[發明專利]一種陶瓷增強金屬基復合焊層的等離子堆焊制備方法

有效

• 申請號: 201410301239.2
• 申請日: 2014-06-27
• 公開（公告）號: CN104096958A
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發明（設計）人: 程旭東;何鵬;鄒雋;潘成剛;王華昌;黃尚宇;胡建華;李友成;雷雨;周夢成;鄒芳麗
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: B23K10/02
• 分類號: B23K10/02
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

1.一種陶瓷增強金屬基復合焊層的等離子堆焊制備方法，包括有以下步驟：

1)堆焊前預處理：對金屬基體、金屬合金粉體、增強陶瓷粉體進行預處理，其中，金屬基體首先經清洗烘干，隨后預熱至200～300℃，堆焊前進行快速表面打磨，漏出基體新鮮表面；金屬合金粉體與增強陶瓷粉體首先放置于100～150℃下烘干，待冷卻至室溫后，將金屬合金粉體裝進焊機的同步送粉器，增強陶瓷粉體裝進外送粉器；

2)槍外熔注送粉：首先采用外送粉器將增強陶瓷粉送進中間粉斗，隨后經中間粉斗進入外送粉管，最后增強陶瓷粉被從熔池尾部注入熔池；

3)等離子堆焊制備陶瓷增強金屬基復合焊層：將打磨后的金屬基體置于工作臺，點燃非弧后，開啟焊機的同步送粉器與外送粉器，調整外送粉管角度，避免增強陶瓷粉體進入非弧產生的弧斑區域，同時盡量保證遠離轉移弧焰心但又不超出轉移弧產生的弧斑區域，調整輸送金屬合金粉體與輸送陶瓷增強粉體的送粉氣流量，使上述兩路粉流與焊槍內離子氣、保護氣形成能產生穩定非弧的等離子體環境，待非弧與兩路粉流均穩定后，進行堆焊，得到陶瓷增強金屬基復合焊層。

2.如權利要求1所述的陶瓷增強金屬基復合焊層的等離子堆焊制備方法，其特征在于同步送粉器與外送粉器所用氬氣流量為：5～10L/min，同步送粉器的送粉率為10～30g/min，外送粉器的送粉率5～10g/min，外送粉管的噴嘴中心與待焊工件之間的距離h₁為8～12mm，焊槍噴嘴與待焊工件之間的距離h₂為8～10mm，外送粉管的噴嘴中心與焊槍的中心軸線之間的距離b₁為8～10mm，外送粉管注射角θ由計算確定，計算公式參照式1，非弧電壓為DC25～30v，轉移弧電流為DC120～160A，鎢極直徑為4mm，離子氣氬氣流量為2～5L/min，保護氣氬氣流量為6～12L/min，焊槍行走速度為40～65mm/min，焊槍擺幅8～22mm，焊槍擺頻18～25c/min

arctanh1b1-2≤θ≤arctanh1b1-4.25---(1).]]>

3.如權利要求1或2所述的陶瓷增強金屬基復合焊層的等離子堆焊制備方法，其特征在于金屬合金粉體為適用于堆焊的鎳、鐵、鈷基自溶性合金粉，增強陶瓷粉體為粒度范圍為40～300μm的陶瓷粉。

4.如權利要求3所述的陶瓷增強金屬基復合焊層的等離子堆焊制備方法，其特征在于金屬基體為熱作模具鋼4Cr5MoSiV1，金屬合金粉體為stellite6鈷基或Ni60A鎳基自溶性合金粉，增強陶瓷粉體為150～200μm?SiC。

5.如權利要求4所述的陶瓷增強金屬基復合焊層的等離子堆焊制備方法，其特征在于步驟3)所述的轉移弧電流為DC120～140A，焊槍行走速度為40～45mm/min，焊槍擺幅20～22mm，焊槍擺頻22c/min，焊槍噴嘴與待焊工件之間的距離h₂為10mm，離子氣氬氣流量為3L/min，保護氣氬氣流量均為6L/min，外送粉器所用氬氣流量為5L/min。