本發(fā)明涉及一種堆焊復合制造高爐出鐵口鉆頭的堆焊材料及工藝，屬于焊接
技術領域：
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背景技術：
：大型高爐的出鐵口，通常以瀝青基耐火泥堵塞，在高溫作用下，堵口耐火泥被加熱至1400℃并結成堅實的硬塊。用于打開出鐵口的高爐鉆具(包括開鐵口鉆頭、鉆桿、鉆尾、套管)是煉鐵高爐易損備件，配套液壓開口機或氣動開口機，鉆透出鐵孔，放出鐵水。在鉆透高爐出鐵口的過程中，它受到高溫環(huán)境中的扭轉、壓縮、彎曲、摩擦等交變應力作用，進入孔內越深，溫度越高，炮泥層越硬，鉆具的前端即鉆頭損壞的可能性越大。因此，開鐵口鉆頭的優(yōu)劣直接影響出鐵、出渣生產作業(yè)及出鐵口的維護。國內對出鐵口鉆具核心——鉆頭的形貌設計和裝配研究較多，但對合金鉆頭的選材及制造方式比較單一，一般選用釬焊方式將硬質合金鑲嵌在鉆頭的座體上。焊接在現(xiàn)代制造業(yè)和工程建設中發(fā)揮了重要的作用，特別是堆焊藥芯焊絲具有易滲、電流密度集中、熔深大、熔敷效率高、易制造、綜合成本低等優(yōu)點成為一種極有發(fā)展前途的焊接材料及高技術產品，在焊接材料中所占的比例越來越大。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明的目的在于提供一種堆焊復合制造高爐出鐵口鉆頭的堆焊材料，以提高開鐵口效率，并降低爐前的生產成本。本發(fā)明的另一目的在于提供一種采用所述堆焊材料堆焊復合制造高爐出鐵口鉆頭的工藝。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案：一種堆焊復合制造高爐出鐵口鉆頭的堆焊材料，該堆焊材料的形式為堆焊藥芯焊絲，其熔覆金屬按重量百分比計含有以下成分：C：1.5％-4％；W：40％-52％；Co：0.2％-2.0％；Mn：0.5％-1.8％；稀土氧化物：0.1-0.3％；Si：0-1.8％；Mo：0-5.0％；V：0-4％；Ti：0-5.0％；余量為Fe及其他不可避免的雜質。所述堆焊藥芯焊絲中C的實現(xiàn)形式主要依賴藥芯焊絲中加入的大量石墨及直接加入的少量鑄造碳化鎢或其他碳化物。為保證堆焊藥芯焊絲的焊接工藝性能，特別是保證堆焊藥芯焊絲焊芯焊接完全熔化及焊道的浸潤性良好，優(yōu)選地，所述堆焊藥芯焊絲中石墨/碳化鎢的含量比值0.5～5。所述堆焊材料中加入一定量的Co是為了增加堆焊熔敷金屬的紅硬性，提高抗氧化性能。所述堆焊材料中Ti、V、Mo是碳化物形成元素，主要以MeC的形式存在，同時部分固溶在基體中。所述堆焊材料熔敷金屬組織中的碳化物體積百分比(金相測量面積百分比)占整個組織的40％以上，碳化物的來源主要依賴于石墨和鎢、鈦等合金利用TIG電弧原位形成，同時也依賴于少量的直接加入的碳化鎢顆粒。所述稀土氧化物為Er3O2+La2O3?？梢愿纳贫押溉鄯蠼饘賷A雜物分布，凈化熔敷金屬，增加金屬的流動性及細化晶粒，提高堆焊材料的抗裂性能。所述堆焊材料中雜質P、S可適當高一些，但是P的含量低于0.028％，且雜質S含量低于0.024％。一種采用所述堆焊材料堆焊復合制造高爐出鐵口鉆頭的工藝，包括以下步驟：(1)堆焊用鉆頭底座整備：按圖紙要求采用鑄造等工藝制作鉆頭座體，推薦的材質為普通材質的42CrMo、40Cr等低合金鋼；并在鉆頭座體與鉆刃連接部位制成平面，且打磨干凈；(2)預熱：對鉆頭座體采用電加熱或火加熱進行預熱，預熱溫度高于150℃，保溫時間超過15分鐘；(3)鉆刃的堆焊：采用堆焊藥芯焊絲配以TIG焊接鉆刃，焊接工藝參數(shù)為：采用鎢極氬弧焊焊接時，Ar氣流量為6L/min～9L/min；焊接電流為200A～350A；電壓為24V～28V；(4)焊后熱處理：焊后采用熱處理爐對鉆頭進行600℃保溫半小時的熱處理；(5)打磨成型：采用手砂輪按圖紙要求打磨堆焊的鉆刃，打磨成圖紙要求的最終形貌或相似形貌。其中，在所述步驟(3)中，堆焊高度即鉆刃的高度為8mm～30mm。本發(fā)明的優(yōu)點在于：本發(fā)明的堆焊材料熔敷金屬的焊態(tài)硬度高于60HRC，其堆焊熔敷金屬具有良好的耐熱性、耐磨性及高強度、高硬度，同時具備一定的韌性。采用本發(fā)明堆焊復合制造的鉆頭生產現(xiàn)場統(tǒng)計結果表明：開一次鐵口平均消耗一個鉆頭，且時間約為1～2分鐘；不僅提高了開鐵口效率，并極大降低爐前的生產成本。具體實施方式以下結合實施例對本發(fā)明作進一步說明，但本發(fā)明并不限于此。實施例以內蒙古宇亞科技股份有限公司申請的實用新型專利“一種新型長壽命高爐出鐵口鉆頭”，公開(公告)號為CN205275625U的鉆頭形貌為例說明出鐵口鉆頭的制作工藝流程，其他形貌也可以根據此工藝進行。(1)堆焊材料的成分如表1所示：表1堆焊熔敷金屬中各成分的配比(wt％)CWMnSiSPCoTiV稀土MoFe材料11.8501.700.0140.0102.00.53.90.10余量材料23.9420.91.50.0200.02204.500.44.8余量(2)材料1和材料2的制備過程如下：①按照表1所示的配比將各組成成分的粉體在混粉器中混合均勻；②用縱剪機將冷軋鋼帶縱剪成寬12mm～16mm的鋼帶，在軋絲機上將鋼帶軋制成截面呈U形，向鋼帶的U形凹槽中填加混合后的材料粉體，隨后將U形鋼帶軋制成Φ3mm～5mm的焊絲坯管；③用多聯(lián)直線拉絲機將焊絲坯管拉拔至成品尺寸Φ1.4mm～2.0mm，隨后用層繞機分繞標準層繞卷。制成的堆焊藥芯焊絲編號為1#、2#。(3)鉆刃的堆焊應用實施例中制備的堆焊藥芯焊絲，分別在鉆頭座體要堆焊的表面上堆焊，堆焊方法采用TIG焊接，其工藝流程如上文所述，堆焊操作的具體工藝參數(shù)如表2所示：表2堆焊工藝參數(shù)堆焊及熱處理后，1#硬度(HRC)為62HRC，2#硬度(HRC)為64HRC。(4)上機測試按表2的堆焊工藝制取的鉆刃按要求打磨平整，將鉆頭與鉆桿按圖紙要求組焊成高爐出鐵口鉆頭，在包鋼高爐上進行工業(yè)性試驗。試驗表明：新型鉆頭打開一個出鐵口僅需1～2分鐘，且每次一個鉆頭能夠打開一個出鐵口，出鐵口鉆具的制造費用急劇降低，鉆具的使用壽命顯著的提高，同時爐前的工作條件得到了改善，提高了性價比，經濟效益顯著?？傊?，采用特制的高性能堆焊藥芯焊絲，采用TIG焊接方法堆焊復合制造的高爐出鐵口鉆頭制造方式簡單，且鉆刃具有良好的耐熱性、耐磨性及高強度、高硬度，同時具備一定的韌性，從而促使鉆具的使用壽命顯著提高，有利于進一步改善爐前的工作條件。當前第1頁1 2 3