原位碳化物强化耐磨蚀药芯焊丝及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种原位碳化物强化耐磨蚀药芯焊丝及其制备方法，涉及焊接材料技术领域。原位碳化物强化耐磨蚀药芯焊丝，包括外皮以及填充于外皮中的药芯；外皮为430不锈钢带，以占药芯总质量的质量百分比计，药芯包括C：5.00%~6.00%，Si：1.00%~1.50%，Mn：2.00%~3.00%，B：5.00%~6.00%，Cr：60.00%~65.00%，Ni：4.00%~5.00%，Nb：10.00%~15.00%，Y：0.50%~1.00%，其余为Fe。本发明专利技术提供的原位碳化物强化耐磨蚀药芯焊丝焊接所得的熔覆金属具有优异的耐高温磨损和腐蚀性能，熔覆金属无裂纹、气孔等缺陷。孔等缺陷。孔等缺陷。

【技术实现步骤摘要】
原位碳化物强化耐磨蚀药芯焊丝及其制备方法


[0001]本专利技术涉及焊接材料
，具体而言，涉及一种原位碳化物强化耐磨蚀药芯焊丝和原位碳化物强化耐磨蚀药芯焊丝的制备方法。

技术介绍

[0002]目前，我国经济一直处理快速发展的阶段，工业生产水平不断提高。随着科技的发展，在工业生产中，越来越多的机械设备开始取代工人，机械自动化已经广泛地运用到工业生产中去。工业生产的机械化、自动化、智能化大大提高生产效率，降低生产成本。但是，由于机械设备在生产过程中，需要面临各种复杂的工况环境，例如腐蚀、磨损、高温、高压等等，严重降低了额零件的使用寿命。在这其中，磨损是零件的主要失效方式。其中由于磨损而造成的材料损失占有非常大的比例，约为80%。在一些条件比较恶劣的行业，比如冶金铸造、电力与采矿、桥梁与建筑，磨损造成的经济损失更加惊人。据不完全统计，在热电厂中，锅炉管道的磨损所导致的失效占其总失效的50%以上，严重影响了锅炉的安全运行。
[0003]堆焊技术作为再制造的关键技术之一，旨在采用热源焊接的方法将具有特殊性能的合金材料复合到零件表面，使其获得一定的特殊性能，或使退役零件恢复尺寸，堆焊后的性能恢复甚至超过原有性能。堆焊技术具有操作简便，经济效益高等特点，广泛应用于石油化工、航空航天、能源动力等领域。
[0004]因此，将堆焊技术应用到锅炉管道表面的改性，可以有效提高其服役寿命。对于电厂锅炉，由于其服役环境是高温，并且其环境介质中除了灰飞、颗粒等外，还有H2S、SO3等腐蚀性气体存在。因此，其表面的堆焊层在发生磨损的同时也受到腐蚀介质的作用，所以表面的堆焊层需要同时具备耐磨耐腐蚀的性能。由于堆焊层的质量主要受堆焊材料的性能决定，因此开发一种适合于锅炉管道表面堆焊用的耐高温磨蚀焊材，是提高电力行业安全运行的重要保证。

技术实现思路

[0005]本专利技术的第一个目的在于提供一种原位碳化物强化耐磨蚀药芯焊丝，以解决现有炉管因腐蚀和磨损易导致爆漏的技术问题。
[0006]本专利技术提供的原位碳化物强化耐磨蚀药芯焊丝，包括外皮以及填充于所述外皮中的药芯；所述外皮为430不锈钢带，以占所述药芯总质量的质量百分比计，所述药芯包括C：5.00%~6.00%，Si：1.00%~1.50%，Mn：2.00%~3.00%，B：5.00%~6.00%，Cr：60.00%~65.00%，Ni：4.00%~5.00%，Nb：10.00%~15.00%，Y：0.50%~1.00%，其余为Fe。
[0007]本专利技术原位碳化物强化耐磨蚀药芯焊丝带来的有益效果是：优选的技术方案中，所述原位碳化物强化耐磨蚀药芯焊丝的填充率为30%~35%。
[0008]优选的技术方案中，所述原位碳化物强化耐磨蚀药芯焊丝的直径为1.0mm~1.2mm。
[0009]本专利技术的原位碳化物强化耐磨蚀药芯焊丝直径φ1.0mm
‑
1.2mm，既可用于MIG/MAG焊，也可以用于TIG焊，用途广泛，适用性强。该焊丝具有耐高温磨损和耐高温腐蚀的性能，
该性能是通过合金元素之间的相互作用来体现的，不是单一一种元素可以获得的。焊丝通过添加C、B、Cr、Nb元素，借助这些元素之间在熔池中原位反应生成碳化物，达到强化堆焊层基体的作用。该焊丝的主要强化机制是铁素体基体上分布着骨架状的碳化物强化相，被配合一定含量的马氏体组织。
[0010]本专利技术的第二个目的在于提供一种原位碳化物强化耐磨蚀药芯焊丝的制备方法，包括如下步骤：称取药粉：按以下质量百分比称取药粉，C：5.00%~6.00%，Si：1.00%~1.50%，Mn：2.00%~3.00%，B：5.00%~6.00%，Cr：70.00%~75.00%，Ni：4.00%~5.00%，Nb：10.00%~15.00%，Y：0.50%~1.00%，其余为Fe粉，以上所有组分的质量百分比之和为100%；烘干药粉；混合药粉；填充药粉：去除外皮表面的油脂，并将外皮弯曲为U形，将混合好的药粉填充进外皮，并将外皮合口；拉拔焊丝：采用拉拔工艺制成焊丝成品。
[0011]采用上述方法制备的原位碳化物强化耐磨蚀药芯焊丝，直径φ1.0mm
‑
1.2mm，既可用于MIG/MAG焊，也可以用于TIG焊，用途广泛，适用性强。
[0012]优选的技术方案中，所述拉拔焊丝中，采用拉拔模具拉拔制造所述焊丝成品，采用多道次拉拔的工艺，第一道次的拉拔模具孔径为2.6mm。
[0013]优选的技术方案中，所述药粉的粒度为100目~200目。
[0014]优选的技术方案中，烘干药粉步骤中，将称取的药粉置于真空加热炉内加热，去除药粉中的水分。
[0015]优选的技术方案中，所述混合药粉步骤中，将烘干后的药粉放置于混粉机中进行混合。
[0016]优选的技术方案中，所述外皮的原材料尺寸为厚度为0.3mm，宽度为7mm。
[0017]优选的技术方案中，还包括焊丝包装步骤：将焊丝成品缠绕于焊丝盘，并密封在药芯焊丝真空包装袋内。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术实施例或
技术介绍
中的技术方案，下面将对实施例或
技术介绍
描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0019]图1为本专利技术实施例二制备的药芯焊丝在15CrMo板上堆焊后的低倍金相组织图。
[0020]图2为本专利技术实施例二制备的药芯焊丝在15CrMo板上堆焊后的高倍金相组织图。
具体实施方式
[0021]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施例做详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0022]本专利技术实施例提供一种原位碳化物强化耐磨蚀药芯焊丝及其制备方法，主要用于电厂锅炉管道表面同时具有耐高温腐蚀和高硬度性能要求堆焊成的制备。本专利技术的焊丝为药芯焊丝，其熔覆金属属于铁素体不锈钢类型材料，具有优异的耐高温腐蚀性能，并且通过添加多种合金元素，原位生成硬质碳化物，保证熔覆金属优异的耐高温磨损性能。
[0023]第一方面，本专利技术实施例提供的原位碳化物强化耐磨蚀药芯焊丝，包括外皮以及填充于外皮中的药芯；外皮为430不锈钢带，以占药芯总质量的质量百分比计，药芯包括C：5.00%~6.00%，Si：1.00%~1.50%，Mn：2.00%~3.00%，B：5.00%~6.00%，Cr：60.00%~65.00%，Ni：4.00%~5.00%，Nb：10.00%~15.00%，Y：0.50%~1.00%，其余为Fe。
[0024]本专利技术原位碳化物强化耐磨蚀药芯焊丝带来的有益效果是：本专利技术实施例的原位碳化物强化耐磨蚀药芯焊丝直径φ1.0mm
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1.2mm，既可用于MIG/MAG焊，也可以用于TIG焊，用途广泛，适用性强。该焊本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种原位碳化物强化耐磨蚀药芯焊丝，其特征在于，包括外皮以及填充于所述外皮中的药芯；所述外皮为430不锈钢带，以占所述药芯总质量的质量百分比计，所述药芯包括C：5.00%~6.00%，Si：1.00%~1.50%，Mn：2.00%~3.00%，B：5.00%~6.00%，Cr：60.00%~65.00%，Ni：4.00%~5.00%，Nb：10.00%~15.00%，Y：0.50%~1.00%，其余为Fe。2.根据权利要求1所述的原位碳化物强化耐磨蚀药芯焊丝，其特征在于，所述原位碳化物强化耐磨蚀药芯焊丝的填充率为30%~35%。3.根据权利要求2所述的原位碳化物强化耐磨蚀药芯焊丝，其特征在于，所述原位碳化物强化耐磨蚀药芯焊丝的直径为1.0mm~1.2mm。4.一种权利要求1
‑
3任一项的原位碳化物强化耐磨蚀药芯焊丝的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：称取药粉：按以下质量百分比称取药粉，C：5.00%~6.00%，Si：1.00%~1.50%，Mn：2.00%~3.00%，B：5.00%~6.00%，Cr：60.00%~65.00%，Ni：4.00%~5.00%，Nb：10.00%~15.00%，Y：0.50%~1.00%，其余...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨二娟，许有海，米紫昊，刘福广，常哲，韩天鹏，黎俊良，乔燕雄，刘国刚，张兰庆，黄修喜，林崴，赵炎罡，李杰，杨小金，
申请(专利权)人：内蒙古蒙电华能热电股份有限公司乌海发电厂华能国际电力股份有限公司德州电厂华能海南发电股份有限公司东方电厂，
类型：发明
国别省市：