高鉻耐磨材料的堆焊磨輥工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及堆焊工藝技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高鉻耐磨材料的堆焊磨輥工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 立磨是現(xiàn)代水泥、電力、煤炭、化工等行業(yè)廣泛應(yīng)用的一種研磨設(shè)備。立磨的主要 研磨部件為磨輥和襯板，目前部分的磨輥和襯板為鑄造件，而鑄造磨輥和襯板不易于焊接 修復(fù)。為解決磨損問題，提高設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率，通過焊接修復(fù)來提高工件的耐磨性能是目前國內(nèi) 外研宄的重點(diǎn)。國外發(fā)達(dá)國家在20世紀(jì)90年代中后推廣了硬面堆焊修復(fù)技術(shù)，近年來主 要采用的堆焊修復(fù)方法有兩種：一是使用直徑3. 2-5mm的藥芯焊絲在焊劑層下進(jìn)行自動埋 弧堆焊；二是使用I. 2-3. 2mm自保藥芯焊絲進(jìn)行明弧堆焊，由于明弧堆焊性能可靠、不易引 起母材開裂變形，所以得到了廣泛應(yīng)用。硬面堆焊技術(shù)得到了長足的發(fā)展，成為對金屬材料 進(jìn)行表面硬化的最為可行和經(jīng)濟(jì)的方法之一。
[0003] 復(fù)合耐磨材料的堆焊是在"硬面堆焊修復(fù)技術(shù)"的啟發(fā)下提出的一種更好地解決 "高鉻鑄鐵鑄造磨輥斷裂"的堆焊工藝，然后，該堆焊工藝目前存在以下技術(shù)缺陷：
[0004] 1、剝落問題，基體與堆焊材料在熔覆過程中會出現(xiàn)不相熔，由于這種原因造成堆 焊復(fù)合制造耐磨件的方法存在風(fēng)險(xiǎn)，就是耐磨層的剝落；
[0005] 2、基體、過渡層和耐磨層的材料的選擇難，由于復(fù)合堆焊耐磨材料的為了使基體 和耐磨層很好的融合，在融合部分達(dá)到金屬鍵結(jié)合使其具備一定的強(qiáng)度和塑性，基體、過渡 層和耐磨層材料的合理選擇與搭配問題很難突破。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于提供一種在碳鋼或者低合金鋼基體上采用耐磨堆焊材料堆焊 耐磨層的復(fù)合磨輥工藝。
[0007] 一種高鉻耐磨材料的堆焊磨輥工藝，包括以下步驟：
[0008] 1)、堆焊前焊材須經(jīng)200°C烘焙lh，采用碳素鋼作為母材將其預(yù)熱至400-500°C;
[0009] 2)、采用4層多道焊法，連弧直線短弧堆焊，可做微小橫向擺動；其中，第一層是在 所述母材上采用低氫鈉型焊條進(jìn)行均勻打底堆焊，第二、三、四層采用石墨型藥皮高鉻鑄鐵 焊條堆焊，具體焊接操作：連弧直線短弧堆焊，可做微小橫向擺動；每層堆焊完以后以每小 時2-4°C降溫速度緩冷至室溫，降溫到150°C以下；
[0010] 3)、焊完每道后用錘錘敲擊堆焊的焊縫來釋放應(yīng)力。
[0011] 進(jìn)一步地，如上所述的高鉻耐磨材料的堆焊磨輥工藝，步驟2中，后道焊縫須覆蓋 熔化前道焊縫熔寬的1/4-2/3。
[0012] 進(jìn)一步地，如上所述的高絡(luò)耐磨材料的堆焊磨棍工藝，步驟2中，上層的施焊方向 垂直于下層的施焊方向。
[0013] 進(jìn)一步地，如上所述的高鉻耐磨材料的堆焊磨輥工藝，所述低氫鈉型焊條直徑為 3. 2_，石墨型藥皮高絡(luò)鑄鐵焊條直徑為4. 0_。
[0014] 進(jìn)一步地，如上所述的高鉻耐磨材料的堆焊磨輥工藝，步驟2中，第一層所有焊道 的焊接電流控制在100-130A，電弧電壓控制在20-25V;第二層至第四層所有焊道電流控制 在120-150A,電弧電壓控制在22-27V。
[0015] 本發(fā)明可使磨輥和襯板具備可重復(fù)多次堆焊修復(fù)的特點(diǎn)，從而減少設(shè)備備件的更 新，為企業(yè)節(jié)約大量資金；另外，本發(fā)明通過對復(fù)合耐磨材料的堆焊研宄，選擇了恰當(dāng)?shù)幕?體、過渡層和耐磨層材料來使金屬鍵結(jié)合具備一定的強(qiáng)度和塑性，同時選擇了合理的堆焊 層厚度設(shè)計(jì)、焊絲的選擇、施工工藝，使得基體與堆焊材料之間不容易出現(xiàn)剝落問題。
【附圖說明】
[0016] 圖IA為本發(fā)明堆焊實(shí)物立體圖；
[0017] 圖IB為本發(fā)明堆焊實(shí)物俯視圖；
[0018] 圖IC為本發(fā)明堆焊實(shí)物側(cè)視圖；
[0019] 圖2為本發(fā)明堆焊時焊道結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020] 圖3表示光學(xué)顯微鏡低倍下低氫鈉型藥皮高鉻鑄鐵焊條堆焊層整體金相組織圖；
[0021] 圖4a為低氫鈉型藥皮高鉻鑄鐵焊條堆焊層中1區(qū)高倍金相組織圖；
[0022] 圖4b為低氫鈉型藥皮高鉻鑄鐵焊條堆焊層中2區(qū)高倍金相組織圖；
[0023]圖4c為低氫鈉型藥皮高鉻鑄鐵焊條堆焊層中3區(qū)高倍金相組織圖；
[0024]圖4d為低氫鈉型藥皮高鉻鑄鐵焊條堆焊層中4區(qū)高倍金相組織圖；
[0025] 圖5a為低氫鈉型藥皮高鉻鑄鐵焊條堆焊層界面附近基底組織1電鏡圖；
[0026] 圖5b為低氫鈉型藥皮高鉻鑄鐵焊條堆焊層界面附近基底組織2電鏡圖；
[0027] 圖6a為低氫鈉型藥皮高鉻鑄鐵焊條堆焊層界面附近2區(qū)組織電鏡圖；
[0028] 圖6b為低氫鈉型藥皮高鉻鑄鐵焊條堆焊層界面附近2區(qū)組織能譜圖；
[0029] 圖7a為低氫鈉型藥皮高鉻鑄鐵焊條堆焊層界面附近3區(qū)組織電鏡圖；
[0030] 圖7b為低氫鈉型藥皮高鉻鑄鐵焊條堆焊層界面附近3區(qū)組織能譜圖；
[0031] 圖8a為低氫鈉型藥皮高鉻鑄鐵焊條堆焊層界面附近4區(qū)組織電鏡圖；
[0032] 圖8b為低氫鈉型藥皮高鉻鑄鐵焊條堆焊層界面附近4區(qū)組織能譜圖；
[0033] 圖8c為基體組織圖。
【具體實(shí)施方式】
[0034] 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面本發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行清 楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0035] 試驗(yàn)材料及設(shè)備
[0036] 選擇普通碳素鋼Q235作為堆焊母材；堆焊采用的是焊條，牌號為低氫鈉型焊條 J507、石墨型藥皮高鉻鑄鐵焊條D658 ;YC-400TX3型號的弧焊逆變器電焊機(jī)。
[0037] 試驗(yàn)方案
[0038] 采用J507焊條進(jìn)行打底過渡層的堆焊，然后再采用D658焊條對打底過渡層的試 板進(jìn)行耐磨硬面層堆焊，堆焊示意圖如圖1A-1C所示，其中，1為基體，2為堆焊層。
[0039] 焊接工藝
[0040]見表1
[0041] 表1焊接工藝卡
[0042]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 高鉻耐磨材料的堆焊磨輥工藝，其特征在于，包括以下步驟： 1) 、堆焊前焊材經(jīng)200°C烘焙lh，采用碳素鋼作為母材將其預(yù)熱至400-500°C; 2) 、采用4層多道焊法，連弧直線短弧堆焊，可做微小橫向擺動；其中，第一層是在所 述母材上采用低氫鈉型焊條進(jìn)行均勻打底堆焊，第二、三、四層采用石墨型藥皮高鉻鑄鐵焊 條堆焊，具體焊接操作：連弧直線短弧堆焊，可做微小橫向擺動；每層堆焊完以后以每小時 2-4°C降溫速度緩冷至室溫，降溫到150°C以下； 3) 、焊完每道后用錘錘敲擊堆焊的焊縫來釋放應(yīng)力。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鉻耐磨材料的堆焊磨輥工藝，其特征在于，步驟2中，后道 焊縫須覆蓋熔化前道焊縫熔寬的1/4-2/3。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鉻耐磨材料的堆焊磨輥工藝，其特征在于，步驟2中，上層 的施焊方向垂直于下層的施焊方向。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鉻耐磨材料的堆焊磨輥工藝，其特征在于，所述低氫鈉型 焊條直徑為3. 2_，石墨型藥皮高鉻鑄鐵焊條直徑為4. 0_。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高鉻耐磨材料的堆焊磨輥工藝，其特征在于，步驟2中，第一 層所有焊道的焊接電流控制在100-130A，電弧電壓控制在20-25V;第二層至第四層所有焊 道電流控制在120-150A，電弧電壓控制在22-27V。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種高鉻耐磨材料的堆焊磨輥工藝，包括以下步驟：1)、堆焊前焊材須經(jīng)200℃烘焙1h，采用碳素鋼作為母材將其預(yù)熱至400-500℃；2)、采用4層多道焊法，連弧直線短弧堆焊，可做微小橫向擺動；其中，第一層是在所述母材上采用低氫鈉型焊條進(jìn)行均勻打底堆焊，第二、三、四層采用石墨型藥皮高鉻鑄鐵焊條堆焊，具體焊接操作：連弧直線短弧堆焊，可做微小橫向擺動；每層堆焊完以后以每小時2-4℃降溫速度緩冷至室溫，降溫到150℃以下；3)、焊完每道后用錘錘敲擊堆焊的焊縫來釋放應(yīng)力。本發(fā)明可使磨輥和襯板具備可重復(fù)多次堆焊修復(fù)的特點(diǎn)，從而減少設(shè)備備件的更新，為企業(yè)節(jié)約大量資金。
【IPC分類】B23K9-04, B23K9-235
【公開號】CN104690396
【申請?zhí)枴緾N201510027763
【發(fā)明人】魏紹生
【申請人】云南機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年1月20日