[發明專利]一種用于鐵素體不銹鋼焊接細化晶粒的活性焊劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201310391261.6
• 申請日: 2013-09-02
• 公開（公告）號: CN103418938A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 劉順洪;易鎮;權利
• 申請（專利權）人: 湖北鴻路鋼結構有限公司
• 主分類號: B23K35/362
• 分類號: B23K35/362
• 代理公司: 黃石市三益專利商標事務所 42109
• 代理人: 吳運林

技術領域

本發明屬于焊接材料領域，特別是一種用于鐵素體不銹鋼焊接細化晶粒的活性焊劑及其制備方法，它能夠顯著細化鐵素體不銹鋼焊縫的晶粒，提高焊縫的強度、硬度和塑性，改善焊縫的耐晶間腐蝕能力。

背景技術

自20世紀初英國人亨利·布雷爾利（Harry?Brearley）開發出不銹鋼以來，不銹鋼以其良好的耐腐蝕性能、優美的外觀等諸多優點得到了迅猛發展，至今已形成五大類不銹鋼，分別是：馬氏體型不銹鋼、鐵素體型不銹鋼、奧氏體型不銹鋼、雙相不銹鋼、沉淀硬化型不銹鋼。其中奧氏體型不銹鋼由于較優異的綜合性能而一直占據主導地位。近年來隨著全球鎳供應緊張，低鎳或無鎳的鐵素體不銹鋼逐漸受到國內外重視，并廣泛應用于汽車（汽車排氣系統）、鍋爐、熱交換器、餐飲設備等領域。相對于奧氏體不銹鋼，鐵素體不銹鋼具有成本低、熱膨脹率小、耐高溫氧化、耐點蝕和耐縫隙腐蝕的優點。但是鐵素體不銹鋼在焊接時，焊接接頭熱影響區和焊縫中的鐵素體晶粒受熱循環的影響極易長大粗化，晶粒長大會使得焊縫的塑性、沖擊韌性和耐腐蝕性都有所降低。由于鐵素體不銹鋼含鉻較高，在焊接熱循環中始終保持鐵素體單一相，無法通過焊后熱處理來細化晶粒。

現今焊接技術都朝著節約成本，綠色高效的方向發展，涂敷在施焊板材表面的活性劑可以顯著的增加TIG焊焊縫熔深，提高焊接效率，即活性焊接技術。活性焊接技術是指在焊接前將一層很薄的活性劑涂敷在待焊焊縫表面，活性劑會導致焊接電弧收縮或熔池內熔融金屬流動狀態變化，在相同的焊接規范下，使得焊接接頭熔深顯著增加。普通TIG焊的焊接接頭熔深淺，熔敷效率較低，但是目前在施焊板材表面涂覆活性劑進行A-TIG焊（活性-TIG焊）的做法只在奧氏體不銹鋼焊接方面比較成熟，目前還沒有針對鐵素體不銹鋼研發出一種有效的活性劑來進行A-TIG焊。

發明內容

本發明的目的就是為了克服鐵素體不銹鋼焊接接頭熱影響區和焊縫中晶粒粗大的問題，提供一種用于鐵素體不銹鋼焊接細化晶粒的活性焊劑及其制備方法，本發明是以Cr₂O₃、TiO₂、SiO₂、CaF₂、NaF、Ni、TiFe、Zr八種粉末為基本組分研制的專用于鐵素體不銹鋼焊接的活性焊劑，可在焊接時細化焊縫晶粒，提高焊縫的力學性能和耐晶間腐蝕能力。

本發明的一種用于鐵素體不銹鋼焊接細化晶粒的活性焊劑，由下述質量百分含量的組分組成：

Cr₂O₃???????????????8.77～9.77%??????????TiO₂?????????5.27～6.27%

SiO₂???????????????6.53～7.53%??????????CaF₂?????????49.33～53.33%

NaF????????????????14.60～16.60%????????Ni??????????4.50～5.50%

TiFe????????????????4.50～5.50%??????????Zr??????????0.80～1.20%

上述各組分的質量百分含量之和為100%。

本發明的一種用于鐵素體不銹鋼焊接細化晶粒的活性焊劑，其優選配方由下述質量百分含量的組分組成：

Cr₂O₃????????????????9.27%?????????????????TiO₂??????????5.77%

SiO₂????????????????7.03%?????????????????CaF₂??????????51.33%

NaF?????????????????15.60%????????????????Ni???????????5.00%

TiFe????????????????5.00%?????????????????Zr???????????1.00%。

本發明的一種用于鐵素體不銹鋼焊接細化晶粒的活性焊劑的制備方法，包括以下步驟：首先按活性焊劑的配方比例準確稱取各組分的分析純試劑，將各組分混合均勻；然后將所有組分加入球磨機中進行研磨，設置球磨機的轉速為220轉/分鐘，研磨10小時，至活性焊劑的粒徑為0.08～0.1mm，即得。