[發(fā)明專利]一種環(huán)保型焊接合金材料及其制備方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611165403.7
• 申請(qǐng)日: 2016-12-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106624428A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周春毅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 吳中區(qū)穹窿山天仲高分子材料技術(shù)研究所
• 主分類號(hào): B23K35/24
• 分類號(hào): B23K35/24;B23K35/36;B23K35/40
• 代理公司: 北京華夏博通專利事務(wù)所(普通合伙)11264
• 代理人: 劉俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及焊接材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種環(huán)保型焊接合金材料及其制備方法。

背景技術(shù)

焊接，也可寫(xiě)作“焊接”或稱熔接、镕接，是兩種或兩種以上材質(zhì)(同種或異種)通過(guò)加熱、加壓，或兩者并用，使兩工件產(chǎn)生原子間結(jié)合的加工工藝和聯(lián)接方式，焊接應(yīng)用廣泛，既可用于金屬，也可用于非金屬。焊絲是作為填充金屬或同時(shí)作為導(dǎo)電用的金屬絲焊接材料，包括碳鋼焊絲、低合金結(jié)構(gòu)鋼焊絲、合金結(jié)構(gòu)鋼焊絲、不銹鋼焊絲和有色金屬焊絲等。但是現(xiàn)有技術(shù)為提升焊絲的性能，添加有害元素，如鉻、鋯、鉬等，對(duì)人體健康和環(huán)境的危害較大。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種具有優(yōu)異硬度和強(qiáng)度的環(huán)保型焊接合金材料及其制備方法。

為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用以下的技術(shù)方案：

一種環(huán)保型焊接合金材料，由以下質(zhì)量份數(shù)制成：大理石6-10份、低碳錳鐵12-16份、鋁-鈧合金20-25份、電解銅6-8份、蛇紋石5-9份、絹云母粉8-10份、硬脂酸鋇4-7份、硼酸鋁晶須6-12份、鈦鐵7-14份、氧化鈰1-3份、焦磷酸鈉0-4份、乙烯基雙硬脂酸酰胺6-9份。

優(yōu)選的，環(huán)保型焊接合金材料由以下質(zhì)量份數(shù)制成：大理石8-10份、低碳錳鐵14-16份、鋁-鈧合金22-25份、電解銅7-8份、蛇紋石8-9份、絹云母粉9-10份、硬脂酸鋇6-7份、硼酸鋁晶須10-12份、鈦鐵9-14份、氧化鈰2-3份、焦磷酸鈉2-4份、乙烯基雙硬脂酸酰胺8-9份。

優(yōu)選的，環(huán)保型焊接合金材料的制備方法，其制備步驟如下：

1)原料準(zhǔn)備

按重量份稱取原料，將大理石、蛇紋石研磨過(guò)20目篩；

2)合金熔煉、鑄造

將低碳錳鐵、鈦鐵、電解銅加入中頻感應(yīng)電爐中，升溫至完全熔融，然后降溫至350-480℃，加入鋁-鈧合金、氧化鈰和焦磷酸鈉繼續(xù)升溫冶煉至熔融，再加入步驟1)中研磨后的大理石和蛇紋石、絹云母粉、硬脂酸鋇和硼酸鋁晶須，調(diào)節(jié)溫度為840-850℃保溫30-35min，扒渣，然后降溫至720℃出鋼包進(jìn)行澆注，出鋼包的過(guò)程中隨鋼包水加入乙烯基雙硬脂酸酰胺，澆注得Φ50mm的合金鑄錠。

3)軋制盤(pán)條、壓制

將步驟2)制得的合金鑄錠置于退火爐中加熱至380-430℃，保溫5-6h，退火2-2.5h，再用油壓型擠壓機(jī)擠壓成Φ3-4mm的合金焊絲；

4)焊絲拉拔

將步驟4)制得的合金焊絲用活套式拉絲機(jī)以25m/min的速度拉拔，最終得的合金焊絲。

優(yōu)選的，步驟2)中升溫速度為0.5℃/s,降溫速度為0.6℃/s。

優(yōu)選的，步驟4)合金焊絲直徑每減小0.5mm進(jìn)行一次退火，退火溫度為400℃，退火時(shí)間為2h。

優(yōu)選的，步驟4)中合金焊絲最終尺寸為Φ1.2mm。

由于采用上述的技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果是：

鋁-鈧合金具有優(yōu)異的高溫強(qiáng)度、抗腐蝕性能以及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，有利于避免高溫焊接過(guò)程中的脆化現(xiàn)象，且鈧元素與氧化鈰共同作用細(xì)化了組織的微晶結(jié)構(gòu)，顯著提升了焊絲的拉伸強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度，增強(qiáng)了焊絲的韌性，另外稀土元素的添加有利于脫渣和防止裂紋；蛇紋石和絹云母粉具有良好的抗腐蝕、耐磨性能，硬脂酸鋇作為交聯(lián)劑和粘合劑增強(qiáng)了焊絲的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，焊接滲透性好；硼酸鋁晶須具有優(yōu)良的力學(xué)性能，為焊絲的強(qiáng)度和韌性的增強(qiáng)體；乙烯基雙硬脂酸酰胺具有潤(rùn)滑、防蝕性，有利于避免焊絲拉拔的的劃傷現(xiàn)象。本發(fā)明環(huán)保無(wú)毒，具有優(yōu)異的硬度和強(qiáng)度，焊縫金屬抗拉強(qiáng)度≥786MPa，屈服強(qiáng)度≥693MPa，伸長(zhǎng)率≥24.6％，沖擊功(0℃)≥208J，焊絲表面潔凈易于清潔，焊接時(shí)鋪展性能好，氣密性強(qiáng)。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。基于本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例1：

一種環(huán)保型焊接合金材料由以下質(zhì)量份數(shù)制成：大理石6份、低碳錳鐵14份、鋁-鈧合金22份、電解銅6.8份、蛇紋石5份、絹云母粉8份、硬脂酸鋇4份、硼酸鋁晶須10份、鈦鐵14份、氧化鈰3份、焦磷酸鈉3.5份、乙烯基雙硬脂酸酰胺6份。

環(huán)保型焊接合金材料的制備方法，其制備步驟如下：

1)原料準(zhǔn)備

按重量份稱取原料，將大理石、蛇紋石研磨過(guò)20目篩；

2)合金熔煉、鑄造