矿渣立磨磨辊堆焊焊丝的选择及应用VIP专享VIP免费

图13种焊丝的金相组织田大标（北京中煤大田耐磨材料有限公司，北京100096）中图分类号：TQ172.632.5文献标识码：B文章编号：1002－9877（2011）07-0037-021矿渣立磨磨辊堆焊用焊丝的情况目前市场上堆焊修复矿渣立磨磨辊的焊丝品种比较多，有国产焊丝，也有进口焊丝。其中，代表性的国外公司有比利时苏铎凯公司、英国WA公司等，代表性的焊丝牌号有162、266、A43、CN-O、HC-O、143、100等；代表性的国内公司有北京中煤大田耐磨材料有限公司、上海司太立公司、无锡哈德瑞公司、青岛维达公司、北京嘉克公司等，代表性的焊丝牌号有DT603、DT605、DT645、stellite100、103、911、WD61、WD64、H101、H901等。焊丝按其主要化学成分划分，大致可以分成三类：①普通高铬铸铁型（合金元素除了C、Cr、Si、Mn外，不含或含其他元素很少）；②含铌高铬铸铁型（合金元素除了C、Cr、Si、Mn外，还含有6%左右的铌元素）；③其他复合高铬铸铁型（合金元素除了C、Cr、Si、Mn外，还含有一定量的W、Mo、V等非铌元素）。为比较这些焊丝的使用性能，本文在以上3种类型焊丝中各选1种使用较广泛的焊丝进行试验和实用对比。3种焊丝的牌号及化学成分见表1。按照GB2564—89《焊接接头及堆焊金属硬度试验方法》进行堆焊层硬度检测试验，结果见表2。表23种焊丝的宏观硬度HRC2.2磨损试验耐磨性试验采用湿砂橡胶轮三体磨料磨损试验。试验描述：磨损介质是70目的石英砂和水的混合物，水和石英砂的质量分别为1kg和1.5kg，电动机带动橡胶轮搅动石英砂和水，在试块与橡胶轮接触的表面上形成磨损，最后通过称量一定时间或转数的磨损失重来衡量耐磨性。试验参数：试验机型号MLS-23，橡胶轮硬度：邵尔硬度85，试验载荷49N，试块尺寸57×25.5×15（mm），试块数目3，磨损遍数3，每遍转数6000r，转速240r/min。试验结果见表3。表3湿式橡胶轮磨粒磨损试验数据表13种常见焊丝牌号及化学成分wt%磨损机理分析这3种焊丝堆焊层均属于高铬铸铁系列,金相照片见图1。32试验研究2.1硬度试验焊丝CCrSiMn其他KSW6265.5261.01.1CN-O5.5220.50.9Nb6DT6455.5220.90.55试验项目KSW626CN-ODT645磨损失重/g0.23990.19590.1488相对耐磨性1.01.221.61KSW626CN-ODT64560～6261～6462～65-38-2011.No.7高铬铸铁的金相组织为一次碳化物+奥氏体或马氏体基体。高铬铸铁中的碳化物为六方棱柱形，垂直于堆焊层表面，在堆焊层表面上看到的为六方形（上述金相照片均为堆焊层上表面照片），侧面上看到的为细长条形。在金相照片中看到的六方形颗粒为碳化物，其他区域是基体，基体中也含有二次碳化物。高铬铸铁的耐磨性主要依靠碳化物的种类、分布和面积比。碳化物的硬度都高于基体的硬度，在磨损过程中碳化物起耐磨骨架作用，保护基体，基体又对碳化物起到支撑作用。图1a中明显可见到六方形碳化铬颗粒。图1b中除了有六方形碳化铬颗粒外，白色多边形的颗粒为碳化铌颗粒。碳化铌颗粒呈菱形、星形、十字形等，与碳化铬颗粒独立存在、互不相溶[1-2]。在其他成分基本不变的情况下，铌的加入对耐磨性的提高不明显，文献[1]的研究结论证实，加入铌后，耐磨性提高了16.9%。笔者曾研究对比过CN-O和KSW626焊丝的耐磨性，CN-O耐磨性比KSW625提高了约22%，但相对于焊丝成本的增加来说，仍算是得不偿失。图1c是在普通高铬铸铁型焊丝的基础上，基于对铌在高铬铸铁中的存在形式和作用机理的研究，添加了其他合金元素。该元素的作用机理明显与铌不同，该元素存在于碳化铬中，也存在于基体中，没有明显的富集现象。其不仅强化了碳化物，也强化了基体，因此，DT645焊丝的耐磨性更高。而且，按照目前的合金元素市场价格来看，成本亦低于CN-O焊丝。台磨辊，采用KSW626焊丝，堆焊用丝量1048kg。其后，继续粉磨76480t物料后，又进行了堆焊修复，用丝量1060kg。对粉磨矿渣单位吨耗进行了统计对比，数据见表4。图3粉磨110000t后磨辊照片表4KSW626焊丝与DT645焊丝在某公司粉磨矿渣的吨耗数据对比可见，采用DT645焊丝，单位吨耗相当于KSW626焊丝的60%左右。以一台TRMS31.3矿渣立磨为例，年产量为30万t，如果采用KSW626焊丝，每年堆焊量大约为4770kg，需要堆焊5次。而采用DT645焊丝后，每年...