[實用新型]一種堆焊用設定橫截面的夾芯合金粉塊

無效

• 申請號: 200720021748.5
• 申請日: 2007-05-23
• 公開（公告）號: CN201175805Y
• 公開（公告）日: 2009-01-07
• 發明（設計）人: 孫俊生
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B23K35/02
• 分類號: B23K35/02;B23K35/22;B23K35/30;B23K35/40;B23K13/01;B23K9/04
• 代理公司: 濟南圣達專利商標事務所有限公司
• 代理人: 李健康

技術領域

本實用新型涉及一種合金粉塊，尤其涉及一種堆焊用設定橫截面的合金粉塊。

背景技術

工業生產和加工中，機械零件經常在異常復雜和苛刻的條件下工作，大量的機械裝備往往因磨損、腐蝕或磨蝕而報廢。這就要求在高溫高壓、承受較大載荷以及氧化、腐蝕等工作條件下的機械裝備表面具有良好的耐磨、耐腐蝕、耐高溫和抗氧化等性能。堆焊因工藝簡單、設備投資少、操作靈活、適應面廣而被廣泛用于在零件表面制備特殊性能金屬層。

目前，人們為適應各種堆焊方法開發了各種堆焊材料。例如：

中國專利CN85102440B“耐磨堆焊合金粉塊”提出了將合金粉末制備成合金塊用于堆焊，目前應用的該專利合金粉塊的幾何形狀是尺寸為90mm×30mm×3mm、60mm×30mm×3mm或其他尺寸的長方體(見文獻1998年第4期的《西北電力技術》，1997年第1期的《中國甜菜糖業》)。熔敷熱源為電弧(如碳弧、等離子弧、鎢極氬弧)。該合金粉塊合金元素的過渡系數比焊條、焊絲、焊劑等常規堆焊材料高。合金粉塊熔敷于工件上的前提是合金粉塊覆蓋的母材必須熔化，實際上使用電弧熔敷時，由于電弧的熱能必須穿過合金粉塊才能到達母材，合金粉塊由于是各種合金粉末的混合物(不是合金)，而每種合金粉末往往具有較高的熔點，難以熔化，這樣就造成了母材和粉塊均難以熔化，有時合金粉塊還沒有熔化就被電弧的等離子流力吹散了，使得堆焊金屬成型極差，施工工藝性能不好。只有母材熔化形成熔池后，覆蓋于其上的合金粉塊通過熔池液態金屬的對流傳熱，才會加速熔化形成堆焊金屬層。

鑒于此，隨著機械零部件使用工況的日益苛刻，如磨損、腐蝕、高溫等，開發低成本、使用方便、性能優異、能夠高效化熔敷的堆焊用材料的愿望和需求也更加迫切。

發明內容

針對現有堆焊材料的缺點和不足，本實用新型要解決的問題是提出一種堆焊用設定橫截面的夾芯合金粉塊。

本實用新型所述堆焊用設定橫截面的夾芯合金粉塊，由金屬芯和包裹其外的藥皮組成，體積為3cm³～60cm³，其特征是：所述夾芯合金粉塊的形狀為橫截面是三角形、梯形、半圓形、長方形、正方形之一的幾何體；所述夾芯合金粉塊幾何體的外層是藥皮，其內夾有數量為1～5個的金屬芯，金屬芯對稱分布于合金粉塊橫截面的幾何中心，金屬芯之間的間距為0～3mm，金屬芯外表面緊密連接藥皮，且金屬芯外圍藥皮的最小厚度不小于1mm。(見圖1～圖8)

所述不夾芯合金粉塊的形狀為橫截面是三角形、梯形、半圓形之一的幾何體，見圖9～圖11；不夾芯合金粉塊幾何體的內外層均是藥皮。

其中：所述夾芯合金粉塊的形狀為橫截面優選三角形(見圖5)、梯形(見圖7和圖8)、半圓形(見圖6)之一的幾何體。

上述堆焊用設定橫截面的合金粉塊中：所述藥皮由金屬和鐵合金粉末、粘接劑、增塑劑制成，其中，以重量比計，金屬和鐵合金粉末∶粘接劑∶增塑劑為100∶5～15∶0～8。

上述堆焊用設定橫截面的合金粉塊中：所述金屬芯是生產焊條用的鋼芯或生產藥芯焊絲用的鋼帶。金屬芯與藥皮的重量比值為1∶0.3～12。

本實用新型所述堆焊用設定橫截面的合金粉塊可以采用碳弧、鎢極電弧、等離子電弧、熔化極的焊條電弧、以及熔化極氣體保護焊電弧等電弧熔敷。夾芯合金粉塊除了電弧熔敷外，亦可采用感應加熱熔敷。

本實用新型通過合金粉塊橫截面幾何形狀的設計，使得電弧更容易穿過難以熔化的合金粉塊熔化母材，母材的熔化又加速了合金粉塊的熔化，解決了合金粉塊難以熔化，易被電弧的等離子流力吹散的難題，大大提高了生產效率。

本實用新型實施具有如下明顯效果：

(1)本專利提出的兩種合金粉塊通過橫截面幾何形狀的合理設計，使得電弧熔敷的工藝性能較專利CN85102440B的耐磨堆焊合金粉塊有顯著的改善。

(2)本專利提出的合金粉塊可以采用焊條液壓涂粉機生產，可以利用現有的焊條自動生產線，不用新購生產設備，并且生產效率較高。與專利CN85102440B合金粉塊只能采用模壓工藝生產不同。

(3)本專利的實施為堆焊提供了一種高效化的焊接材料，大大提高了堆焊的生產效率，并且容易實現自動化，克服了耐磨焊條需要手工操作的弊端。

(4)本專利提出的夾芯合金粉塊既可以采用感應熱源熔敷，也可以采用電弧熔敷，而CN85102440B“耐磨堆焊合金粉塊”專利提出的合金粉塊不適于感應熔敷，電弧熔敷時工藝性能也較差。

附圖說明

圖1～圖8本實用新型所述部分夾芯合金粉塊的橫截面形狀示意圖