專利名稱：時效馬氏體鋼鎢極氬弧焊金屬粉芯焊絲及其制造方法
一種時效馬氏體鋼鎢極氬弧焊金屬粉芯焊絲及其制造方法屬于金屬粉芯焊絲制造技術(shù)領(lǐng)域。
時效馬氏體鋼是一種性能優(yōu)異，具有超高強度、高斷裂韌性及良好加工工藝性能的新鋼種，主要用于要求比強度高、可靠性強、尺寸控制精確的重要構(gòu)件，如飛機、航天火箭、導(dǎo)彈等的某些部件以及高壽命模具、工具的制造與修復(fù)，而時效馬氏體鋼由于其合金成分復(fù)雜且含量高，并要求含碳量、雜質(zhì)含量極低，必須采用特殊的冶煉技術(shù)，嚴格控制冶煉工藝才能制成。目前國外用于焊接時效馬氏體鋼的焊接材料有實芯焊絲和焊條，實芯焊絲和焊條的焊芯都是采用真空熔煉、自耗重熔技術(shù)生產(chǎn)的時效馬氏體鋼絲材，其制造工藝十分復(fù)雜、成本很高，我國目前還沒有掌握生產(chǎn)這種絲材的技術(shù)，時效馬氏體鋼鎢極氬弧焊用的實芯焊絲和手工電弧焊用的焊條全部依賴進口。另一類與本發(fā)明相關(guān)的技術(shù)是用于其它鋼種焊接和堆焊的金屬粉芯焊絲，它具有生產(chǎn)效率高、合金成分調(diào)整容易和制造簡便等優(yōu)點，目前國內(nèi)外已有用于低碳鋼、高強鋼CO2氣保護焊的金屬粉芯焊絲及用于軋輥、破碎機埋弧焊的金屬粉芯焊絲，對這些金屬粉芯焊絲的熔敷金屬的化學(xué)成分及力學(xué)性能均無特別高的要求。為了解決時效馬氏體鋼實芯焊絲的制造難題，本發(fā)明采用金屬粉芯焊絲代替實芯焊絲，經(jīng)過鎢極氬弧焊的冶金過程獲得時效馬氏體鋼成分的熔敷金屬。
本發(fā)明的目的在于提供一種雜質(zhì)含量低，具有高強度、高斷裂韌性及較好的焊接性能和加工性能的時效馬氏體鋼鎢極氬弧焊的金屬粉芯焊絲及其制造方法。
本發(fā)明的特征是金屬粉芯中各粉料的重量配比為Ni:39～78％,Co:0～26％,Mo:0～18％,Ti:0.2～6％,Al:0.03～3.5％,Nb:0～2.65％,Re:0～2％,Te:0～1％,Se:0～1％,B:0.02～0.5％,Zr:0～0.5％,Ca:0.01～0.5％，其余為Fe粉，Re為混合稀土，粉芯占焊絲的重量百分比即加粉系數(shù)為30～52％。
在上述配方中，F(xiàn)e粉起調(diào)節(jié)成分的作用，雜質(zhì)元素C、Mn、Si、P、S含于鋼帶及各種粉料中。該焊絲粉芯配方合金元素約占焊絲總質(zhì)量的20～35％。
該焊絲熔敷金屬成分(重量％)為Ni:16～28％,Co:6～10％,Mo:2.5～5.5％,Ti:0.1～1.8％,Al:0～1％,Nb:≤0.8％,Re:≤0.05％,Te:≤0.05％,Se:≤0.05％,.B:≤0.03％,Zr:≤0.05％,Ca:≤0.1％,C:≤0.04％,Mn:≤0.5％,Si:≤0.5％,P:≤0.02％,S:≤0.02％。
本焊絲的熔敷金屬具有特別優(yōu)異的性能，在超高強度的同時具有較高的斷裂韌性。σb為1400～2100MPa,δ5為8～14％，并且有極好的焊接性能和加工性能，焊接裂紋敏感性很低，焊后硬度HRC為30～35，易于機械加工，經(jīng)低溫時效后不會變形，可獲得HRC為50～55的高硬度。
在制造工藝上為了保證獲得高純度的熔敷金屬，采用超聲波清洗去除鋼帶表面的油污、銹蝕和水分。該制造工藝比較簡單，易于控制，成本低，其價格比經(jīng)特殊冶煉而成的實芯焊絲降低50％以上。
實施例1. 按表1中配方1稱量粉料，混合均勻，用超聲波清洗去除鋼帶表面的油污、銹蝕和水分，將鋼帶軋成U型，通過加粉裝置將制備好的粉料均勻地落入U型槽內(nèi)，再合龍為O型，經(jīng)軋制減徑后制成粉芯焊絲。其力學(xué)性能試驗如表1所示。2. 按表1中配方2稱量粉料，其它步驟同上。其力學(xué)性能試驗如表1所示。3. 按表1中配方3稱量粉料，其它步驟同上。其力學(xué)性能試驗如表1所示。4. 按表1中配方4稱量粉料，其它步驟同上。其力學(xué)性能試驗如表1所示。5. 按表1中配方5稱量粉料，其它步驟同上。其力學(xué)性能試驗如表1所示。6. 按表1中配方6稱量粉料，其它步驟同上。其力學(xué)性能試驗如表1所示。
綜上所述，本發(fā)明的金屬粉芯焊絲其熔敷金屬的化學(xué)成分、力學(xué)性能均能滿足時效馬氏體鋼鎢極氬弧焊焊接及堆焊的要求，特別適合于尺寸精度和性能都要求很高的模具堆焊或其它航空、航天的重要零部件的焊接。
表權(quán)利要求
1．一種時效馬氏體鋼鎢極氬弧焊金屬粉芯焊絲，其特征在于金屬粉芯中各粉料的重量配比為Ni:39～78％,Co:0～26％,Mo:0～18％,Ti:0.2～6％,Al:0.03～3.5％,Nb:0～2.65％,Re:0～2％,Te:0～1％,Se:0～1％,B:0.02～0.5％,Zr:0～0.5％,Ca:0.01～0.5％，其余為Fe粉，Re為混合稀土，粉芯占焊絲的重量百分比為30～52％。
2. 一種時效馬氏體鋼鎢極氬弧焊金屬粉芯焊絲的制造方法，包括粉料準備、鋼帶準備、焊絲成型、拔絲減徑制成焊絲，其特征在于采用超聲波清洗去除鋼帶表面的油污、銹蝕和水分。
全文摘要
一種時效馬氏體鋼鎢極氬弧焊金屬粉芯焊絲及其制造方法屬于金屬粉芯焊絲制造技術(shù)領(lǐng)域,其粉芯中各粉料的重量配比為Ni:39～78%,Co:0～26%,Mo:0～18%,Ti:0.2～6%,Al:0.03～3.5%,Nb:0～2.65%,Re:0～2%,Te:0～1%,Se:0～1%,B:0.02～0.5%,Zr:0～0.5%,Ca:0.01～0.5%,其余為Fe粉。本焊絲的制造工藝采用超聲波清洗去除鋼帶表面的油污,該工藝簡單,成本低。本焊絲雜質(zhì)含量低,具有高強度、高斷裂韌性及較好的焊接性能和加工性能,適合于尺寸精度和性能要求高的模具堆焊或航空、航天的重要零部件的焊接。
文檔編號B23K35/30GK1234314SQ9910039
公開日1999年11月10日 申請日期1999年1月28日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月28日
發(fā)明者魏琪, 胡強, 黃慶云, 蔣建敏, 熊第京, 劉建萍, 朱學(xué)軍, 崔麗 申請人:北京工業(yè)大學(xué)