[發明專利]用于圓形金屬零件表面改性的包覆材料及制備和焊接方法

有效

• 申請號: 201510920363.1
• 申請日: 2015-12-11
• 公開（公告）號: CN105458438B
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發明（設計）人: 鄒家生;汪鴻;許祥平;楊駿;嚴鏗
• 申請（專利權）人: 江蘇陽明船舶裝備制造技術有限公司
• 主分類號: B23K1/20
• 分類號: B23K1/20;B23K1/19;B23K35/40;B23K35/32
• 代理公司: 南京先科專利代理事務所(普通合伙) 32285
• 代理人: 宋方園

本發明公開了一種用于圓形金屬零件表面改性的包覆材料及制備和焊接方法，所述包覆材料包括硬質合金“金屬布”與NiCrBSi釬料“金屬布”，硬質合金“金屬布”由以下重量百分比的組分組成：Ni包碳化鎢粉34％～40％、Co包碳化鎢粉21％～24％、Ni粉5％～8％、Co粉4％～6％、Ti粉2％～3％、NiCrBSi釬料粉24％～28％。本發明中包覆材料的成分主要為WC硬質合金，通過釬焊的方法將包覆材料焊在零件表面大大提高零件表面的硬度及耐磨性，包覆材料與零件表面結合強度高；由于材料中包含細顆粒的Ni粉、Co粉及Ti粉，能夠有效填充釬焊涂層中硬質合金顆粒之間的間隙，同時硬質合金“金屬布”中包含釬料NiCrBSi，也能達到同樣的目的，以獲得致密的釬焊涂層。

技術領域

本發明涉及一種用于圓形金屬零件表面改性的包覆材料及制備和焊接方法，屬于釬焊領域。

背景技術

金屬材料在使用過程中受到環境與載荷的作用下易產生失效，零件的失效往往從表面開始，零件表面強度的高低、耐腐蝕性及耐磨性的好壞，在許多情況下，對于零件的使用壽命具有決定性意義。據統計，機械設備功能失效50％歸因于零件表面磨損，每年因磨損失效而引起的損失約占國民經濟總產值的1％。因此，對金屬材料表面進行表面保護和表面強化處理，不僅可以提高材料的使用壽命，而且可以獲得良好的技術經濟效益。

目前主要使用的表面改性的方法有熱噴涂、堆焊、硬質合金鑲塊和氣相沉積等方法，但由于工件工作環境和要求的提高，這一系列耐磨處理方法由于本身具有的一些不足，使得它們越來越不能滿足工業應用的需要。如：熱噴涂涂層與基體間的連接強度不高，并且涂層的厚度不能太厚；堆焊由于在焊接過程中受熱不均勻，溫度梯度大，在焊后容易產生較大的應力和變形，甚至有可能產生裂紋；氣相沉積方法所得到的耐磨層太薄。

通過釬焊的方法在零件表面焊上包覆涂層能夠有效解決上述所提到方法中存在的一些問題，有效提高零件表面的硬度、耐腐蝕性及耐磨性。所用的包覆材料為柔性的布狀材料，能夠適應不同位置及不同形狀零件的焊接。目前制作這種金屬布主要采用的方法是流延法，但通過該方法制作金屬布工藝復雜，制作周期長，厚度不方便控制，不適用于工業生產，由于圓形金屬零件的形狀不同于平板材料，在釬焊過程中存在釬料潤濕性差的問題。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種用于圓形金屬零件表面改性的包覆材料及制備和焊接方法，通過在硬質合金金屬布與圓形金屬零件表面增加一層純釬料金屬布，釬料潤濕性差的問題。

技術方案：為實現上述目的，本發明的一種用于圓形金屬零件表面改性的包覆材料，所述包覆材料包括硬質合金金屬布與NiCrBSi釬料金屬布，所述硬質合金金屬布與NiCrBSi釬料金屬布通過釬焊膠粘結成一整體，硬質合金金屬布由以下重量百分比的組分組成：Ni包碳化鎢粉34％～40％、Co包碳化鎢粉21％～24％、Ni粉5％～8％、Co粉4％～6％、Ti粉2％～3％、NiCrBSi釬料粉24％～28％，其中Ni包碳化鎢粉顆粒尺寸為25μm～35μm，Co包碳化鎢粉顆粒尺寸為25～35μm，Ni粉顆粒尺寸為5μm～15μm，Co粉顆粒尺寸為5μm～15μm，Ti粉顆粒尺寸為5μm～15μm，NiCrBSi釬料粉顆粒尺寸為5μm～15μm。

作為優選，所述硬質合金金屬布中加入粘結劑，粘結劑與硬質合金金屬布質量之比為1：20。

作為優選，所述粘結劑為有機硅樹脂，工作溫度為300℃～350℃。

一種上述的用于圓形金屬零件表面改性的包覆材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)按質量百分比稱取Ni包碳化鎢粉、Co包碳化鎢粉、Ni粉、Co粉、Ti粉、NiCrBSi釬料粉，并將其混合；

(2)將混合物裝入自動攪拌設備器皿中，并加入粘結劑，然后將器皿封閉，攪拌15～20min，得均勻的混合體，其中混合物與粘結劑質量比為20：1；