福建省岳凱機(jī)械有限公司
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堆焊是一種改善機(jī)械表面耐磨性的簡單、經(jīng)濟(jì)且行之有效的方法,也是制造和修復(fù)模具的重要手段之一,可以大大降低模具的使用成本。耐磨堆焊可使用廉價的普通鋼材作為基體材料,加上表面強(qiáng)化處理,從而有望實現(xiàn)用普通鋼+焊接表面強(qiáng)化代替模具鋼。鑄鋼制造適應(yīng)性和可變性強(qiáng)，可以選擇不同的化學(xué)成分和組織控制，適應(yīng)于各種不同工程的要求；可以通過不同的熱處理工藝在較大的范圍內(nèi)選擇力學(xué)性能和使用性能。但是鑄鋼焊接性能差，直接堆焊耐磨層，由于低合金鑄鋼和耐磨層成分組織及性能差別較大，焊接難度大，容易產(chǎn)生裂紋。在低合金鑄鋼與耐磨層之間采用過渡層結(jié)構(gòu)設(shè)計，基體、過渡層、耐磨層相互間結(jié)合良好，有利于提高堆焊的整體性能。
選用低合金鑄鋼作為堆焊基體材料，尺寸為150mm×100mm×50mm。待堆焊面用砂紙打磨，以清除表面上的氧化皮和油污等。過渡層材料選用EUREKA公司635E堆焊焊條、耐磨層材料選用450E堆焊焊條進(jìn)行堆焊試驗，用低合金鑄鋼基體＋耐磨層堆焊制備試樣A，用低合金鑄鋼基體＋過渡層＋耐磨層堆焊制備試樣B。低合金鑄鋼及焊材熔敷金屬成分如表1所示。所選焊條直徑均為4mm，焊條使用前需在烘箱中經(jīng)150℃烘焙1h，后置于保溫筒中隨用隨取。焊接設(shè)備為ZX5-250型直流焊機(jī)，焊接工藝參數(shù)如表2所示。焊接后對試塊進(jìn)行550℃×2h的去應(yīng)力回火，回火后將試塊放置在保溫沙坑中隨沙冷卻。
表1 化學(xué)成分
材料 | C | Si | Mn | P | S | Cr | Ni | Mo | Fe |
低合金鑄鋼 | 0.20 | 0.60 | 1.57 | 0.03 | 0.007 | 0.35 | 0.63 | 0.57 | 其余 |
過渡層635E | 0.078 | 0.31 | 2.35 | 0.011 | 0.009 | 1.40 | 2.41 | 0.75 | 其余 |
耐磨層450E | 0.10 | 0.77 | 0.83 | 0.008 | 0.008 | 11.32 | 2.12 | 2.43 | 其余 |
表2 焊接工藝參數(shù)
焊接電流/A | 焊接電壓/V | 焊接速度/(mm·min-1) | 層間溫度/℃ | |
過渡層 | 130 | 26 | 120 | 300 |
耐磨層 | 150 | 30 | 150 | 300 |
低合金鑄鋼采用過渡層+耐磨層堆焊，過渡層可以改善堆焊界面的微觀組織，特別是過渡層和基體之間的界面，熔合性能好，有利于改善界面的結(jié)合強(qiáng)度。過渡層可以改善低合金鑄鋼到耐磨層的合金元素過渡，有利于組織性能的合理過渡；有效改善熔合區(qū)性能的均勻性，對防止開裂和耐磨層剝落有利。
