降低焊缝硫磷含量用于埋弧耐磨堆焊的氟碱型烧结焊剂

摘要

本发明公开了一种降低焊缝硫磷含量用于埋弧耐磨堆焊的氟碱型烧结焊剂，涉及焊剂技术，其组份按重量百分比计，为：氧化镁(MgO)30～35，氟化钙(CaF2)16～21，三氧化二铝(Al2O3)17～22，二氧化硅(SiO2)14～19，氧化锰(MnO)3～5，氧化业铁(FeO)＜3，氟化稀土复合添加剂1～3，氧化钠(Na2O)0.3～0.6，氧化钾(K2O)0.15～0.3，硫(S)≤0.03，磷(P)≤0.04。本发明通过控制焊剂的碱度范围和添加氟化稀土复合添加剂，降低焊剂中的氧含量、硫磷含量和杂质，保证焊缝金属的纯净度，使耐磨堆焊熔敷金属得到更高的韧性和抗裂性。

说明书

技术领域

本发明涉及焊剂技术领域，是一种有效降低焊缝金属硫磷含量用于埋弧耐磨堆焊的氟碱型烧结焊剂。

背景技术

冶金、矿山、机械、建材和煤炭运输等行业都需要使用大量的耐磨材料。为了提高耐磨备件的使用寿命，通常在其表面堆焊一层满足上述性能的硬面材料，提高备件的使用寿命。埋弧自动堆焊是自动化程度较高、熔敷速度较快、成型好等优点，已成为堆焊行业应用最为广泛修复技术。由于这些备件的堆焊材料要求硬度高，而且需连续堆焊，对焊剂的要求特别严格，如冶金行业的夹送辊表面应具有较好的硬度、抗裂纹性、抗热疲劳性等性能，在堆焊夹送辊时，堆焊工艺要求层间温度高于300℃，连续堆焊等性能，要求焊剂具有良好的脱渣性及成型性，堆焊后焊道表面无裂纹，强韧性好等特点。采用现有的焊剂不能很好的满足此类耐磨堆焊的焊接要求。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种降低焊缝硫磷含量用于埋弧耐磨堆焊的氟碱型烧结焊剂，其在焊接过程中电弧稳定，高温脱渣性能优良，焊缝成型美观，过渡平滑，可与多种耐磨堆焊焊丝配合使用，在兼顾耐磨性的同时具有较好的韧性和抗裂性。

为达到上述目的，本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种降低焊缝硫磷含量用于埋弧耐磨堆焊的氟碱型烧结焊剂，其组份按重量百分比计，为：氧化镁(MgO)30～35，氟化钙(CaF₂)16～21，三氧化二铝(Al₂O₃)17～22，二氧化硅(SiO₂)14～19，氧化锰(MnO)3～5，氧化业铁(FeO)＜3，氟化稀土复合添加剂1～3，氧化钠(Na₂O)0.3～0.6，氧化钾(K₂O)0.15～0.3，硫(S)≤0.03，磷(P)≤0.04。

所述的氟碱型烧结焊剂，其碱度(B_IIW)范围在2.1～2.5。

所述的氟碱型烧结焊剂，其所述氟化稀土复合添加剂，按重量百分比计，组成为：氟化稀土42％、氧化钙33％和硅钙合金25％。

所述的氟碱型烧结焊剂，其特征在于：所述，氟化稀土，按重量百分比计，包括：镧(La)15.1％、铈(Ce)36.1％、镨(Pr)3.9％、铷(Nd)14.4％、氟(F)27.7％，硅钙合金，按重量百分比计，包括：钙(Ca)41.2％、硅(Si)48.7％。

本发明具有的优点和效果：

1、本发明通过优化焊剂组成成份，使焊接熔渣具有合适的熔点、粘度、表面张力等，焊剂具有电弧稳定，高温脱渣性能优良，焊缝成型美观，过渡平滑等优良的综合焊接工艺性能。

2、本发明通过控制焊剂的碱度范围，加入氟化稀土复合添加剂，降低焊剂中的氧和硫磷含量及杂质，保证焊缝金属的纯净度，提高焊缝金属的韧性和抗裂性。

3、本发明与ZY-YJ101N-S堆焊焊丝配合使用，用于堆焊连铸辊，熔敷金属夏比冲击吸收功Akv：8～15J，满足连铸辊使用要求。

具体实施方式

本发明的一种有效降低焊缝金属硫磷含量的氟碱型烧结焊剂，其提高焊缝金属韧性和抗裂性的主要技术手段有：控制焊剂的碱度(B_IIW)范围在2.1～2.5；加入氟化稀土复合添加剂脱氧脱硫磷；尽量减少原材料中带来的有害杂质，保证焊缝金属的纯净度。通过调整焊剂熔渣的粘度、表面张力和熔点等，改善焊缝成型和高温脱渣性能，从而改善埋弧堆焊工艺性能保证焊缝表面质量。

实施例一：

1、焊剂组份(wt％)：MgO 34，CaF₂ 20，Al₂O₃ 20，SiO₂ 18，MnO 3，FeO 1.28，氟化稀土复合添加剂3，Na₂O 0.453，K₂O 0.213，S 0.024，P 0.030。

2、制备方法：按照配方进行配比称重，然后进行干搅拌约20～30min，搅拌均匀后加入干粉重量18～20％左右的钾钠混合水玻璃，充分搅拌均匀，搅拌好的湿粉送入造粒机进行造粒，造粒后，焊剂在烘干炉中250℃烘干约1小时，烘干后的焊剂过筛，筛分处标准粒度范围内的焊剂送入烧结炉进行烧结，烧结温度850℃，烧结约1小时，出炉冷却后检验并过筛包装。

3、配合ZY-YJ101N-S堆焊后熔敷金属的主要化学成分。

实施例1配合ZY-YJ101N-S堆焊后熔敷金属的主要化学成分(wt％)如表1所示：

表1

  C  Cr  S  P  N  0.04  12.9  0.008  0.02  0.09

实施例二：

1、焊剂组份(wt％)：MgO 34，CaF₂ 20，Al₂O₃ 20，SiO₂ 18，MnO 3，FeO 1.29，氟化稀土复合添加剂3，Na₂O 0.435，K₂O 0.218，S 0.026，P 0.031。

2、制备方法与实施例一相同。

实施例三：

1、焊剂组份(wt％)：MgO 32，CaF₂ 21，Al₂O₃ 22，SiO₂ 18，MnO 3，FeO 1.35，氟化稀土复合添加剂2，Na₂O 0.397，K₂O 0.198，S 0.020，P 0.035。

2、制备方法与实施例一相同。

本发明焊剂在焊接过程中电弧稳定，高温脱渣性能优良，焊缝成型美观，过渡平滑，可与多种耐磨堆焊焊丝配合使用，如配合ZY-YJ101N-S焊丝堆焊连铸辊，在兼顾耐磨性的同时具有较好的韧性和抗裂性。

对比例：

焊剂采用市售SJ400。

对比例配合ZY-YJ101N-S焊丝堆焊后熔敷金属的主要化学成分(wt％)如表2所示：

表2

  C  Cr  S  P  N  0.041  13  0.02  0.029  0.087

从表1、表2看，对比市售SJ400配合ZY-YJ101N-S焊丝堆焊后，本发明焊剂的熔敷金属S、P含量有效降低。

三个实施例与对比例经堆焊(配合ZY-YJ101N-S焊丝)试验后，其性能结果对比如表3所示：

表3

  性能 焊态平均硬度(HRC)  冲击功(J)  1#  45  11.5  2#  46  11.1  3#  46  10.4  对比例  44  8