连铸辊丝极摆动埋弧堆焊用的烧结焊剂及其制备方法

摘要

本发明涉及可应用于连铸辊丝极摆动埋弧堆焊用的烧结焊剂及其制备方法。将各种配料经20目筛网过筛后；按15～25%的MgO、20～30%的Al2O3、25～35%的CaF2+CaO、5～10%的SiO2、5%的ZrO2、2～5%的Na3AlF6、0～3%的金属Mn、0～3%的Cr2O3、0～4%的TiFe、0～4%的CaCO3和0～3%的45#SiFe的比例加入到混粉罐中混合；在配制好的混合粉末中缓慢加入中性钾水玻璃调湿均匀，造粒、烘焙；在800～950℃下烧结，冷却后得到烧结焊剂。所述烧结焊剂配用氮合金化0Cr13Ni4MoN（414N）药芯焊丝进行丝极摆动埋弧堆焊，可以实现连铸辊堆焊修复。

权利要求

1.一种连铸辊丝极摆动埋弧堆焊用的烧结焊剂，其特征是，所述的烧结焊剂是由组分A及组分B混合后得到的，其中：所述的组分A是由以下组分组成的，以质量百分比计：15～25%的MgO、20～30%的Al2O3、25～35%的CaF2+CaO、5～10%的SiO2、5%的ZrO2、2～5%的Na3AlF6、0～3%的金属#Mn、0～3%的Cr2O3、0～4%的TiFe、0～4%的CaCO3和0～3%的45SiFe；

所述的组分B是中性钾水玻璃；

所述的烧结焊剂中含有所述的组分B为15～20wt%。

2.根据权利要求1所述的连铸辊丝极摆动埋弧堆焊用的烧结焊剂，其特征是：所述的TiFe中的Ti的质量百分比含量为20～23%，余量为Fe。

3.一种根据权利要求1或2所述的连铸辊丝极摆动埋弧堆焊用的烧结焊剂的制备方法,其特征是：以质量百分比计，将各种配料经20目筛网过筛后；按15～25%的MgO、20～

30%的Al2O3、25～35%的CaF2+CaO、5～10%的SiO2、5%的ZrO2、2～5%的Na3AlF6、0～3%#的金属Mn、0～3%的Cr2O3、0～4%的TiFe、0～4%的CaCO3和0～3%的45SiFe的比例加入到混粉罐中混合后得到混合粉末；在配制好的混合粉末中缓慢加入中性钾水玻璃调湿均匀，造粒、烘焙；然后进行800～950℃的高温烧结，冷却到室温后得到所述的烧结焊剂，其中，所述的烧结焊剂中含有所述的中性钾水玻璃为15～20wt%。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征是：以质量百分比计，所述的TiFe中的Ti的质量百分比含量为20～23%，余量为Fe。

说明书

连铸辊丝极摆动埋弧堆焊用的烧结焊剂及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于焊接材料加工领域，特别涉及可应用于连铸辊丝极摆动埋弧堆焊用的烧结焊剂及其制备方法。

背景技术

[0002] 连铸堆焊技术在我国的发展已有十余年的历史。按照一般钢厂的情况，整个连铸辊由支承导向辊、扇性段、水平段三部分组成。支承导向辊由密排辊子组成，使铸坯经多点弯曲过渡到圆弧上。辊坯从结晶器拉出后，虽形成一定断面，但其中心还是液体状态，坯壳厚度一般为12-20mm，铸坯表面温度高达1200℃左右。由于高温和冷却水的作用，辊面易产生高温氧化和腐蚀，而且此段足辊和支承导辊的直径小，因刚度差而容易产生弯曲变形。因此，此段连铸辊宜选用耐腐蚀、抗高温氧化且有相当热强性的高Ni、Mo含量的Cr13型马氏体不锈钢。目前，国内外比较先进的堆焊材料是超低碳的氮合金化0Cr13Ni4MoN（414N）药芯焊丝，其以氮代碳，可显著提高堆焊层抗高温氧化和腐蚀性能，其高温力学性能也可得到显著改善。

[0003] 以前连铸辊多采用丝极单道螺旋焊，但由于焊道搭接多，使得辊面成分不均匀，疲劳裂纹易沿搭接处延伸。而采用带极堆焊虽可改善此问题，但一方面焊带是通过冶炼和轧制制成，工艺复杂，成分调整困难，另一方面，对于目前的扇形段以上的连铸辊，其直径多在150mm以下，带极堆焊难以保证稳定工艺。因此丝极摆动埋弧堆焊成为目前比较先进的连铸堆焊工艺。普通的连铸辊堆焊配套使用的烧结焊剂无法满足工艺要求，存在焊道成形差和脱渣困难的问题。

发明内容

[0004] 本发明的目的是要解决上述技术中存在的问题，提供连铸辊丝极摆动埋弧堆焊用的烧结焊剂。

[0005] 本发明的再一目的是提供一种连铸辊丝极摆动埋弧堆焊用的烧结焊剂的制备方法。

[0006] 本发明的连铸辊丝极摆动埋弧堆焊用的烧结焊剂所采用的渣系为MgO+AI2O3+CaF2偏碱性渣系，所述的烧结焊剂是由组分A及组分B混合后得到的，其中：

[0007] 所述的组分A是由以下组分组成的，以质量百分比计：15～25%的MgO、20～30%的Al2O3、25～35%的CaF2+CaO、5～10%的SiO2、5%的ZrO2、2～5%的Na3AlF6、0～3%的金#属Mn、0～3%的Cr2O3(铬绿)、0～4%的TiFe、0～4%的CaCO3和0～3%的45SiFe。

[0008] 作为粘接剂使用的所述的组分B是中性钾水玻璃。

[0009] 所述的烧结焊剂中含有所述的组分B为15～20wt%。

[0010] 所述的TiFe中的Ti的质量百分比含量为20～23%，余量为Fe。

[0011] 所述的烧结焊剂中的CaF2提高了焊剂的导电性，保证了药芯焊丝摆动堆焊时的工艺稳定性。

[0012] 所述的烧结焊剂中的Na3AlF6（钠冰晶石）降低了堆焊层的氢含量，从而降低了堆焊层的裂纹倾向，同时起稳定电弧的作用。

[0013] 所述的烧结焊剂中的Al2O3和ZrO2保证了焊剂的脱渣良好，Cr2O3(铬绿)减少了铬的氧化，进一步改善了脱渣性。

[0014] 所述的烧结焊剂中的金属Mn、TiFe和45#SiFe（45号SiFe）的主要作用是脱氧。

[0015] 本发明的连铸辊丝极摆动埋弧堆焊用的烧结焊剂的制备方法为：以质量百分比计，将各种配料经20目筛网过筛后（可去除杂物等）；按15～25%的MgO、20～30%的Al2O3、25～35%的CaF2+CaO、5～10%的SiO2、5%的ZrO2、2～5%的Na3AlF6、0～3%的金属Mn、#
0～3%的Cr2O3(铬绿)、0～4%的TiFe、0～4%的CaCO3和0～3%的45SiFe的比例加入到混粉罐中混合（一般要45分钟以上）后得到混合粉末；在配制好的混合粉末中缓慢加入中性钾水玻璃调湿均匀，造粒（优选采用直筒式造粒机，在温度为200℃下进行造粒）、烘焙；
然后进行800～950℃的高温烧结，冷却到室温后得到本发明的烧结焊剂，其中，所述的烧结焊剂中含有所述的中性钾水玻璃为15～20wt%

[0016] 所述的TiFe中的Ti的质量百分比含量为20～23%，余量为Fe。

[0017] 本发明的烧结焊剂配用氮合金化0Cr13Ni4MoN（414N）药芯焊丝进行丝极摆动埋弧堆焊，可以实现连铸辊堆焊修复。焊接工艺性优良，电弧稳定，脱渣容易，而且与0Cr13Ni4MoN（414N）药芯焊丝匹配获得的堆焊层具有高的高温强度、高温耐磨性及抗冷热疲劳能力。

具体实施方式

[0018] 下面结合实施例对本发明做进一步说明。

[0019] 实施例1.

[0020] 以质量百分比计，将以下各种配料先经20目筛网过筛后；按15%的MgO、28%的Al2O3、30%的CaF2+CaO、5%的SiO2、5%的ZrO2、3%的Na3AlF6、3%的Cr2O3、4%的TiFe（Ti的#质量百分比含量为20～23%，余量为Fe）、4%的CaCO3和3%的45SiFe的比例加入到混粉罐中混合50分钟后得到混合粉末；在配制好的混合粉末中缓慢加入中性钾水玻璃调湿均匀，采用直筒式造粒机，在温度为200℃的低温下进行造粒、烘焙；然后进行900℃的高温烧结，冷却到室温后得到连铸辊丝极摆动埋弧堆焊用的烧结焊剂，其中，所述的烧结焊剂中含有所述的中性钾水玻璃为15wt%。

[0021] 实施例2.

[0022] 以质量百分比计，将以下各种配料先经20目筛网过筛后；按25%的MgO、30%的Al2O3、25%的CaF2+CaO、7%的SiO2、5%的ZrO2、2%的Na3AlF6、2%的金属Mn、2%的Cr2O3和2%的#45SiFe的比例加入到混粉罐中混合50分钟后得到混合粉末；在配制好的混合粉末中缓慢加入中性钾水玻璃调湿均匀，采用直筒式造粒机，在温度为200℃的低温下进行造粒、烘焙；
然后进行850℃的高温烧结，冷却到室温后得到连铸辊丝极摆动埋弧堆焊用的烧结焊剂，其中，所述的烧结焊剂中含有所述的中性钾水玻璃为18wt%。

[0023] 实施例3.

[0024] 以质量百分比计，将以下各种配料先经20目筛网过筛后；按18%的MgO、20%的Al2O3、35%的CaF2+CaO、10%的SiO2、5%的ZrO2、5%的Na3AlF6、3%的金属Mn、2%的TiFe（Ti