專(zhuān)利名稱(chēng)：含富鎂粘土藍(lán)晶石的碳鋼焊條涂料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種含有富鎂粘土、藍(lán)晶石的碳鋼焊條涂料。
該焊條主要用于焊接車(chē)輛、船舶、建筑、機(jī)械制造等低碳鋼結(jié)構(gòu)，特別適用于薄板小件及短焊縫的間斷焊和要求表面光潔的蓋面焊。
目前常用的低碳鋼焊條涂料一般由進(jìn)口天然金紅石、國(guó)產(chǎn)金紅石、鈦白粉、還原鈦鐵礦、白泥、長(zhǎng)石、云母、大理石、中碳錳鐵、微纖等材料組成。以目前常用的出口E4313碳鋼電焊條涂料(還原鈦鐵礦系)為例，其配方范圍通常是進(jìn)口天然金紅石含量為20～30%、國(guó)產(chǎn)金紅石含量為20～30%、鈦白粉含量為1～8%、還原鈦鐵礦為20～30%、白泥為8～14%、長(zhǎng)石為5～10%、云母為1～5%、大理石為7～10%，中碳錳鐵為6～10%，微纖為1～5%。由于作為主體材料的進(jìn)口天然金紅石的成本占配方總成本的49%以上，因此造成生產(chǎn)成本很高。
因進(jìn)口天然金紅石物相結(jié)構(gòu)中的金紅石型約占95%，銳鈦礦型的約占2%，而國(guó)產(chǎn)天然金紅石物相結(jié)構(gòu)中的金紅石型約占43%，銳鈦礦型約占45%，而國(guó)產(chǎn)人造金紅石物相結(jié)構(gòu)中金紅石型約占87%，但氧化亞鐵(FeO)的含量較高，影響焊接工藝性能，故國(guó)產(chǎn)人造金紅石不能代替天然金紅石。在同一配方中，完全采用進(jìn)口天然金紅石與完全采用國(guó)產(chǎn)天然金紅石相比，則在焊接工藝性能上會(huì)產(chǎn)生很大的差異進(jìn)口天然金紅石加入焊條藥皮中，焊條飛濺率為4%，脫渣率為75%;而用國(guó)產(chǎn)天然金紅石，其飛濺率為6%，脫渣率為64%，因此不能完全用國(guó)產(chǎn)天然金紅石替代進(jìn)口天然金紅石。
本發(fā)明的目的是尋找廉價(jià)材料，在保證電焊條性能指標(biāo)不變，甚至有所提高的前提下，完全替代昂貴的進(jìn)口天然金紅石，達(dá)到降低其生產(chǎn)成本的目的。
進(jìn)口天然金紅石的化學(xué)成分為T(mén)iO2≥96%，S≤0.03%，P≤0.03%。
國(guó)產(chǎn)天然金紅石的化學(xué)成分為T(mén)iO2≥92%，S≤0.03%，P≤0.03%。
國(guó)產(chǎn)人造金紅石的化學(xué)成分為T(mén)iO2≥87%，S≤0.04%，P≤0.04%。
鈦白粉的化學(xué)成分為T(mén)iO2≥98%，S≤0.03%，P≤0.04%。
富鎂粘土是一種具有纖維結(jié)構(gòu)的鋁鎂硅酸鹽粘土，其化學(xué)成分SiO255～62%，MgO8～12%，Al2O38～12%，S≤0.05%，P≤0.05%，含有少量的Fe2O3和K2O等，比重2～2.3g/cm2，膠質(zhì)價(jià)3.3～4.3mg/g。
富鎂粘土礦質(zhì)地柔軟，滑性和可塑性較好，易水溶成混濁液，流動(dòng)性、膠質(zhì)性比鈦白粉好，它又是一種纖維狀物質(zhì)，在顯微鏡下呈發(fā)狀、針狀和細(xì)管狀，分散性大，比表面達(dá)400～500m2/g。
當(dāng)富鎂粘土加入焊條涂料后，經(jīng)攪拌，可在涂粉顆粒之間形成網(wǎng)狀聯(lián)結(jié)，能提高焊條藥皮強(qiáng)度，所以富鎂粘土是改善焊條藥皮涂敷性能的一種理想輔助材料。
藍(lán)晶石是一種具有遇高溫膨脹而不收縮特征的鋁鎂硅酸鹽礦，其化學(xué)成分SiO2≤40%，Al2O3≥55%，S≤0.05%，P≤0.05%，比重4.3～4.7g/cm2。
藍(lán)晶石在加熱溫度1200℃～1450℃時(shí)，其一次膨脹率為12～17%，且隨粒度的粗細(xì)變化而變化，70%～80%通過(guò)200目時(shí)，一次膨脹率為10%～14%，70%～80%通過(guò)100目時(shí)，一次膨脹率為15%～16%，一般用于耐火材料。
當(dāng)藍(lán)晶石加入焊條藥皮后，由于其特殊的性能，將會(huì)改善焊接脫渣性，焊縫金屬成型。
富鎂粘土和藍(lán)晶石都是廉價(jià)的天然礦石，其化學(xué)成分及物理特性均符合焊條的制造工藝及焊接工藝要求。采用富鎂粘土和藍(lán)晶石配制低碳鋼電焊條涂料可以全部不用進(jìn)口天然金紅石，大幅度降低鈦白粉用量。
由于上述富鎂粘土和藍(lán)晶石有利于碳鋼焊條藥皮配方的設(shè)計(jì)，富鎂粘土的粘結(jié)性、流動(dòng)性，膠質(zhì)性?xún)?yōu)于鈦白粉，能夠大大提高焊條涂料的粘塑性，改善壓涂性能，有利焊條壓制成型，從而提高了焊條的出條率;藍(lán)晶石的使用可改善焊接脫渣性能、焊縫金屬成型，因而彌補(bǔ)了國(guó)產(chǎn)天然金紅石焊接工藝性能的不足，故可實(shí)現(xiàn)用國(guó)產(chǎn)天然金紅石完全代替了進(jìn)口天然金紅石的目的。
本發(fā)明是一種含有富鎂粘土和藍(lán)晶石的低碳鋼電焊條涂料，其特征在于所述的電焊條涂料系列配方中，其各種主要材料摻入的重量百分比范圍是國(guó)產(chǎn)天然金紅石5～15，國(guó)產(chǎn)人造金紅石15～25，還原鈦鐵礦20～25，鈦白粉1～5，中碳錳鐵6～10，大理石5～10，富鎂粘土1～10，藍(lán)晶石1～10。
其它材料如云母、白泥、長(zhǎng)石、微纖等輔助材料，其配比可相應(yīng)地調(diào)整。
由于進(jìn)口天然金紅石被完全取代，鈦白粉用量下降，因此，用本發(fā)明配制的碳鋼焊條涂料與普通的碳鋼焊條涂料相比，可以大大降低電焊條生產(chǎn)成本(目前市場(chǎng)進(jìn)口天然金紅石為5000～6000元/噸，鈦白粉為6000～7000元/噸，國(guó)產(chǎn)天然金紅石2500～3000元/噸，而用于生產(chǎn)碳鋼焊條涂料的富鎂粘土僅為350～450元/噸，藍(lán)晶石為800～1000元/噸)。生產(chǎn)與焊接實(shí)踐證明采用含有富鎂粘土和藍(lán)晶石的碳鋼焊條涂料生產(chǎn)的電焊條與用進(jìn)口天然金紅石為主體材料生產(chǎn)的電焊條比較，在各項(xiàng)性能指標(biāo)相同的情況下，每噸焊條藥皮配方的成本可下降110元左右，同時(shí)，由于改善了焊條涂料的涂敷性能，提高了焊條的出條率，日班產(chǎn)量比用進(jìn)口天然金紅石為主體的配方生產(chǎn)的焊條提高了20.4%。從而大大降低了生產(chǎn)成本，降低了能源消耗。
權(quán)利要求
1.一種含有富鎂粘土和藍(lán)晶石的低碳鋼電焊條涂料，其特征在于所述的電焊條涂料系列配方中，其各種主要材料摻入的重量百分比范圍是國(guó)產(chǎn)天然金紅石5～15，國(guó)產(chǎn)人造金紅石15～25，還原鈦鐵礦20～25，鈦白粉1～5，中碳錳鐵6～10，大理石5～10，富鎂粘土1～10，藍(lán)晶石1～10。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的上述低碳鋼電焊條涂料，其特征在于上述系列配方中的國(guó)產(chǎn)天然金紅石的化學(xué)成分為T(mén)iO2≥92%，S≤0.03%，P≤0.03%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的上述低碳鋼電焊條涂料，其特征在于上述系列配方中的國(guó)產(chǎn)人造金紅石的化學(xué)成分為T(mén)iO2≥87%，S≤0.04%，P≤0.04%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的上述低碳鋼電焊條涂料，其特征在于上述系列配方中的鈦白粉的化學(xué)成分為T(mén)iO2≥98%，S≤0.03%，P≤0.04%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的上述低碳鋼電焊條涂料，其特征在于上述系列配方中的富鎂粘土的化學(xué)成分為SiO255～62%，MgO8～12%，Al2O38～12%，S≤0.05%，P≤0.05%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的上述低碳鋼電焊條涂料，其特征在于上述系列配方中的藍(lán)晶石的化學(xué)成分為SiO2≤40%，Al2O3≥55%，S≤0.05%，P≤0.05%。
全文摘要
一種含有富鎂粘土和藍(lán)晶石的低碳鋼電焊條涂料。主要由國(guó)產(chǎn)天然金紅石、國(guó)產(chǎn)人造金紅石、還原鈦鐵礦、中碳錳鐵、富鎂粘土、藍(lán)晶石、云母、長(zhǎng)石、白泥等組成。由于采用1～10％的富鎂粘土，1～10％的藍(lán)晶石，從而完全不用昂貴的進(jìn)口天然金紅石，減少了鈦白粉用量，能改善壓涂工藝性能和焊接工藝。
文檔編號(hào)B23K35/36GK1096237SQ9311153
公開(kāi)日1994年12月14日 申請(qǐng)日期1993年6月11日 優(yōu)先權(quán)日1993年6月11日
發(fā)明者章志欣, 周家華, 仲祥林, 周明寶, 游夏飏, 韓鈁 申請(qǐng)人:江蘇宇宙焊接材料集團(tuán)公司