[發明專利]一種碳硅摻雜鋅基釬焊材料的焊接方法

在審

• 申請號: 201710375486.0
• 申請日: 2017-05-24
• 公開（公告）號: CN107030345A
• 公開（公告）日: 2017-08-11
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 蘇州南爾材料科技有限公司
• 主分類號: B23K1/008
• 分類號: B23K1/008;B23K35/28;B23K35/36;B23K35/40
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技術領域

本發明涉及焊接領域，具體涉及一種碳硅摻雜鋅基釬焊材料的焊接方法。

背景技術

焊接在現代制造業和工程建設中發揮了重要的作用。其中，釬焊是采用比母材熔點低的金屬材料作釬料，將焊件和釬料加熱到高于釬料熔點，低于母材熔化溫度，利用液態釬料潤濕母材，填充接頭間隙并與母材相互擴散實現連接焊件的方法。釬焊變形小，接頭光滑美觀，適合于焊接精密、復雜和由不同材料組成的構件。隨著社會的發展和人民生活水平的提高，人們對燈飾、首飾、餐具、頭飾等金屬飾品或工藝品等的外觀設計、表面質量和材料性能有了更高的要求。目前，對于金屬飾品或工藝品釬焊常用的是鎳基、銀基和鉛錫合金等材料。

為保證焊材的焊接工藝性能，特別是保證焊材接完全熔化及焊道的浸潤性良好，現有技術中一般在釬焊材料中加入的大量石墨及直接加入的少量鑄造碳化鎢或其他碳化物。

很多零件在長期使用和服役過程中發生材料表面嚴重磨損而失效。釬焊是一種表面改性處理方法，指將具有一定使用性能的合金材料借助一定的熱源手段熔覆在母體材料的表面，以賦予母材特殊使用性能或使零件恢復原有形狀尺寸的工藝方法。它可以提高零件使用壽命，使普通材料表面獲得耐磨、耐腐蝕、高硬度的釬焊層。

發明內容

本發明提供一種碳硅摻雜鋅基釬焊材料的焊接方法，本發明所采用的釬焊材料具有優良的潤濕性，所述釬焊材料中的加入活性炭負載硅納米材料，使得釬焊材料的焊接工藝性能，特別是保證釬焊焊絲焊接完全熔化及焊道的浸潤性良好；本發明釬焊工藝利用二氧化碳保護焊作為熱源進行釬焊，克服現有釬焊材料表面硬度和耐磨性差的問題，從而獲得高的表面硬度和耐磨性。

為了實現上述目的，本發明提供了一種碳硅摻雜鋅基釬焊材料的焊接方法，該方法包括如下步驟：

（1）制備活性炭負載硅納米材料粉體

將裝有納米一氧化硅粉末的小瓷舟水平放置于氧化鋁管中間，然后將該管放在高溫管式爐中，抽真空在20-50Pa，然后將溫度900-1000℃并分別保溫60-80min，之后升溫到1300-1400℃保溫4-6h；之后以10-15℃/min的速率降溫到500-600℃并保溫30-40min，同時以60sccm鼓入空氣到爐腔，自然冷卻至室溫，得到硅納米線，備用；

將硅烷偶聯劑加入到去離子水，并用醋酸調節pH至3.5，在室溫下攪拌30-50min，之后加入所述硅納米線，在85-95℃回流反應15-20h，抽濾、洗滌、干燥，得到偶聯后的硅納米線復合物；

將得到的偶聯后的硅納米線復合物、納米活性炭加入到去離子水，用超聲波在45℃、150W的條件下混勻30-50min，室溫下靜止老化30-40h，用去離子水清洗多次至流出液呈中性，120-150℃烘干15-20h至恒重，再350-400℃焙燒3-5小時，冷卻、干燥，制得活性炭負載硅納米線，球磨粉碎得到活性炭負載硅納米粉體；

（2）按照如下重量份配料:

Zn 66-73份

上述活性炭負載硅納米材料粉體 1-1.5份

Sn 6-8份

V 6-9份

Cu 0.1-0.3份

稀土氧化物 0.2-0.3份；

按上述各組成的配比選擇相應的粉體，按比例混合均勻得到混合粉體；

（3）將所述碳摻雜復合釬焊材料粉體將置于釬焊設備中，當真空度不低于5×10^-3Pa時，以10-15℃/min的速率升溫至300-350℃，保溫15-20min，以5-10℃/min的速率升溫至700-750℃，保溫20-25min，再以15-20℃/min的速率繼續升溫至釬焊溫度950℃-1150℃，保溫20-30min，最后隨爐冷卻至室溫，即可。

優選的，所述稀土氧化物為CeO₂+ La₂O₃。

具體實施方式

實施例一

將裝有納米一氧化硅粉末的小瓷舟水平放置于氧化鋁管中間，然后將該管放在高溫管式爐中，抽真空在20Pa，然后將溫度900℃并分別保溫60min，之后升溫到1300℃保溫4h；之后以10℃/min的速率降溫到500℃并保溫30min，同時以60sccm鼓入空氣到爐腔，自然冷卻至室溫，得到硅納米線，備用。

將硅烷偶聯劑加入到去離子水，并用醋酸調節pH至3.5，在室溫下攪拌30-50min，之后加入所述硅納米線，在85℃回流反應15h，抽濾、洗滌、干燥，得到偶聯后的硅納米線復合物。