專(zhuān)利名稱(chēng)：一種輕載低速齒輪斷齒修復(fù)堆焊用特種焊條的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種焊條，特別涉及堆焊用焊條。
技術(shù)背景
齒輪是機(jī)械傳動(dòng)中應(yīng)用最廣泛的零件之一，在汽車(chē)、拖拉機(jī)、機(jī)床、起重機(jī)械等產(chǎn)品中不僅有重要的作用，而且用量相當(dāng)大。齒輪按材料種類(lèi)主要有鍛鋼、鑄鋼、鑄鐵和有色金屬。其中，鍛鋼應(yīng)用最廣泛，通常重要用途的齒輪都采用鍛鋼制造。具體齒輪材料的選用主要是根據(jù)齒輪工作時(shí)載荷的大小、轉(zhuǎn)速的高低及齒輪的精度要求來(lái)確定。按齒輪承受載荷一般分為輕載荷、中載荷和高載荷；按齒輪轉(zhuǎn)速一般分為低速齒輪(1、m /S)、中速齒輪 (6^10 m /s)和高速齒輪(1(T15 m /s)；按齒輪精度一般為6、級(jí)(中、低速)和8 12級(jí) (高速)，汽車(chē)、拖拉機(jī)齒輪精度一般為6、級(jí)。
齒輪傳動(dòng)的失效形式及影響因素較多，其中齒輪輪齒斷裂(斷齒)是較為常見(jiàn)的齒輪損傷形式，也是造成齒輪失效的重要原因。斷齒是輕載、低速鍛鋼齒輪損傷的主要形式， 特別是斷齒一般為突發(fā)事件，在沒(méi)有備用齒輪的情況下，斷齒會(huì)嚴(yán)重的影響正常的生產(chǎn)，給企業(yè)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。
近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)外許多企業(yè)試圖通過(guò)堆焊的方式來(lái)修復(fù)斷齒的輕載、低速鍛鋼齒輪，但由于輕載、低速鍛鋼齒輪是由低碳鋼或中碳鋼制造，其碳當(dāng)量較高，特別是在現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有焊前預(yù)熱和焊后熱處理的條件下，在齒輪表面上極易出現(xiàn)裂紋，降低齒輪焊后質(zhì)量甚至修復(fù)失敗，從而限制了輕載、低速鍛鋼齒輪斷齒堆焊修復(fù)技術(shù)的廣泛應(yīng)用。
專(zhuān)利“復(fù)合雙金屬大型齒輪再制造技術(shù)用堆焊焊條”(專(zhuān)利號(hào)ZL200510007159. 7)， 主要針對(duì)尺寸直徑在3-5米的大型齒輪因表面磨損，通過(guò)堆焊恢復(fù)其表面尺寸，而不是斷齒修復(fù)；一種“鑄鐵齒輪斷齒修復(fù)堆焊用特種焊條”和一種“鑄鋼齒輪斷齒修復(fù)堆焊用特種焊條”，主要針對(duì)鑄鐵和鑄鋼齒輪斷齒修復(fù)，而不是輕載、低速鍛鋼齒輪。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種容易焊接、焊后抗開(kāi)裂、壽命長(zhǎng)且價(jià)格低廉的輕載、低速齒輪斷齒修復(fù)堆焊用特種焊條。
本發(fā)明的特種堆焊焊條，其藥皮化學(xué)成分的重量百分比為(wt%):大理石50 - 55， 白土子4 一 6，螢石25 — 30，石英1 一 3，中碳鉻鐵1 一 3，鈦鐵1 一 3，高碳錳鐵1 一 3，硅鐵1 一 3，三氧化二鑭1 一 3，金屬鎳1 一 3。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；中碳鉻鐵可以控制一定的碳含量和鉻含量，提高堆焊金屬的淬透性，并形成少量的含鉻碳化物，保證適當(dāng)堆焊金屬的耐磨性；合金元素錳可保證堆焊金屬具有較高的強(qiáng)度和抗疲勞性能；三氧化二鑭也可以脫氧、脫硫，凈化堆焊熔池，還可以細(xì)化焊后一次結(jié)晶組織和二次結(jié)晶組織， 變質(zhì)夾雜物，改善堆焊金屬的韌性，提高堆焊金屬的抗開(kāi)裂性能；金屬鎳粉可改善堆焊組織，改善應(yīng)力分布，提高堆焊金屬的抗開(kāi)裂性能。
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、將中碳鉻鐵粉末加熱，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、通過(guò)堆焊的輕載、低速鍛鋼齒輪經(jīng)磨削或切削加工后可以代替經(jīng)整體生產(chǎn)的齒輪， 不僅減少了制造工序，節(jié)省了原料和能源，同時(shí)其使用壽命是原齒輪的3倍。
2、該焊條修復(fù)斷齒，不用焊前對(duì)齒輪進(jìn)行預(yù)熱，焊后不用熱處理，現(xiàn)場(chǎng)使用方便， 易于焊接，焊后不開(kāi)裂，焊接質(zhì)量明顯提高，硬度范圍為HBS 200 180。
3、此特種焊條不僅可以應(yīng)用到系列減速箱，而且也可以應(yīng)用到冶金機(jī)械、中載機(jī)械、機(jī)床行業(yè)等所普遍存在的輕載、低速齒輪斷齒堆焊修復(fù)，具有重要的工程意義，其市場(chǎng)空間十分廣闊。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1 取藥皮的原料，大理石55千克，螢石30千克，石英3千克，白土子6千克，中碳鉻鐵1 千克，高碳錳鐵1千克，硅鐵1千克，鈦鐵1千克，三氧化二鑭1千克，金屬鎳1千克及H08A 鋼焊絲。先對(duì)硅鐵、中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)；將中碳鉻鐵粉末加熱，在^(TC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10(TC對(duì)焊芯進(jìn)行干燥。采用上述焊條堆焊修復(fù)輕載、低速齒輪，焊前免預(yù)熱、焊后免熱處理，修復(fù)后表面的硬度為HBS 200。
實(shí)施例2:取藥皮的原料，大理石53千克，螢石觀千克，石英2千克，白土子5千克，中碳鉻鐵2 千克，高碳錳鐵2千克，硅鐵2千克，鈦鐵2千克，三氧化二鑭2千克，金屬鎳2千克及H08A 鋼焊絲。先對(duì)硅鐵、中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)；將中碳鉻鐵粉末加熱，在570°C保溫1小時(shí)；將高碳錳鐵粉末加熱，在330°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)輕載、低速齒輪，焊前免預(yù)熱、焊后免熱處理，修復(fù)后表面的硬度為HBS 2400
實(shí)施例3:取藥皮的原料，大理石50千克，螢石25千克，石英1千克，白土子6千克，中碳鉻鐵3千克，高碳錳鐵3千克，硅鐵3千克，鈦鐵3千克，三氧化二鑭3千克，金屬鎳3千克及H08A 鋼焊絲。先對(duì)硅鐵、中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)；將中碳鉻鐵粉末加熱，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20(TC對(duì)焊芯進(jìn)行干燥。采用上述焊條堆焊修復(fù)輕載、低速齒輪，焊前免預(yù)熱、焊后免熱處理，修復(fù)后表面的硬度為HBS 2800
權(quán)利要求
1. 一種輕載、低速鍛鋼齒輪斷齒堆焊修復(fù)用特種焊條，其特征在于其藥皮化學(xué)成分的重量百分比為wt% 大理石50 — 55，白土子4 一 6，螢石25 — 30，石英1 一 3，中碳鉻鐵 1 一 3，鈦鐵1 一 3，高碳錳鐵1 一 3，硅鐵1 一 3，三氧化二鑭1 一 3，金屬鎳1 一 3 ；其焊芯為H08A鋼焊絲。
全文摘要
一種輕載、低速鍛鋼齒輪斷齒堆焊修復(fù)用特種焊條，其藥皮化學(xué)成分的重量百分比為(wt%)大理石50－55，白土子4－6，螢石25－30，石英1－3，中碳鉻鐵1－3，鈦鐵1－3，高碳錳鐵1－3，硅鐵1－3，三氧化二鑭1－3，金屬鎳1－3。焊芯為H08A鋼焊絲。本發(fā)明的焊條可以焊前免預(yù)熱和焊后免熱處理對(duì)輕載、低速鍛鋼齒輪進(jìn)行堆焊修復(fù)，堆焊金屬具有較高的抗開(kāi)裂性能，現(xiàn)場(chǎng)使用非常方便。修復(fù)后的輕載、低速齒輪表面硬度范圍為HBS200~280，且使用壽命是原齒輪的3倍。
文檔編號(hào)B23K35/40GK102489891SQ201110363360
公開(kāi)日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月16日
發(fā)明者周野飛, 楊慶祥, 楊育林, 齊效文 申請(qǐng)人:燕山大學(xué)