專利名稱：一種用于堆焊修復(fù)高鉻鑄鐵型高鐵路基搗鎬的特種焊條的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種堆焊技術(shù)，特別是一種堆焊焊條。
背景技術(shù)：
高鐵(高速鐵路)是未來(lái)鐵路客運(yùn)的發(fā)展趨勢(shì)，高鐵指最高運(yùn)行時(shí)速在200km以上的鐵路，一般采用動(dòng)車(chē)組。高鐵的出現(xiàn)對(duì)中國(guó)傳統(tǒng)鐵路路基設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)維修提出了新的挑戰(zhàn)。路基是承受軌道結(jié)構(gòu)重量和列車(chē)荷載的基礎(chǔ)，是鐵路線路工程的一個(gè)重要組成部分。高鐵對(duì)軌道的平順性和穩(wěn)定性提出了更高的要求，其路基除應(yīng)具備一般鐵路路基的基本性能之外，還需要滿足高鐵軌道對(duì)路基提出的性能要求。因此，路基作為軌道結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，必須具有強(qiáng)度高、剛度大、穩(wěn)定性和耐久性好，并能抵抗各種自然因素影響等性能。在鐵路路基的施工、養(yǎng)護(hù)維修過(guò)程中，其中搗固裝置是養(yǎng)路機(jī)械中更換零部件最為頻繁的設(shè)備之一。搗固裝置是搗固車(chē)的主要工作裝置，用于搗固枕底道碴，提高枕底道碴的密實(shí)度。作業(yè)時(shí)，搗固裝置中將若干把搗鎬有規(guī)律排布，承受全部的下插力、振動(dòng)力及夾持力，通過(guò)反復(fù)與道床沖擊完成對(duì)線路的搗固作用。因此，搗鎬直接和道床接觸，在下插過(guò)程中受力復(fù)雜，每一瞬間都承受沖擊力、振動(dòng)力和夾持彎矩，工作環(huán)境很差。其中磨損失效是搗鎬的主要失效形式，這就要求搗鎬必須具有高強(qiáng)度、耐沖擊和耐磨損性能。在傳統(tǒng)的制造過(guò)程中，搗鎬生產(chǎn)需要經(jīng)過(guò)冶煉、澆鑄、鍛造、熱處理及機(jī)械加工等工序，不僅消耗了大量的能源，而且嚴(yán)重的污染了環(huán)境；采用堆焊修復(fù)技術(shù)可以使其恢復(fù)原來(lái)的形狀和尺寸，并獲得更高的使用壽命，從而減少了其制造過(guò)程對(duì)能源的浪費(fèi)和環(huán)境的污染。目前，有人曾以鉻鉬鎢釩系合金作為搗鎬堆焊耐磨層材料，盡管該材料能達(dá)到較高的硬度，但在與高硬度磨粒發(fā)生相互作用時(shí)，其耐磨性明顯不夠；另外，還有將硬質(zhì)合金釬焊于搗鎬鎬掌表面以提高耐磨性，但由于其與鋼材的線膨脹系數(shù)差別大，在釬焊過(guò)程中易開(kāi)裂，強(qiáng)韌性無(wú)法合理匹配，導(dǎo)致在工作過(guò)程中發(fā)生硬質(zhì)合金脆斷或脫落，其效果一直不理想，而且目前使用的堆焊焊條主要靠進(jìn)口。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種容易焊接、焊后搗鎬表面耐磨性高、壽命長(zhǎng)且價(jià)格低廉的用于堆焊修復(fù)高鉻鑄鐵型高鐵路基搗鎬的特種焊條。本發(fā)明的堆焊焊條，其藥皮化學(xué)成分的重量百分比為(wt%)石英3 - 5，大理石 7 — 9，螢石3 — 5，鈦白粉4 一 6，白土子2 — 4，硅鐵2 — 4，高碳錳鐵2 — 4，鈦鐵1 一 3， 高碳鉻鐵38 — 45，石墨20 — 25，鎢鐵2 — 6。焊芯為H08A鋼焊絲。上述藥皮原料中的鈦鐵、高碳錳鐵和硅鐵可以聯(lián)合脫氧，凈化堆焊熔池；加入較高量的石墨、高碳鉻鐵和鎢鐵可以形成過(guò)共晶高鉻鑄鐵組織，同時(shí)，一方面是要形成大量的初生M7C3碳化物，另一方面形成WC碳化物，保證適當(dāng)堆焊金屬具有更高的耐磨性。同時(shí)，石墨的加入還能改善原料在拉拔過(guò)程的流動(dòng)性，使拉拔過(guò)程中的藥芯焊絲易于變形，避免卡絲、斷絲現(xiàn)象的發(fā)生。堆焊冷卻后，堆焊金屬表面會(huì)出現(xiàn)細(xì)小、均勻的裂紋，釋放掉應(yīng)力，雖然韌性比高碳鋼堆焊金屬略低，但耐磨性比高碳鋼堆焊金屬高。另外，為了生成過(guò)共晶高鉻鑄鐵組織，除了鉻鐵加入量較高，其它合金元素合理較低，因此，該焊條價(jià)格低廉。本發(fā)明焊條的制備方法 1、對(duì)部分原料進(jìn)行鈍化處理
a、將硅鐵粉末加熱，在720- 750°C保溫1小時(shí)，
b、將高碳鉻鐵粉末加熱，在550- 600°C保溫1小時(shí)，
c、將高碳錳鐵粉末加熱，在300- 350°C保溫1小時(shí)。2、混合將上述藥皮的各種原料放入混料機(jī)進(jìn)行充分混合，然后再加入水玻璃粘結(jié)劑攪拌均勻，該水玻璃的模數(shù)為2. 7-3. 0，波美度為48 - 50。3、壓制用焊條涂敷機(jī)將上述混勻的物料擠壓在H08A鋼焊絲上。4、干燥在100_200°C對(duì)焊條進(jìn)行干燥。本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)
1、采用本發(fā)明焊條修復(fù)的高鐵路基搗鎬用可以代替經(jīng)整體制造生產(chǎn)的搗鎬，不僅減少了制造工序，節(jié)省了原料和能源，其使用壽命提高了 3倍。2、使用本發(fā)明焊條修復(fù)高鐵路基搗鎬，不用焊前對(duì)搗鎬進(jìn)行預(yù)熱，焊后不需要熱處理，現(xiàn)場(chǎng)使用方便，易于焊接，焊接質(zhì)量好，硬度范圍為HRC63-67。3、本發(fā)明焊條不僅可以應(yīng)用堆焊修復(fù)高鐵路基搗鎬，而且也可以應(yīng)用到冶金機(jī)械、礦山機(jī)械、石油機(jī)械等行業(yè)相關(guān)的耐磨零部件堆焊修復(fù)，并可替代進(jìn)口產(chǎn)品，市場(chǎng)空間十分廣闊。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1
取藥皮的原料石英5千克，大理石9千克，螢石5千克，鈦白粉6千克，白土子4千克， 硅鐵4千克，高碳錳鐵4千克，鈦鐵3千克，高碳鉻鐵38千克，石墨20千克，鎢鐵2千克及 H08A鋼焊絲。先對(duì)硅鐵、高碳鉻鐵和高碳錳鐵進(jìn)行鈍化處理，即將硅鐵粉末加熱，在720°C 保溫1小時(shí)；將高碳鉻鐵粉末加熱，在550°C保溫1小時(shí)；將高碳錳鐵粉末加熱，在300°C保溫1小時(shí)。將上述藥皮的各種原料放入混料機(jī)進(jìn)行充分混合，然后再加入水玻璃粘結(jié)劑攪拌均勻，該水玻璃的模數(shù)為2. 7，波美度為48。用焊條涂敷機(jī)將上述混勻的物料擠壓在H08A 鋼焊絲上。在100°C對(duì)焊芯進(jìn)行干燥。采用上述焊條堆焊修復(fù)的高鐵路基用搗鎬，經(jīng)焊前免預(yù)熱、焊后免熱處理，表面的硬度為HRC63。實(shí)施例2:
取藥皮的原料石英4千克，大理石8千克，螢石4千克，鈦白粉5千克，白土子3千克， 硅鐵3千克，高碳錳鐵3千克，鈦鐵2千克，高碳鉻鐵42千克，石墨22千克，鎢鐵4千克及 H08A鋼焊絲。先對(duì)硅鐵、高碳鉻鐵和高碳錳鐵進(jìn)行鈍化處理，即將硅鐵粉末加熱，在730°C 保溫1小時(shí)；將高碳鉻鐵粉末加熱，在570°C保溫1小時(shí)；將高碳錳鐵粉末加熱，在320°C保溫1小時(shí)。將上述藥皮的各種原料放入混料機(jī)進(jìn)行充分混合，然后再加入水玻璃粘結(jié)劑攪拌均勻，該水玻璃的模數(shù)為2. 8，波美度為49。用焊條涂敷機(jī)將上述混勻的物料擠壓在H08A 鋼焊絲上。在150°C對(duì)焊芯進(jìn)行干燥。采用上述焊條堆焊修復(fù)的高鐵路基用搗鎬，經(jīng)焊前免預(yù)熱、焊后免熱處理，表面的硬度為HRC65。
實(shí)施例3:
取藥皮的原料石英3千克，大理石7千克，螢石3千克，鈦白粉4千克，白土子2千克， 硅鐵2千克，高碳錳鐵2千克，鈦鐵1千克，高碳鉻鐵45千克，石墨25千克，鎢鐵6千克及 H08A鋼焊絲。先對(duì)硅鐵、高碳鉻鐵和高碳錳鐵進(jìn)行鈍化處理，即將硅鐵粉末加熱，在750°C 保溫1小時(shí)；將高碳鉻鐵粉末加熱，在600°C保溫1小時(shí)；將高碳錳鐵粉末加熱，在350°C保溫1小時(shí)。將上述藥皮的各種原料放入混料機(jī)進(jìn)行充分混合，然后再加入水玻璃粘結(jié)劑攪拌均勻，該水玻璃的模數(shù)為3. 0，波美度為50。用焊條涂敷機(jī)將上述混勻的物料擠壓在H08A 鋼焊絲上。在200°C對(duì)焊芯進(jìn)行干燥。采用上述焊條堆焊修復(fù)的高鐵路基用搗鎬，經(jīng)焊前免預(yù)熱、焊后免熱處理，表面的硬度為HRC67。
權(quán)利要求
1. 一種用于堆焊修復(fù)高鉻鑄鐵型高鐵路基搗鎬的特種焊條，其藥皮化學(xué)成分的重量百分比wt%為石英3 - 5，大理石7 — 9，螢石3 — 5，鈦白粉4 一 6，白土子2 — 4，硅鐵2 — 4，高碳錳鐵2 - 4，鈦鐵1 一 3，高碳鉻鐵38 - 45，石墨20 — 25，鎢鐵2 — 6 ；焊芯為H08A 鋼焊絲。
全文摘要
一種用于堆焊修復(fù)高鉻鑄鐵型高鐵路基搗鎬的特種焊條，其藥皮化學(xué)成分的重量百分比為(wt%)石英3-5，大理石7-9，螢石3-5，鈦白粉4-6，白土子2-4，硅鐵2-4，高碳錳鐵2-4，鈦鐵1-3，高碳鉻鐵38-45，石墨20-25，鎢鐵2-6。焊芯為H08A鋼焊絲。采用本發(fā)明的焊條可以焊前免預(yù)熱，焊后免熱處理對(duì)高鐵路基搗鎬進(jìn)行堆焊修復(fù)或再制造，堆焊金屬為高鉻鑄鐵，堆焊表面具有較高的耐磨性，價(jià)格低廉，現(xiàn)場(chǎng)使用非常方便。高鐵路基搗鎬堆焊后表面硬度范圍為HRC63~67，修復(fù)后的高鐵路基搗鎬的使用壽命是整體制造搗鎬的3倍。
文檔編號(hào)B23K35/365GK102554502SQ20111040216
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月7日
發(fā)明者楊慶祥, 楊育林, 焦曉勇, 田建軍, 齊效文 申請(qǐng)人:燕山大學(xué)