【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钢的焊接，具体涉及一种高抗裂耐磨用药芯焊丝及其制备方法。
技术介绍
1、目前，我国制造业结构正在转型升级，中国正在从制造大国向制造强国转变，耐磨技术的不断发展与创新正在为制造业带来重大变革，提供了更灵活、高效、可持续的制造方法，为创新和定制化生产提供了更多可能性。随着工业的快速发展，许多机械设备和部件在高磨损环境下工作，如矿山机械、建筑机械、冶金设备等，在这些场景下，部件很容易因摩擦而磨损，传统材料难以满足耐磨要求，焊接耐磨材料技术应运而生，它可以在易磨损的部件表面堆焊耐磨合金，使部件在保持基体性能的基础上，表面获得良好的耐磨性。早期的焊接技术比较简单，随着科技的进步，新的焊接方法不断出现，例如药芯焊丝电弧焊、等离子弧堆焊等，这些方法能更精准地控制焊接过程，提高耐磨层的质量。但现有的药芯焊丝耐磨性性、抗裂性还需要进一步提升。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种高抗裂耐磨用药芯焊丝及其制备方法，本专利技术的药芯焊丝适用于堆焊连铸辊、热轧辊以及工作温度低于510℃的轴，以及中温高压截止阀门密封面，具有堆熔化速度快，可焊性好、表面耐磨性强，其硬度值基本上可达50hrc且具有良好的抗裂性。
2、本专利技术所采用的技术方案如下：一种高抗裂耐磨用药芯焊丝，焊丝药芯原料的质量配比为：
3、电解锰：6-10％；
4、金属铬：28-34％；
5、钛铁：0.5-1.5％；
6、钨粉：1-4％；
7、镍粉：5-9％；
8、45#硅铁：4-8％；
9、胶体石墨烯：8-12％；
10、钼粉：8-12％；
11、余量为铁粉。
12、本专利技术添加的焊丝药芯原料作用原理在于：
13、金属铬：主要起渗合金作用，可提高焊缝强度、硬度，具有红硬性及高温抗氧化性。
14、镍粉：适当的镍粉可以提高塑性韧性，但ni含量过高则会增大热裂敏感性。
15、ti与氧的结合力很大，比硅铁具有更强的脱氧能力，2feo+ti→tio2+2fe。另一方面ti可以结合n，减少焊缝金属中的气体。
16、钼粉：主要起渗合金作用，钼粉主要作为合金剂加入，提高钢的淬硬性，提高钢的硬度，形成的碳化物能力较w、cr更强。
17、电解锰：电解锰可作为脱氧剂，适当的锰含量有利于堆熔金属的抗裂性。
18、钨粉：主要起渗合金作用，可增加淬透性，与碳形成坚固而稳定的化合物，其硬度仅此于金刚石。
19、45#硅铁：在增材堆熔过程中，主要起脱氧作用，硅的化学活性活泼，可使金属石墨化。
20、石墨：是提高耐磨和硬度的关键元素，其与mo、cr、w、v相结合形成的碳化物的耐磨性要更佳优于mo、cr、w、v与c元素结合化合物。
21、铁粉：对其他元素起到稀释作用，作为焊缝金属提高堆熔效率。
22、相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：
23、1.本专利技术通过合理设计焊丝药芯配方中各种药粉比例，在药芯中添加c、w、cr、mo等元素，使得本专利技术焊丝具有良好的焊接工艺性及抗裂性，适用增强基体材料表面的耐磨损性能，具有堆熔化速度快，可焊性好、表面耐磨性强，其硬度值可达50hrc且具有良好的抗裂性。
24、2.本专利技术所使用的原材料均为高品位原料，s、p杂质含量少，有利于提高堆熔金属的抗裂性能。
25、作为本专利技术优选的实施方式，所述药芯焊丝直径规格为0.8-1mm。本方案采用小规格直径焊丝，可实现小输入情况下对耐磨材料表面的修复。
26、作为本专利技术优选的实施方式，所述药芯焊丝是一种金属粉型药芯焊丝，采用75-85％ar+co2焊接。本方案采用75-85％ar+co2焊接，熔化均匀，焊缝成型美观，可实现连续堆熔，无需清渣，提高生产时的焊接效率。
27、作为本专利技术优选的实施方式，所述金属铬、钛铁、钨粉、镍粉、45#硅铁、胶体石墨烯、铁粉都采用140-220目药粉颗粒。本方案中，药粉颗粒采用140-220目的金属铬、钛铁、钨粉、镍粉、45#硅铁、胶体石墨烯和铁粉作为药芯焊丝的原料，这些细小的粉末颗粒在焊接过程中可增强焊缝的耐磨性和抗裂性能，同时优化焊接工艺性能，如提高电弧稳定性、减少飞溅和气孔，显著提升焊丝的综合性能。
28、作为本专利技术优选的实施方式，所述药芯焊丝包括钢带、焊丝药芯，钢带主要化学元素满足：c≤0.030、mn≤0.6％、si≤0.5％、p≤0.020％、s含量≤0.020％、ni≤0.6％、mo≤0.5％、cr:11.5-13.5％、cu≤0.2％；焊丝药芯占药芯焊丝总质量的11.5-12.5％。
29、本方案中，其钢带成分中较高的铬含量(11.5-13.5％)赋予焊丝良好的耐腐蚀性和抗氧化性能，同时控制低硫、低磷有助于减少焊接缺陷，提高焊缝的韧性。药芯占总质量的11.5-12.5％，能够提供稳定的焊接工艺性能，如电弧稳定、飞溅小、焊缝成形美观。此外，药芯中的合金元素(如镍、钼等)可进一步优化焊缝的力学性能和抗裂性。这种药芯焊丝适用于多种焊接工艺和材料，具有较高的熔敷效率和良好的全位置焊接能力。
30、本专利技术实施例还提供了一种高抗裂耐磨用药芯焊丝的制备方法，包括以下步骤：
31、s1：预先原料配比称量焊丝药芯的原料，金属铬、钛铁、钨粉、镍粉、45#硅铁、胶体石墨烯、铁粉粒度控制在140-220目；
32、s2：将各原料混合均匀并在220-270℃进行烘焙，保温2-3h，待药粉冷却至不高于60℃进行搅拌，搅拌时间30-60min；
33、s3：通过成型工序将药粉按11.5-12.5％的填充率装入焊丝钢带，在成型下线时分别剪五根20-30cm焊丝进行填充率检测；
34、s4：通过成型工序将混合均匀药粉按11.5-12.5％的填充率填充至焊丝钢带，轧制成型，经细拉至规格0.8-1mm。
35、相比现有技术，本方案的有益效果在于：
36、1.通过合理设计焊丝药芯配方，添加金属铬、钛铁、钨粉等耐磨性增强成分，优化药芯配方中各种药粉比例，在药芯中添加c、w、cr、mo等元素，焊丝在焊接过程中能够形成高硬度、高耐磨性的焊缝，同时显著降低焊缝的裂纹敏感性。
37、2.在220-270℃经过烘焙和搅拌处理的药芯，结合严格控制的填充率和细拉工艺，确保了焊接过程中的电弧稳定性、低飞溅和良好的脱渣性，提高了焊接质量和效率。
38、3.药芯中的合金元素和石墨烯等成分在焊接过程中能够改善焊缝的微观结构，提高焊缝的韧性和抗冲击性能，使其适用于高强度、高耐磨性要求的焊接场景。
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1.一种高抗裂耐磨用药芯焊丝，其特征在于，焊丝药芯原料的质量配比为：
2.根据权利要求1所述的一种高抗裂耐磨用药芯焊丝，其特征在于：所述药芯焊丝直径规格为0.8-1mm。
3.根据权利要求2所述的一种高抗裂耐磨用药芯焊丝，其特征在于：所述药芯焊丝是一种金属粉型药芯焊丝，采用75-85%Ar+CO2焊接。
4.根据权利要求3所述的#1，其特征在于：所述金属铬、钛铁、钨粉、镍粉、45#硅铁、胶体石墨烯、铁粉都采用140-220目药粉颗粒。
5.根据权利要求4所述的一种高抗裂耐磨用药芯焊丝，其特征在于：所述药芯焊丝包括钢带、焊丝药芯，钢带主要化学元素满足：C≤0.030、Mn≤0.6%、Si≤0.5%、P≤0.020%、S含量≤0.020%、Ni≤0.6%、Mo≤0.5%、Cr：11.5-13.5%、Cu≤0.2%；焊丝药芯占药芯焊丝总质量的11.5-12.5％。
6.如权利要求1-5任一项所述的高抗裂耐磨用药芯焊丝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
【技术特征摘要】
1.一种高抗裂耐磨用药芯焊丝，其特征在于，焊丝药芯原料的质量配比为：
2.根据权利要求1所述的一种高抗裂耐磨用药芯焊丝，其特征在于：所述药芯焊丝直径规格为0.8-1mm。
3.根据权利要求2所述的一种高抗裂耐磨用药芯焊丝，其特征在于：所述药芯焊丝是一种金属粉型药芯焊丝，采用75-85%ar+co2焊接。
4.根据权利要求3所述的#1，其特征在于：所述金属铬、钛铁、钨粉、镍粉、45#硅铁、胶体石墨烯、铁粉都采用140-22...
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