本發(fā)明屬于焊接材料領(lǐng)域，具體涉及一種等離子堆焊用鎳基自熔性硬面堆焊藥芯焊絲。
背景技術(shù)：
：由于磨損與腐蝕造成的能源與材料的消耗十分驚人，各國(guó)對(duì)此進(jìn)行過(guò)詳細(xì)的統(tǒng)計(jì),僅磨損和腐蝕所造成的損失就占國(guó)民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值的2-4％。材料及其構(gòu)件的表面常常由于磨損、腐蝕和氧化等故而失效,為了防止在高溫、高壓和腐蝕介質(zhì)等工作環(huán)境下零件因其表面損壞而報(bào)廢,提高零件的可靠性,延長(zhǎng)其壽命,許多國(guó)家都在努力研究和應(yīng)用各種提高表面性能的技術(shù)。其中由于堆焊技術(shù)成本較低、操作簡(jiǎn)單、可較好修復(fù)或強(qiáng)化零件表面，提高零件耐腐蝕、耐磨損及抗疲勞等性能，因此得到更為廣泛的應(yīng)用。堆焊材料對(duì)堆焊工藝過(guò)程和堆焊層性能起著決定性的作用，為了適應(yīng)各種復(fù)雜嚴(yán)苛的工作環(huán)境，滿足經(jīng)濟(jì)性和工藝可行性，人們研究出了多種成分和形態(tài)的堆焊材料。根據(jù)材料成分可分為鐵基、鈷基、鎳基、銅基合金和碳化物等幾大類(lèi)，按材料形態(tài)來(lái)分，又可以分為線材、棒材和粉末三大類(lèi)。例如Ni60鎳基堆焊合金粉末以其自熔性好、硬度高在火焰一步法和兩步法噴焊及等離子堆焊等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。但卻有其使用局限性，如以粉末狀態(tài)供貨，致使生產(chǎn)成本高；熔覆效率(材料利用率)低(僅為50％-60％)；受潮后流動(dòng)性變差而影響噴焊性能，使用前要烘干等。尤其是等離子噴焊過(guò)程中，由于粉末容易粘到等離子噴嘴和鎢電極而導(dǎo)致電弧狀態(tài)發(fā)生改變，不得不在噴焊過(guò)程中多次停機(jī)清理等離子噴嘴，導(dǎo)致噴焊層質(zhì)量變差和噴焊效率變低。因此使用合理的堆焊材料不僅可以有效改善零件表面性能，滿足使用要求，提高其使用壽命，又可節(jié)約成本，提高生產(chǎn)效率。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明針對(duì)Ni60鎳基堆焊合金粉末生產(chǎn)成本高、熔覆效率低、受潮后流動(dòng)性變差造成送粉不暢和堵塞，使用前需烘干，以及在等離子噴焊過(guò)程中易粘到等離子噴嘴和鎢電極等不足，目的在于提供一種等離子堆焊用鎳基自熔性堆焊焊絲。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：一種等離子堆焊用鎳基自熔性硬面堆焊焊絲，各元素組分按重量百分比計(jì)為：碳0.3～1.0％；鉻14～19％；硅3.5～5.0％；硼3.0～4.5％；鐵0～6％；余量為鎳，通過(guò)如下方法制備得到：稱(chēng)取一定量的鉻粉、硼粉、鎳粉和硅鐵粉充分?jǐn)嚢杌旌暇鶆?，將混合粉填入到彎成U型的Ni80Cr20不銹鋼帶中，然后卷曲封口，經(jīng)過(guò)焊絲拉拔機(jī)逐級(jí)拉細(xì)到直徑2.0，即得到所述的等離子堆焊用鎳基自熔性硬面堆焊藥芯焊絲。上述方案中，所述鎳基自熔性硬面堆焊焊絲的元素組分碳為Ni80Cr20不銹鋼帶中的碳含量和硅鐵中的碳含量的總和。上述方案中，所述鎳基自熔性硬面堆焊焊絲的元素組分鉻為過(guò)150～200目篩鉻粉的量和Ni80Cr20不銹鋼帶中的鉻含量的總和。上述方案中，所述鎳基自熔性硬面堆焊焊絲的元素組分硼為過(guò)180～220目篩硼粉的量。上述方案中，所述鎳基自熔性硬面堆焊焊絲的元素組分鎳為過(guò)150～200目篩鎳粉的量和Ni80Cr20不銹鋼帶中的鎳含量的總和。上述方案中，所述鎳基自熔性硬面堆焊焊絲的元素組分硅為過(guò)150～200目篩的硅鐵粉中的硅含量和Ni80Cr20不銹鋼帶中的硅含量的總和。上述方案中，所述鎳基自熔性硬面堆焊焊絲的元素組分鐵為過(guò)150～200目篩的硅鐵粉中的鐵含量和Ni80Cr20不銹鋼帶中的鐵含量的總和。上述方案中，所述Ni80Cr20不銹鋼帶的成分按質(zhì)量百分比計(jì)為：C≤0.08％；Mn≤0.6％；P≤0.02％；S≤0.015％；Si：0.75－1.60％；Cr：20.0－23.0％；Fe≤1.0％；Al≤0.5％；Ni：余量。本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明所述鎳基自熔性硬面堆焊藥芯焊絲具有生產(chǎn)成本低、自熔性好、堆焊效率高、熔覆率(材料利用率)高等優(yōu)點(diǎn)(可達(dá)95％以上)，適用于等離子堆焊；堆焊層結(jié)合強(qiáng)度大(300兆帕以上)、硬度高(可達(dá)HRC58-60)，具有極強(qiáng)的耐硬面磨損、磨粒磨損和沖蝕磨損性能。具體實(shí)施方式為了更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步闡明本發(fā)明的內(nèi)容，但本發(fā)明的內(nèi)容不僅僅局限于下面的實(shí)施例。實(shí)施例1一種等離子堆焊用鎳基自熔性硬面堆焊藥芯焊絲，各元素組分按重量百分比為：碳0.04％；鉻17.34％；硅4.79％；硼4.5％；鐵5.7％；余量為鎳。其中鎳基自熔性硬面堆焊藥芯焊絲成分中的碳為Ni80Cr20不銹鋼帶中的碳和硅鐵中的碳；鎳基自熔性硬面堆焊藥芯焊絲成分中的鉻為過(guò)150～200目篩的鉻粉和Ni80Cr20不銹鋼帶中的鉻；鎳基自熔性硬面堆焊藥芯焊絲成分中的硼為過(guò)180～220目篩的硼粉，鎳基自熔性硬面堆焊藥芯焊絲成分中的鎳為過(guò)150～200目篩的鎳粉和Ni80Cr20不銹鋼帶中的鎳；鎳基自熔性硬面堆焊藥芯焊絲成分中的硅為過(guò)150～200目篩的硅鐵粉中的硅和Ni80Cr20不銹鋼帶中的硅；鎳基自熔性硬面堆焊藥芯焊絲成分中的鐵為過(guò)150～200目篩的硅鐵粉中的鐵和Ni80Cr20不銹鋼帶中的鐵。所述Ni80Cr20不銹鋼帶的成分按質(zhì)量百分比計(jì)為：C≤0.08％；Mn≤0.6％；P≤0.02％；S≤0.015％；Si：0.75－1.60％；Cr：20.0－23.0％；Fe≤1.0％；Al≤0.5％；Ni：余量。實(shí)施例2一種等離子堆焊用鎳基自熔性硬面堆焊藥芯焊絲，各組分按重量百分比為：碳0.03％；鉻16.38％；硅4.57％；硼4.26％；鐵2.28％；余量為鎳。其中鎳基自熔性硬面堆焊藥芯焊絲成分中的碳為Ni80Cr20不銹鋼帶中的碳和硅鐵中的碳；鎳基自熔性硬面堆焊藥芯焊絲成分中的鉻為過(guò)150～200目篩的鉻粉和Ni80Cr20不銹鋼帶中的鉻；鎳基自熔性硬面堆焊藥芯焊絲成分中的硼為過(guò)180～220目篩的硼粉，鎳基自熔性硬面堆焊藥芯焊絲成分中的鎳為過(guò)150～200目篩的鎳粉和Ni80Cr20不銹鋼帶中的鎳；鎳基自熔性硬面堆焊藥芯焊絲成分中的硅為過(guò)150～200目篩的硅鐵粉中的硅和Ni80Cr20不銹鋼帶中的硅；鎳基自熔性硬面堆焊藥芯焊絲成分中的鐵為過(guò)150～200目篩的硅鐵粉中的鐵和Ni80Cr20不銹鋼帶中的鐵。所述Ni80Cr20不銹鋼帶的成分按質(zhì)量百分比計(jì)為：C≤0.08％；Mn≤0.6％；P≤0.02％；S≤0.015％；Si：0.75－1.60％；Cr：20.0－23.0％；Fe≤1.0％；Al≤0.5％；Ni：余量。本發(fā)明所述等離子堆焊用鎳基自熔性硬面堆焊焊絲適用于等離子堆焊，為了更好地體現(xiàn)本發(fā)明所解決的實(shí)際技術(shù)問(wèn)題，將本發(fā)明所述等離子堆焊用鎳基自熔性硬面堆焊焊絲與現(xiàn)廣泛應(yīng)用的Ni60鎳基堆焊合金粉末進(jìn)行比較，具體操作為：一、采用本發(fā)明的鎳基自熔性硬面堆焊焊絲堆焊，具體步驟為：1、焊絲500克，用等離子焊機(jī)堆焊于300X250X12mm的Q235鋼板上，鋼板原始重量為6990克，堆焊后鋼板重量為7470克，增重480克，熔敷效率為：480÷500×100％＝96％。堆焊后的鋼板冷卻到室溫后，用洛氏硬度計(jì)測(cè)試6點(diǎn)堆焊層不同位置的硬度平均值為HRC59.2；堆焊過(guò)程用時(shí)7分鐘。主要焊接規(guī)范參數(shù)為：維弧電流10A，焊接電流80A，離子氣流量0.8L/Min，保戶氣流量10L/Min。2、焊絲800克，用等離子焊機(jī)堆焊于300X250X12mm的Q235鋼板上，鋼板原始重量為7022克，堆焊后鋼板重量為7796克，增重774克，熔敷效率為：774÷800×100％＝96.8％。堆焊后的鋼板冷卻到室溫后，用洛氏硬度計(jì)測(cè)試6點(diǎn)堆焊層不同位置的硬度平均值為HRC59.0；堆焊過(guò)程用時(shí)10.8分鐘。主要焊接規(guī)范參數(shù)為：維弧電流10A，焊接電流100A，離子氣流量1L/Min，保戶氣流量10L/Min。3、焊絲1000克，用等離子焊機(jī)堆焊于300X250X12mm的Q235鋼板上，鋼板原始重量為6987克，堆焊后鋼板重量為7958克，增重971克，熔敷效率為：971÷1000×100％＝97.1％。堆焊后的鋼板冷卻到室溫后，用洛氏硬度計(jì)測(cè)試6點(diǎn)堆焊層不同位置的硬度平均值為HRC58.7；堆焊過(guò)程用時(shí)12.7分鐘。主要焊接規(guī)范參數(shù)為：維弧電流10A，焊接電流120A，離子氣流量1L/Min，保戶氣流量12L/Min。二、采用Ni60鎳基堆焊合金粉末等離子堆焊，具體步驟為：1、150攝氏度烘干1.5小時(shí)后的200目Ni600鎳基堆焊合金粉末500克，用等離子焊機(jī)堆焊于300X250X12mm的Q235鋼板上，鋼板原始重量為6881克，堆焊后鋼板重量為7156克，增重275克，熔敷效率為：275÷500×100％＝55％。堆焊后的鋼板冷卻到室溫后，用洛氏硬度計(jì)測(cè)試6點(diǎn)堆焊層不同位置的硬度平均值為HRC58.4；堆焊過(guò)程用時(shí)12.5分鐘。主要焊接規(guī)范參數(shù)為：維弧電流10A，焊接電流80A，離子氣流量0.8L/Min，送粉氣流量1L/Min，保戶氣流量10L/Min。2、150攝氏度烘干1.5小時(shí)后的200目Ni600鎳基堆焊合金粉末800克，用等離子焊機(jī)堆焊于300X250X12mm的Q235鋼板上，鋼板原始重量為7031克，堆焊后鋼板重量為7503克，增重472克，熔敷效率為：472÷800×100％＝59.0％。堆焊后的鋼板冷卻到室溫后，用洛氏硬度計(jì)測(cè)試6點(diǎn)堆焊層不同位置的硬度平均值為HRC58.2；堆焊過(guò)程用時(shí)16.7分鐘。主要焊接規(guī)范參數(shù)為：維弧電流10A，焊接電流100A，離子氣流量1L/Min，送粉氣流量1.2L/Min，保戶氣流量10L/Min。3、150攝氏度烘干1.5小時(shí)后的200目Ni600鎳基堆焊合金粉末1000克，用等離子焊機(jī)堆焊于300X250X12mm的Q235鋼板上，鋼板原始重量為7043克，堆焊后鋼板重量為7635克，增重592克，熔敷效率為：592÷1000×100％＝59.2％。堆焊后的鋼板冷卻到室溫后，用洛氏硬度計(jì)測(cè)試6點(diǎn)堆焊層不同位置的硬度平均值為HRC58.3；堆焊過(guò)程用時(shí)21分鐘。主要焊接規(guī)范參數(shù)為：維弧電流10A，焊接電流120A，離子氣流量1L/Min，送粉氣流量1.4L/Min，保戶氣流量12L/Min。由上得出，本發(fā)明的鎳基自熔性硬面堆焊焊絲等離子硬面堆焊的平均熔敷效率為：(96％+96.8％+97.1％)÷3＝96.6％，Ni60鎳基堆焊合金粉末等離子硬面堆焊的平均熔敷效率為：(55％+59％+59.2)÷3＝57.8；鎳基自熔性硬面堆焊焊絲等離子硬面堆焊的平均堆焊效率為：(480+774+971)克÷(7+10.8+12.7)分鐘＝72.95克/每分鐘，Ni60鎳基堆焊合金粉末等離子硬面堆焊的平均堆焊效率為：(275+472+592)克÷(12.5+16.7+21)分鐘＝26.67克/每分鐘；鎳基自熔性硬面堆焊焊絲等離子硬面堆焊的堆焊層平均硬度為：(59.2+59.0+58.7)÷3＝58.97，Ni60鎳基堆焊合金粉末等離子硬面堆焊的堆焊層平均硬度為：(58.4+58.2+58.1)÷3＝58.23。具體結(jié)果對(duì)比如下表1所示。表1本發(fā)明鎳基自熔性硬面堆焊焊絲與Ni60鎳基堆焊合金粉末的效果比對(duì)堆焊材料熔敷效率堆焊效率(克/分)硬度(HRC)本發(fā)明堆焊焊絲96.6％72.9558.97Ni60堆焊粉末57.8％26.6758.23顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明所作的實(shí)例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限制。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而因此所引申的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3