，焊接電壓為22~28V，送粉氣流量為0.8m3 -h^1,送粉速度為50~60g/min ； 步驟二所述焊機(jī)噴頭包括導(dǎo)電嘴(3)、噴頭主體(4)、噴嘴(6)和送粉通道(5)，導(dǎo)電嘴(3)與焊槍部件(I)固定連接，噴頭主體(4)的一端與焊槍部件(I)連接，噴頭主體(4)的另一端與噴嘴(6)連接，在噴頭主體(4)的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)置兩個(gè)圓形的送粉通道(5)，噴頭主體(4)與噴嘴(6)形成粉體流動(dòng)通道(7)，送粉通道(5)與粉體流動(dòng)通道(7)相通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氮強(qiáng)化鐵基耐磨涂層的堆焊方法，其特征在于步驟一所述基材為碳素結(jié)構(gòu)鋼，所述碳素結(jié)構(gòu)鋼為碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235、碳素結(jié)構(gòu)鋼45或碳素結(jié)構(gòu)鋼65Mn。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種氮強(qiáng)化鐵基耐磨涂層的堆焊方法，其特征在于步驟二所述氮?dú)鉃榧兌?9.5%的工業(yè)用氮?dú)狻?br> 4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種氮強(qiáng)化鐵基耐磨涂層的堆焊方法，其特征在于步驟二所述的合金粉體按質(zhì)量分?jǐn)?shù)由5%~20%含鈦29.20%鈦鐵粉、5%~10%含釩50.40%釩鐵粉、5%~10%含鈮65.35%鈮鐵粉和余量的粉體X組成，所述粉體X為含鉻65.25%的微碳鉻鐵粉、含錳80.73%的微碳錳鐵粉、含硼19.27%硼鐵粉、含鑰60.5%鑰鐵粉、含鐵98%的鐵粉、含碳化硼100%碳化硼粉、含碳100%石墨粉中的一種或幾種按任意比組成的混合物，且所述的合金粉體的粒度范圍為80~200目。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種氮強(qiáng)化鐵基耐磨涂層的堆焊方法，其特征在于所述合金粉體通過(guò)焊機(jī)噴頭的送粉通道(5)送入高溫氮弧區(qū)。
【文檔編號(hào)】B23K9/04GK103949751SQ201410172445
【公開(kāi)日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月25日
【發(fā)明者】莊明輝, 李慕勤, 楊文杰, 李克山, 仇思鵬, 畢研軍 申請(qǐng)人:佳木斯大學(xué)