本發(fā)明涉及耐磨藥芯焊絲技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種堆焊修復用耐磨藥芯焊絲。
背景技術(shù)：
支撐輥是軋機運行的重要部件，是軋鋼生產(chǎn)中的主要消耗備件之一，提高支承輥的耐磨性是提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本的重要途徑。目前，廣泛使用的耐磨堆焊藥芯焊絲主要是以高鉻鐵基合金為主的藥芯焊絲，通過控制鉻元素及硼元素含量，保證組織中形成初生M7C3及共晶Fe2B型硬質(zhì)相來提高耐磨帶的硬度和耐磨性，用于軋輥堆焊修復的藥芯焊絲基本上是含Cr量13％的不銹鋼類耐磨焊絲，價格較高。因此，研制一種用于軋輥堆焊修復的、降低鉻含量的、耐磨藥芯焊絲成為本領(lǐng)域需要解決的問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明提出了一種堆焊修復用耐磨藥芯焊絲，體藥芯組分降低了鉻含量，同時添加了W、Mo和Nb，在形成細晶強化的同時形成彌散強化，使焊縫的強度、硬度和耐磨性提高，堆焊層硬度高達55HRC，降低了磨損量滿足了實際應用要求。
本發(fā)明提出的一種堆焊修復用耐磨藥芯焊絲，包括低碳鋼外皮和填充在低碳鋼外皮中的藥芯，藥芯組分按重量百分比包括：C 0.3～0.5％，Si 1～2％，Mn 0.8～1.5％，Cr 6～9％，Ni0.5～1.5％，Mo 1～2.5％，V 0.01～0.045％，W 1～3％，Nb 2～5％，P≤0.02％，S≤0.02％，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。
優(yōu)選地，在具體實施例中，C在藥芯中的重量百分比為0.3％、0.31％、0.32％、0.33％、0.34％、0.35％、0.36％、0.37％、0.38％、0.39％、0.4％、0.41％、0.42％、0.43％、0.44％、0.45％、0.46％、0.47％、0.48％、0.49％、0.5％，Si在藥芯中的重量百分比為1％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％、1.8％、1.9％、2％，Mn在藥芯中的重量百分比為0.8％、0.85％、0.9％、0.95％、1％、1.05％、1.1％、1.15％、1.2％、1.25％、1.3％、1.35％、1.4％、1.45％、1.5％，Cr在藥芯中的重量百分比為6％、6.2％、6.4％、6.6％、6.8％、7％、7.2％、7.4％、7.6％、7.8％、8％、8.2％、8.4％、8.6％、8.8％、9％，Ni在藥芯中的重量百分比為0.5％、0.55％、0.6％、0.65％、0.7％、0.75％、0.8％、0.85％、0.9％、0.95％、1％、1.05％、1.1％、1.15％、1.2％、1.25％、1.3％、1.35％、1.4％、1.45％、1.5％，Mo在藥芯中的重量百分比為1％、1.05％、1.1％、1.15％、1.2％、1.25％、1.3％、1.35％、1.4％、1.45％、1.5％、1.55％、1.6％、1.65％、1.7％、1.75％、1.8％、1.85％、1.9％、1.95％、2％、2.05％、2.1％、2.15％、2.2％、2.25％、2.3％、2.35％、2.4％、2.45％、2.5％，V在藥芯中的重量百分比為0.01％、0.015％、0.02％、0.025％、0.03％、0.035％、0.04％、0.045％，W在藥芯中的重量百分比為1％、1.05％、1.1％、1.15％、1.2％、1.25％、1.3％、1.35％、1.4％、1.45％、1.5％、1.55％、1.6％、1.65％、1.7％、1.75％、1.8％、1.85％、1.9％、1.95％、2％、2.05％、2.1％、2.15％、2.2％、2.25％、2.3％、2.35％、2.4％、2.45％、2.5％、2.55％、2.6％、2.65％、2.7％、2.75％、2.8％、2.85％、2.9％、2.95％、3％，Nb在藥芯中的重量百分比為2％、2.05％、2.1％、2.15％、2.2％、2.25％、2.3％、2.35％、2.4％、2.45％、2.5％、2.55％、2.6％、2.65％、2.7％、2.75％、2.8％、2.85％、2.9％、2.95％、3％、3.05％、3.1％、3.15％、3.2％、3.25％、3.3％、3.35％、3.4％、3.45％、3.5％、3.55％、3.6％、3.65％、3.7％、3.75％、3.8％、3.85％、3.9％、3.95％、4％、4.05％、4.1％、4.15％、4.2％、4.25％、4.3％、4.35％、4.4％、4.45％、4.5％、4.55％、4.6％、4.65％、4.7％、4.75％、4.8％、4.85％、4.9％、4.95％、5％。
優(yōu)選地，W和Nb的重量比為1.8～2.2：3.5～3.8。
優(yōu)選地，Mo和Nb的重量比為1.98～2.05：3.65～3.95。
優(yōu)選地，藥芯填充率為15-23％。
優(yōu)選地，本發(fā)明中藥芯填充率根據(jù)業(yè)內(nèi)規(guī)定定義為藥芯占整個藥芯焊絲的重量百分比。
優(yōu)選地，藥芯組分按重量百分比包括：C 0.35～0.45％，Si 1.3～1.8％，Mn 1～1.3％，Cr 7～8％，Ni0.8～1.2％，Mo 1.8～2.3％，V 0.02～0.03％，W 1.5～2.5％，Nb 3～4％，P≤0.01％，S≤0.01％，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。
優(yōu)選地，藥芯組分按重量百分比包括：C 0.4％，Si 1.55％，Mn 1.15％，Cr 7.5％，Ni1％，Mo 2％，V 0.025％，W 2.05％，Nb 3.75％，P 0.005％，S 0.005％，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。
組分在本發(fā)明中的作用：
C：碳是調(diào)整焊縫金屬強度的主要元素，必須保證焊絲中有一定的碳含量，但在高強度焊縫金屬中，過高的碳含量促進馬氏體的形成，增加焊縫金屬的淬硬性，塑性降低，使焊縫金屬冷裂紋敏感性增加，因此本發(fā)明將焊絲中C含量控制在0.3～0.5％。
Si：起到脫氧和強化焊縫的作用，由于硅含量過多會降低焊縫的韌性，本發(fā)明控制Si含量為1～2％。
Mn：改善焊縫成型，提高熔敷金屬的塑性和韌性，Mn和Si聯(lián)合脫氧，提高元素過渡系數(shù)。
Cr：固溶強化元素，可形成高硬度、高脆性的粗大碳化物硬質(zhì)相，固溶強化的作用同時能夠抑制這類初生硬質(zhì)相的析出。
Ni：有利于提高焊縫金屬的韌性尤其是低溫沖擊韌性，降低脆性轉(zhuǎn)變溫度；與Cr合理搭配，可有效控制焊縫金屬的相轉(zhuǎn)變過程，得到馬氏體和一定比例的殘余奧氏體的復合組織，從而兼顧高的抗裂性和高強度。
V：與碳反應生成碳化物，增強了焊縫的硬度和耐磨性，改善耐磨性能。
P和S屬于有害元素，故將其含量控制在較低范圍內(nèi)，以提高焊縫的強度和韌性。
Mo、W和Nb：是本發(fā)明中重量的微合金添加劑，其中W具高硬度，提高焊縫耐磨性，W與C原子的親和力大，結(jié)合成高熔點、高硬度的W2C，在隨后的冷卻過程中W2C的析出，可以有效地阻止晶粒的長大且有利于提高耐磨性。在堆焊過程中，熔池中的Mo與C元素可以形成Mo2C硬質(zhì)相，分布在堆焊層中。Mo元素含量越高，硬質(zhì)相的數(shù)量越多，從而提高了堆焊層的硬度和耐磨性。但由于合金粉中C元素含量有限，使得過剩的Mo元素不能以硬質(zhì)相的形式存在而偏析于晶界，導致堆焊層易于開裂，所以合金粉中的Mo元素不能過高。Nb元素有彌散強化和細晶強化的作用。
鐵：調(diào)節(jié)堆焊金屬的成分，提高藥芯焊絲熔敷速度。
本發(fā)明中，在高鉻鐵基藥芯基礎(chǔ)上，減少了鉻的使用量，Cr含量低于10％，在鉻固溶氫化的基基礎(chǔ)上，添加了鎢、鉬、鈮形成微合金化鐵基藥芯，鎢具有高硬度和耐磨性，焊接過程中W2C的析出，可以有效地阻止晶粒的長大且有利于提高耐磨性，搭配鉬和鈮形成復合碳化物硬質(zhì)相，提高了焊縫的硬度，同時鈮與與碳、氮等元素結(jié)合生成高熔點的穩(wěn)定的碳化物和碳氮化物，形成細晶組織，堆焊層組織為馬氏體+殘余奧氏體+少量碳化物，Nb、W、Mo的碳化物或碳氮化物彌散分布，在形成細晶強化的同時形成彌散強化，使基體的強度、硬度和耐磨性提高；Ni和Cr搭配加入，控制焊縫金屬的相轉(zhuǎn)變過程，得到馬氏體和一定比例的殘余奧氏體的復合組織，從而兼顧高的抗裂性和高強度。
具體實施方式
下面，通過具體實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細說明。
實施例1
一種堆焊修復用耐磨藥芯焊絲，包括低碳鋼外皮和填充在低碳鋼外皮中的藥芯，藥芯組分按重量百分比包括：C 0.4％，Si 1.55％，Mn 1.15％，Cr 7.5％，Ni 1％，Mo 2％，V 0.025％，W 2.05％，Nb 3.75％，P≤0.02％，S≤0.02％，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。
實施例2
一種堆焊修復用耐磨藥芯焊絲，包括低碳鋼外皮和填充在低碳鋼外皮中的藥芯，藥芯組分按重量百分比包括：C 0.3％，Si 2％，Mn 0.8％，Cr 9％，Ni0.5％，Mo 2.5％，V 0.01％，W 3％，Nb 2％，P 0.02％，S 0.02％，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。
實施例3
一種堆焊修復用耐磨藥芯焊絲，包括低碳鋼外皮和填充在低碳鋼外皮中的藥芯，藥芯組分按重量百分比包括：C 0.5％，Si 1％，Mn 1.5％，Cr 6％，Ni 1.5％，Mo 1％，V 0.045％，W 1％，Nb 5％，P 0.01％，S 0.01％，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。
實施例4
一種堆焊修復用耐磨藥芯焊絲，包括低碳鋼外皮和填充在低碳鋼外皮中的藥芯，藥芯組分按重量百分比包括：C 0.35％，Si 1.3％，Mn 1％，Cr 7％，Ni0.8％，Mo 2.3％，V 0.02％，W 2.5％，Nb 3％，P 0.005％，S 0.005％，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)。
實施例5
一種堆焊修復用耐磨藥芯焊絲，包括低碳鋼外皮和填充在低碳鋼外皮中的藥芯，藥芯組分按重量百分比包括：C 0.45％，Si 1.8％，Mn 1.3％，Cr 8％，Ni 1.2％，Mo 1.8％，V 0.03％，W 1.5％，Nb 4％，P 0.005％，S 0.005％，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)；
焊修復用耐磨藥芯焊絲由低碳鋼帶包裹混合均勻的藥芯粉料得到粗坯，將粗坯經(jīng)軋制、粗拉、精拉至直徑為1.8mm即得藥芯焊絲。
實施例6
一種堆焊修復用耐磨藥芯焊絲，包括低碳鋼外皮和填充在低碳鋼外皮中的藥芯，藥芯組分按重量百分比包括：C 0.25％，Si 1.5％，Mn 1.1％，Cr 7.5％，Ni 1％，Mo 1.8％，V 0.03％，W 1.8％，Nb 3.5％，P 0.005％，S 0.005％，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)；
焊修復用耐磨藥芯焊絲由低碳鋼帶包裹混合均勻的藥芯粉料得到粗坯，將粗坯經(jīng)軋制、粗拉、精拉至直徑為2.2mm即得藥芯焊絲。
實施例7
一種堆焊修復用耐磨藥芯焊絲，包括低碳鋼外皮和填充在低碳鋼外皮中的藥芯，藥芯組分按重量百分比包括：C 0.25％，Si 1.5％，Mn 1.1％，Cr 7.5％，Ni 1％，Mo 2％，V 0.03％，W 2.2％，Nb 3.8％，P 0.005％，S 0.005％，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)；
焊修復用耐磨藥芯焊絲由低碳鋼帶包裹混合均勻的藥芯粉料得到粗坯，將粗坯經(jīng)軋制、粗拉、精拉至直徑為2.5mm即得藥芯焊絲。
實施例8
一種堆焊修復用耐磨藥芯焊絲，包括低碳鋼外皮和填充在低碳鋼外皮中的藥芯，藥芯組分按重量百分比包括：C 0.25％，Si 1.5％，Mn 1.1％，Cr 7.5％，Ni 1％，Mo 1.98％，V 0.03％，W 2.2％，Nb 3.65％，P 0.005％，S 0.005％，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)；
焊修復用耐磨藥芯焊絲由低碳鋼帶包裹混合均勻的藥芯粉料得到粗坯，將粗坯經(jīng)軋制、粗拉、精拉至直徑為2.0mm即得藥芯焊絲。
實施例9
一種堆焊修復用耐磨藥芯焊絲，包括低碳鋼外皮和填充在低碳鋼外皮中的藥芯，藥芯組分按重量百分比包括：C 0.25％，Si 1.5％，Mn 1.1％，Cr 7.5％，Ni 1％，Mo 2.05％，V 0.03％，W 2.2％，Nb 3.95％，P 0.005％，S 0.005％，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)；
焊修復用耐磨藥芯焊絲由低碳鋼帶包裹混合均勻的藥芯粉料得到粗坯，將粗坯經(jīng)軋制、粗拉、精拉至直徑為2.0mm即得藥芯焊絲。
實施例10
一種堆焊修復用耐磨藥芯焊絲，包括低碳鋼外皮和填充在低碳鋼外皮中的藥芯，藥芯組分按重量百分比包括：C 0.25％，Si 1.5％，Mn 1.1％，Cr 7.5％，Ni 1％，Mo 2％，V 0.03％，W 2％，Nb 3.8％，P 0.005％，S 0.005％，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)；
焊修復用耐磨藥芯焊絲由低碳鋼帶包裹混合均勻的藥芯粉料得到粗坯，將粗坯經(jīng)軋制、粗拉、精拉至直徑為2.0mm即得藥芯焊絲。
對照例1
一種堆焊修復用藥芯焊絲，包括低碳鋼外皮和填充在低碳鋼外皮中的藥芯，藥芯組分按重量百分比包括：C 0.25％，Si 1.5％，Mn 1.1％，Cr 12％，Ni 1％，V 0.03％，W 2％，Nb 3.8％，P 0.005％，S 0.005％，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)；
焊修復用耐磨藥芯焊絲由低碳鋼帶包裹混合均勻的藥芯粉料得到粗坯，將粗坯經(jīng)軋制、粗拉、精拉至直徑為2.0mm即得藥芯焊絲。
對照例2
一種堆焊修復用耐磨藥芯焊絲，包括低碳鋼外皮和填充在低碳鋼外皮中的藥芯，藥芯組分按重量百分比包括：C 0.25％，Si 1.5％，Mn 1.1％，Cr 20％，Ni 1％，Mo 2％，V 0.03％，Nb 3.8％，P 0.005％，S 0.005％，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)；
焊修復用耐磨藥芯焊絲由低碳鋼帶包裹混合均勻的藥芯粉料得到粗坯，將粗坯經(jīng)軋制、粗拉、精拉至直徑為2.0mm即得藥芯焊絲。
對照例3
一種堆焊修復用耐磨藥芯焊絲，包括低碳鋼外皮和填充在低碳鋼外皮中的藥芯，藥芯組分按重量百分比包括：C 0.25％，Si 1.5％，Mn 1.1％，Cr 18％，Ni 1％，Mo 2％，V 0.03％，W 2％，P 0.005％，S 0.005％，余量為鐵及不可避免的雜質(zhì)；
焊修復用耐磨藥芯焊絲由低碳鋼帶包裹混合均勻的藥芯粉料得到粗坯，將粗坯經(jīng)軋制、粗拉、精拉至直徑為2.0mm即得藥芯焊絲。
將實施例8-10制得的焊絲與對照例1-3制得的焊絲進行性能測試，結(jié)果如下表所示：
從上表可以看出，本發(fā)明添加鉬、鎢和鈮在低鉻體系中顯著提高焊縫的耐磨性能，三者配合使用在保證耐磨性能的同時，也能獲得良好的力學性能，堆焊層硬度也由于高鉻焊絲，滿足了實際堆焊的使用條件。
以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。