简介

——焊丝的研发与应用

北京固本科技有限公司胡建平唐亮

摘要研发了一种用于挤压辊耐磨花纹堆焊焊丝，介绍分析了堆焊层的组织、硬度、化学成分、抗裂性能及其实际使用情况。

关键词：挤压辊；耐磨堆焊；碳化铌

辊压机即高压辊磨。它是将喂入的物料通过两个反向旋转的磨辊间隙时，在高压作用下，被粉碎并压成料饼。当此应力超过材料疲劳强度时，在表层形成裂纹，裂纹扩展、连接、剥落，产生疲劳磨损，最终导致挤压辊不能正常工作。

为此根据挤压辊的磨损形式及特点，消化吸收德国相关技术，采用碳化铌代替高铬，开发出新型辊压机耐磨花纹堆焊焊丝，并对堆焊层的组织及性能做了研究。

与普通高铬铸铁型堆焊焊丝相比，选用碳化铌作为硬质相的优势：首先，高铬合金铸铁堆焊材料由于铬和碳含量高，组织中的高硬度Cr7C3初生碳化物显微硬度高，依靠高硬度的碳化物来抵抗磨损，但碳化铬对堆焊基体的割裂作用大；其次，与碳化铬相比，碳化铌提高焊缝韧性，能达到即耐磨又抗高应力冲击的目的。

试验方法

2.1硬度试验

采用HRC-150型洛氏硬度计测量试样焊态硬度，试样为经打磨、抛光的金相试样。载荷为150KG（HRC），加载时间为5 s，保荷时间为3 s，每个试样连续测定5个点，取算术平均值。两压痕中心间的距离或任一压痕中心距试样边缘的距离不小于3 mm。结果见表1。

表1 两种焊丝宏观硬度HRC

2.2金相分析

选用碳化铌（NbC）来代替碳化铬。碳化铌显微硬度为2400Hv，比碳化铬更耐磨。碳化铌可细化堆焊层晶粒，提高堆焊层韧性和抗冲击性。另外，碳化铌比碳化铬尺寸更小见图1，这样就能保证高抗磨性的同时，最大限度的降低了焊缝的开裂倾向。通过SEM和XRD 可确定堆焊层组织为马氏体和残余奥氏体分布大量的NbC硬质相图1 堆焊层扫描电镜SEM

2.3磨损试验

堆焊层利用线切割方法制取尺寸为57mm×25mm×5mm的试样作为磨料磨损试样。磨粒磨损试验采用MLS-225型湿式橡胶轮磨粒磨损试验机，为典型的三体磨粒磨损：磨粒（石英砂）在橡胶轮和试件表面流动从而引起磨损。试验参数如下：橡胶轮转速为240 r/min、橡胶轮硬度60（邵尔硬度）、载荷为100N，磨料为0.212 mm～0.425 mm的石英砂、预磨1000转，精磨4000转。材料的耐磨性能用磨损的失重来衡量，在试验前后，将试件放入盛有丙酮溶液的烧杯中，在超声波清洗仪中清洗3～5 min，干燥后用精度为0.1 mg的塞多利斯BS224S型电子天平称量。算出磨损前后试件的重量差，即为失重量。取3个试样的平均值衡量涂层的耐磨性，结果见表2.

表2 磨粒磨损试验结果