一种液压支架部件TIG-P堆焊用耐磨抗腐蚀药芯焊丝制造技术

本发明专利技术提供了一种液压支架部件TIG‑P堆焊用耐磨抗腐蚀药芯焊丝，包括药芯和包裹在药芯外侧的外皮，所述药芯包括如下质量分数的组分，高碳铬铁5％‑12％，高氮铬铁2％‑8％，金属铬15％‑26％，硅添加物1％‑5％，锰添加物1％‑4％，铌添加物0.5％‑6％，钼铁0.5％‑3％，钒铁0.5％‑3％，铜粉12‑24％，硼添加物0.5％‑8％，钛添加物1％‑3％，稀土添加物1％‑5％，稳弧剂0.5％‑3％，其余为铁粉，其中各组分的质量分数之和为100％。本发明专利技术所述焊丝通过药粉组分及含量控制堆焊金属成分，促使在晶内产生小颗粒富Cu共格沉淀析出相，获得堆焊合金的组织为马氏体为主的基体组织+少量残余奥氏体+沉淀硬化析出相，有效提高堆焊金属的硬度和耐腐蚀性能，适用于长期服役于煤矸石撞击、煤矿环境介质腐蚀环境下采煤液压支架部件的堆焊修复。

【技术实现步骤摘要】
一种液压支架部件TIG-P堆焊用耐磨抗腐蚀药芯焊丝
本专利技术属于焊材
，尤其是涉及一种液压支架部件TIG-P堆焊用耐磨抗腐蚀药芯焊丝。
技术介绍
机械化采煤用液压支架是关乎工人生命安全和有效作业的核心部件，其立柱活塞杆、油缸等长期在煤矸石撞击、煤矿环境介质腐蚀的恶劣环境下服役，长时间使用容易造成表面磨损、锈蚀失效。液压支架关键部件表面改性技术有：电镀、钎焊、喷镀、堆焊等方法。电镀硬铬的镀层薄(仅为50-70um)、环境污染大，现基本被取缔；钎焊和喷涂的结合力低、易脱落；堆焊虽然生产效率高、结合力强，但却存在升温快、热影响大、表面比较粗糙的问题。粉体材料表面改性技术效率低、设备成本投入高、使用使命并不高；丝材电弧堆焊技术成本低、效率高，但其焊接产生的热变形大，表面平整度低。目前没有特别行之有效的熔敷改性技术和合金能解决这一问题，严重影响了液压支架的使用寿命和安全，因此选择高效优质堆焊方法，研制开发高寿命周期的堆焊层材料是提升液压支架关键部件表面耐磨抗蚀性能的关键，对提高煤炭设备寿命和整个行业的发展均具有现实意义。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术旨在提出一种液压支架部件TIG-P堆焊用耐磨抗腐蚀药芯焊丝，通过调节焊丝中药粉组分含量来控制最终堆焊金属中C、B、Nb、Cr、V、Mo、Ti等合金的含量，获得马氏体+残余奥氏体+多元合金复合碳硼化合物组织，改善硬质相形态和分布，提高挤压辊耐磨粒磨损性能，为实际堆焊修复工作提供焊材选择，同时优化明弧自保护堆焊药芯焊丝的工艺性能，减少了堆焊飞溅、烟尘。为达到上述目的，本专利技术的技术方案是这样实现的：一种液压支架部件TIG-P(脉冲TIG，钨极脉冲氩弧焊)堆焊用耐磨抗腐蚀药芯焊丝，包括药芯和包裹在药芯外侧的外皮，所述药芯包括如下质量分数的组分，高碳铬铁5％-12％，高氮铬铁2％-8％，金属铬15％-26％，硅添加物1％-5％，锰添加物1％-4％，铌添加物0.5％-6％，钼铁0.5％-3％，钒铁0.5％-3％，铜粉12-24％，硼添加物0.5％-8％，钛添加物1％-3％，稀土添加物1％-5％，稳弧剂0.5％-3％，其余为铁粉，其中各组分的质量分数之和为100％。优选的，所述高碳铬铁中，碳含量8.0wt％-9.0wt％，铬含量60.0wt％-70.0wt％,余量为铁；高氮铬铁中，氮含量8wt％-9wt％，铬含量60.0wt％-70.0wt％，余量为铁。更为优选的，所述高碳铬铁中，碳含量9.0wt％,铬含量60.0wt％,余量为铁；高氮铬铁中，氮含量8.7wt％,铬含量62.5wt％，余量为铁。优选的，所述药芯中，各组分的颗粒度为60目-200目；所述外皮为304不锈钢钢带。优选的，所述所述硅添加物为75#硅铁、稀土硅铁、碳化硅、硅锰合金中的一种或两种以上；所述锰添加物为电解锰、硅锰合金、高碳锰铁中的一种或两种以上。优选的，所述铌添加物为铌粉、铌铁、碳化铌中的一种或两种以上；所述硼添加物为硼铁、碳化硼、钛硼合金中的一种或两种以上。优选的，所述钛添加物为钛铁、碳化钛、钛硼合金中的一种或两种以上；所述稀土添加物为稀土氧化物、稀土氟化物、稀土硅铁中的一种或两种以上；其中，稀土元素为镧或铈。优选的，所述稳弧剂为氟化钾、氟化钠中的一种。优选的，药芯焊丝的直径为1.2mm；所述药芯占焊丝总重量的比例为16％-22％。所述焊丝是将304不锈钢钢带轧制形成U型槽，将药粉混匀烘烤后加入，并通过轧制、拉拔减径获得。本专利技术同时提供如上所述的耐磨抗腐蚀药芯焊丝在液压支架部件TIG-P堆焊中的应用。本专利技术也提供如上所述的耐磨抗腐蚀药芯焊丝在Q235母材上的应用。其中，本专利技术中各元素作用效果如下：C：与Cr、Mo、Nb、V等合金元形成碳化物，随着药粉中添加量升高，堆焊金属硬度、耐磨性增加；但过高的C含量导致合金层脆性增加、抗冲击韧性下降，同时由于碳化物是基体组织的强阴极相，会加速堆焊金属与母材的电化学腐蚀。N：氮作为间隙原子，既可固溶于基体，也可与Ti、V、Nb、Cr等合金元素相互作用生成大量细小且弥散分布的氮化物或碳氮化物，有效改善堆焊合金硬度、蠕变抗力、韧性、耐磨性和耐腐蚀性能。B：形成低熔点化合物、扩大液相温度区，降低药粉的整体熔点；同时造渣、降低合金杂质含量，促进与母材的良好结合。另外，硼作为间隙原子存在，能够与合金元素相互作用直接形成硼化物，高硬度硼化物可强化基体。Si、Mn：硅、锰是铁基耐磨材料最常用的合金化元素，固溶于基体中提高基体强度；与O的亲和力较大，是良好的脱氧剂，有利于降低焊缝中的氧含量，防止CO气孔产生。Cr：铬能够与碳、硼相互作用生成硬度较高的碳化物(Cr3(C,B)，Cr7(C,B)3和Cr23(C,B)6)，这些碳化物可以起到抗磨相的作用，显著提高堆焊层的耐磨性；而且铬还能固溶于基体中，提高基体组织的淬透性、硬度、耐磨性及耐蚀性。Mo、V：钼、钒含量升高，使得堆焊金属晶粒细化，淬透性和热强性能提高；同时也是强碳化物形成元素，可改变熔体碳浓度分布，增加合金韧性。Ti:钛可在液相中优先在原位析出熔点高达3150℃和显微硬度3200HV的TiC相颗粒；固定堆焊金属中自由C原子减少形成脆性共晶的概率。但Ti加入过量时，易导致合金组织中初生M2B主耐磨相减少甚至消失，进而降低堆焊合金耐磨性。Nb：铌在堆焊金属中固溶，推迟冷却过程中A向F的转变，细化晶粒；此外，适当的Nb与B配比对Nb的固溶量有显著影响，可优化堆焊层的综合性能。Cu：Cu含量增加促使在晶内产生小颗粒富Cu共格沉淀析出相，增强堆焊金属合金成分密度和抗疲劳性能，有利于提高硫、酸、盐环境中的耐磨性。稀土元素：少量RE具有细化晶粒、净化杂质S和P，改善堆焊金属高温抗氧化能力的作用；但稀土加入量过多时，易造成堆焊层组织疏松，硬度反而下降。相对于现有技术，本专利技术所述的液压支架部件TIG-P堆焊用耐磨抗腐蚀药芯焊丝，具有以下优势：(1)本专利技术所述的液压支架部件TIG-P堆焊用耐磨抗腐蚀药芯焊丝，组分中添加碳化物、氮化物和硼化物，改善熔覆合金晶相组成，使得高耐磨的碳、氮、硼复合化合物在合金组织中分散均匀，协同增效，大大提高了堆焊层的耐磨性和硬度。(2)本专利技术所述的压支架部件TIG-P堆焊用耐磨抗腐蚀药芯焊丝，稀土元素铈、镧起到净化晶界、细化晶粒的作用，有益于消除结晶裂纹、提高焊缝金属的韧性。(3)本专利技术的液压支架部件TIG-P堆焊用耐磨抗腐蚀药芯焊丝，多元合金粉可参与堆焊金属的合金化过程，起固溶强化作用，提高焊接接头的硬度和耐腐蚀性，与组分中的Cr具有较好的协同作用。(4)本专利技术的液压支架部件TIG-P堆焊用耐磨抗腐蚀药芯焊丝，药芯中的各成份用量配比合理，药粉的熔化温度和凝固点与外皮接近；没有普通药芯焊丝所需添加的大量造渣物，提高了熔敷效率，降低了烟尘和飞溅，具有良好的堆焊工艺适应性。(5)本专利技术所述焊丝通过药粉组分及含量控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液压支架部件TIG-P堆焊用耐磨抗腐蚀药芯焊丝，其特征在于：包括药芯和包裹在药芯外侧的外皮，所述药芯包括如下质量分数的组分，高碳铬铁5％-12％，高氮铬铁2％-8％，金属铬15％-26％，硅添加物1％-5％，锰添加物1％-4％，铌添加物0.5％-6％，钼铁0.5％-3％，钒铁0.5％-3％，铜粉12-24％，硼添加物0.5％-8％，钛添加物1％-3％，稀土添加物1％-5％，稳弧剂0.5％-3％，其余为铁粉，其中各组分的质量分数之和为100％。/n

【技术特征摘要】
1.一种液压支架部件TIG-P堆焊用耐磨抗腐蚀药芯焊丝，其特征在于：包括药芯和包裹在药芯外侧的外皮，所述药芯包括如下质量分数的组分，高碳铬铁5％-12％，高氮铬铁2％-8％，金属铬15％-26％，硅添加物1％-5％，锰添加物1％-4％，铌添加物0.5％-6％，钼铁0.5％-3％，钒铁0.5％-3％，铜粉12-24％，硼添加物0.5％-8％，钛添加物1％-3％，稀土添加物1％-5％，稳弧剂0.5％-3％，其余为铁粉，其中各组分的质量分数之和为100％。


2.根据权利要求1所述的液压支架部件TIG-P堆焊用耐磨抗腐蚀药芯焊丝，其特征在于：所述高碳铬铁中，碳含量8.0wt％-9.0wt％，铬含量60.0wt％-70.0wt％,余量为铁；高氮铬铁中，氮含量8wt％-9wt％，铬含量60.0wt％-70.0wt％，余量为铁。


3.根据权利要求1所述的液压支架部件TIG-P堆焊用耐磨抗腐蚀药芯焊丝，其特征在于：所述药芯中，各组分的颗粒度为60目-200目；所述外皮为304不锈钢钢带。


4.根据权利要求1所述的液压支架部件TIG-P堆焊用耐磨抗腐蚀药芯焊丝，其特征在于：所述所述硅添加物为75#硅铁、稀土硅铁、碳化硅、硅锰合金...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯云昌，许立宝，白英华，周秀，李仕臣，
申请(专利权)人：天津市永昌焊丝有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12