摘　要　新型马氏体合金铸铁焊条应用于输送机中部槽预强化、修补，可提高其寿命2～3倍以上，对焊条的工艺性、耐磨性进行了介绍。
关键词　新型马氏体合金铸铁焊条　耐磨性　刮板输送机中部槽　堆焊
　　 新型马氏体合金铸铁焊条系采用微量合金化和稀土改性技术研制的，它不同于传统的亚共晶型马氏体合金铸铁焊条，其显微组织为过共晶型，合金系为Cr5Mn4 BTiRe。堆焊层具有高硬度(HRC64～66)和较好的韧性，使耐磨性得以提高，该焊条具有良好的堆焊工艺性，应用于制砖机铰刀、刮板输送机中部槽预强化、修补可提高其寿命2～3倍以上，而成本只有EDZCr－B－00高铬铸铁焊条的1／2～2／3。具有较好的经济效益。
1　堆焊工艺性试验
　　堆焊工艺性包括焊接电弧稳定性、焊层成形性、焊接位置适应性、脱渣性、飞溅度、熔敷率、发尘量及药皮发红程度等。本试验采用综合评价法，选瑞士6712焊条及国产EDZCr－B－00焊条为比较对象。试验条件为：
焊机
空载电压／V
焊条母材
焊条预热温度／℃
堆焊电流／A
电压／V
400A直流弧焊
68
45＃钢
250
100～110
24～33

　　堆焊工艺性试验材料及结果比较见表1、表2。

表1　堆焊工艺性试验材料

序号	牌号	药皮类型	熔敷金属	来源
1	6712	石墨型	高铬铸铁	瑞士 Castolin
2	EDZCr-B-00	特殊型	高铬铸铁	牡丹江市 耐磨材料厂
3	EDCrMn-A-03	钛钙型	马氏体合金铸铁	新研制

表2　堆焊工艺性试验结果比较

序号	电弧颜色	电弧稳定性	飞溅度	成形性	渣量	流动性	裂纹状况
1	紫红	稳定	较小	较好	少	差	未发现
2	黄绿	稳定	小	较好	较少	较差	少量裂纹
3	黄	稳定	小	好	少	好	未发现

    EDCrMn-A-03堆焊条良好工艺性的原因在于合理的药皮设计，药皮类型为钛钙型，含TiO230％以上，碳酸盐及硅酸盐20％以下，造渣剂和造气剂含量高，能在焊接时产生大量溶渣和气体进行渣－气联合保护，因而隔绝空气能力强，氧、氮杂质少。另外，掺入稀土硅铁也具有强烈的脱氧造渣能力。
　　 试验时，堆焊层共4层，每层焊完后进行清渣，待焊缝冷却到100℃以下再焊下一层。由表2可以看出，序号3即新研制的EDCrMn-A-03马氏体合金铸铁焊条，在电弧稳定性及渣量指标上与瑞士产6712焊条相当，飞溅度，成形性及流动性指标比其优越；裂纹倾向比EDZCr-B-00焊条小。试验结果表明新型马氏体合金铸铁焊条具有良好的堆焊综合工艺性。
2　焊层耐磨性试验
　　在MLS-23型湿砂橡胶轮式磨损试验机上进行三体磨料磨损试验。试验条件为:
磨料(石英砂)／目
载荷／N
水砂比
橡胶轮硬度／邵尔A
标样50～70
89
1∶2
70
45＃钢(正火)
　　 低应力磨料磨损工况，耐磨性不仅取决于材料硬度，与韧性也有关。高铬铸铁型堆焊层虽然很硬，但也呈脆性。在磨损中常呈现微断裂剥落，甚至堆焊完尚未使用就出现许多发丝状裂纹。EDCrMn-A-03焊条硬度(HRC64～66)适中，通过微量合金化(含Cr、Mn、Ti、B等合金元素)和稀土(Re)改性使晶粒细化，韧性提高而表现出良好的耐磨性。Cr形成合金碳化物和固溶强化；Mn提高基体强度和韧性；Ti细化晶粒，提高韧性；B形成合金碳硼化物提高硬度；Re显著增加韧性，改善组织形态。这些对耐磨性都有益处。
　　相对耐磨性Σ按下式计算，即

式中　ΔWo——标样磨损失重；
　　　ΔWi——试件磨损失重。
　　试件为瑞士6712、牡丹江EDZGr-B-00及新研制的EDCrMn-A-03焊层和45＃钢(正火)，依次编为1、2、3、0号，每号试样件数为4件。焊层耐磨性试验结果如下：

	1	2	3	0
ΔWi／g	0.0269	0.0200	0.0185	0.3026
∑	11.25	15.13	16.3	1

　　 新研制的EDCrMn-A-03堆焊层相对耐磨性最高，是45＃钢(正火)标样(0号)的16.3倍，超过瑞士6712、牡丹江EDZCr-B-00高铬铸铁堆焊层。

3　焊条工业性试验

3.1　制砖机铰刀堆焊工业性试验

试验地点
试验时间／月
试验机型
牡丹江市郊青梅第一、二制砖厂
350型制砖机
　　 铰刀因磨料磨损，原寿命很短，铰水坯量不过100万块。试验时，将EDCrMn-A-03马氏合金铸铁焊条堆焊于铰刀刃部，生产水坯200万块，停机检验，铰刀固材与堆焊刃完好。继而又生产200万块砖坯后检查，堆焊面有少量磨损，但仍可继续使用。试验结果说明堆焊EDCrMn-A-03马氏体合金铸铁焊条可提高铰刀寿命3倍以上。现场试验还表明：
　　(1)新焊条堆焊工艺简便，交直流焊机均可施焊；
　　(2)可进行全位置焊接，焊渣少，飞溅小；
　　(3)焊前可不预热，焊后无裂纹。
3.2　刮板输送机堆焊工业性试验
　　在阜新矿务局平安煤矿五井进行了为期40 d的试验，试验机型为SGW-40T刮板输送机。
　　该矿五井-300外四区采煤工作面长90 m，采高1.8 m，有夹石。在刮板输送机中部槽堆焊EDCrMn-A-03马氏体合金铸铁焊条，各端部链道上堆焊2块，尺寸为60 mm×40 mm×3 mm，成本约1.5元。同时进行比较试验的有Fe-05焊块，成本为3.2元。试验40 d后，停机检查，未堆焊中部槽磨深达4 mm，堆焊Fe-05焊块磨深1.3 mm，而堆焊EDCrMn-A-03马氏体合金铸铁焊条焊块仅有轻微磨损。试验结果表明新型马氏体合金铸铁焊条能够大大提高刮板输送机中部槽的使用寿命。
4　经济效益与社会效益
　　磨料磨损是矿山、冶金、建材等工业部门最普遍的材料失效形式之一，据80年代的统计，上述部门每年因制造备件而耗费的钢材高达百万吨，耗费资金数十亿元。以煤炭工业所用刮板输送机为例，每年因中部槽磨损造成的经济损失就达1亿元。如果广泛推广使用新型马氏体合金铸铁焊条，将会提高中部槽的使用寿命2～3倍，既可节约配件费，大修费也会下降；每年将使新增中部槽减少并在工作面搬家时中部槽不必上井，直接安装在新工作面上，可缩短搬家时间2～3 d，新型焊条所用原料均为我国富有资源，故成本较低，是提高刮板输送机中部槽的耐磨性较为理想的焊条。
作者简介　洪 珊　1954年生，工程师，1988年毕业于北京广播电视大学，一直从事技术及管理工作，曾发表论文2篇。地址：北京市和平里，邮码：100013。
作者单位：洪　珊　煤炭科学研究总院
　　　　　庄孔嘉　北京市地方煤炭总公司
　　　　　欧阳承东　中国矿业大学(北京校区)