堆焊是一种改善机械表面耐磨性的简单、经济且行之有效的方法,也是制造和修复模具的重要手段之一,可以大大降低模具的使用成本。耐磨堆焊可使用廉价的普通钢材作为基体材料,加上表面强化处理,从而有望实现用普通钢+焊接表面强化代替模具钢。铸钢制造适应性和可变性强，可以选择不同的化学成分和组织控制，适应于各种不同工程的要求；可以通过不同的热处理工艺在较大的范围内选择力学性能和使用性能。但是铸钢焊接性能差，直接堆焊耐磨层，由于低合金铸钢和耐磨层成分组织及性能差别较大，焊接难度大，容易产生裂纹。在低合金铸钢与耐磨层之间采用过渡层结构设计，基体、过渡层、耐磨层相互间结合良好，有利于提高堆焊的整体性能。选用低合金铸钢作为堆焊基体材料，尺寸为150mm×100mm×50mm。待堆焊面用砂纸打磨，以清除表面上的氧化皮和油污等。过渡层材料选用EUREKA公司635E堆焊焊条、耐磨层材料选用450E堆焊焊条进行堆焊试验，用低合金铸钢基体＋耐磨层堆焊制备试样A，用低合金铸钢基体＋过渡层＋耐磨层堆焊制备试样B。低合金铸钢及焊材熔敷金属成分如表1所示。所选焊条直径均为4mm，焊条使用前需在烘箱中经150℃烘焙1h，后置于保温筒中随用随取。焊接设备为ZX5-250型直流焊机，焊接工艺参数如表2所示。焊接后对试块进行550℃×2h的去应力回火，回火后将试块放置在保温沙坑中随沙冷却。表1 化学成分材料 C Si Mn P S Cr Ni Mo Fe 低合金铸钢 0.20 0.60 1.57 0.03 0.007 0.35 0.63 0.57 其余过渡层635E 0.078 0.31 2.35 0.011 0.009 1.40 2.41 0.75 其余耐磨层450E 0.10 0.77 0.83 0.008 0.008 11.32 2.12 2.43 其余表2 焊接工艺参数焊接电流/A 焊接电压/V 焊接速度/(mm·min-1) 层间温度/℃ 过渡层 130 26 120 300 耐磨层 150 30 150 300 低合金铸钢采用过渡层+耐磨层堆焊，过渡层可以改善堆焊界面的微观组织，特别是过渡层和基体之间的界面，熔合性能好，有利于改善界面的结合强度。过渡层可以改善低合金铸钢到耐磨层的合金元素过渡，东莞长安铝管弯管加工有利于组织性能的合理过渡；有效改善熔合区性能的均匀性，对防止开裂和耐磨层剥落有利。