[發明專利]一種用于釬焊高氮鋼的復合釬料及其制備方法

有效

• 申請號: 201811131827.0
• 申請日: 2018-09-27
• 公開（公告）號: CN109108522B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 王星星;李帥;鄭鵬;杜全斌;宋曉國;石磊
• 申請（專利權）人: 華北水利水電大學
• 主分類號: B23K35/24
• 分類號: B23K35/24;B23K35/40
• 代理公司: 洛陽九創知識產權代理事務所(普通合伙) 41156
• 代理人: 狄干強

一種用于高氮鋼釬焊的復合釬料及其制備方法，其有效成分的組成為Pd、Ni、Cr、鍍鎳石墨烯或鍍釩石墨烯、Mo、Mn、Re、Si、B和Nb。使用本發明復合釬料進行釬焊過程中，高氮鋼母材幾乎不熔化，使得氮元素不流失，克服了傳統焊接方式的氣孔缺點，使得氮元素幾乎無損失；而且由于高氮鋼母材幾乎不熔化，也就是不會產生形變，在一定程度上提高了接頭的連接強度和力學性能，焊接接頭成形非常好。

技術領域

本發明涉及到金屬焊接領域的釬焊釬料，具體的說是一種用于高氮鋼釬焊的復合釬料及其制備方法。

背景技術

高氮鋼具有耐腐蝕、耐氧化、耐磨損以及力學性能優異等性能，這些優異的性能使其成為航空、船舶及兵器等裝備制造中的重要材料之一，而焊接技術是決定其應用范疇的重要工藝環節。由于高氮鋼自身氮含量高，焊接過程中常因母材氮析出而產生焊接氣孔問題，熱影響區氮化物析出是固溶氮的一種主要損失方式，并誘發其他硬脆相出現,從而弱化材料性能，降低焊接接頭的綜合性能。目前，高氮鋼焊接技術的研究主要以摩擦焊、攪拌摩擦焊、TIG焊、MIG焊、爆炸焊、氣保焊、激光及其復合焊等為主，但仍存在氮含量損失、氮化物或碳化物析出以及焊接氣孔等缺陷問題。

中國專利“一種高氮鋼的雙層氣流保護TIG焊接方法”(申請號201210250419.3)，力圖解決高氮鋼在鎢極惰性氣體保護焊接時熔池深度較淺和焊縫氮元素溢出的問題，但存在熔池寬度和焊縫深寬比較寬問題；專利“高氮鋼激光MIG電弧復合焊接方法”(201210385839.2)，公開了激光-MIG電弧復合焊接技術在高氮鋼領域的應用；專利“一種高氮鋼的焊接方法”(201510885543.0)，公開了瞬時過冷液相擴散連接在高氮鋼焊接中的應用，公開了利用非晶材料在過冷液相區的超塑性實現連接，再通過提高溫度使非晶層擴散至母材中從而實現冶金結合的焊接；“解決高氮鋼焊接氣孔和提高接頭強度的焊接裝置及其焊接方法”(201610363272.7)，提供了一種改進的高氮鋼激光-電弧復合焊接的新思路，通過磁控和溫控復合的方法同時解決高氮鋼焊接氣孔和焊接熱影響區韌性差的問題“高氮鋼加壓焊接用裝置及利用該裝置焊接高氮鋼的方法”(201610976054.0)，公開了一種通過控制焊接保護氣體組成、總壓力以及冷卻參數可以達到固定高氮鋼焊縫中氮含量，提高高氮鋼焊縫機械性能。

但是，以往摩擦焊、攪拌摩擦焊、TIG焊、MIG焊、爆炸焊、氣保焊、激光及其復合焊等焊接方法存在焊縫深度和寬度比值選擇難、母材高氮鋼中氮元素流失嚴重的問題，目前國內外還無這方面的公開資料，急需開發新的焊接材料解決此問題。

發明內容

為了解決高氮鋼在采用摩擦焊、攪拌摩擦焊、TIG焊、MIG焊、爆炸焊、氣保焊、激光及其復合焊等焊接方法焊接時存在焊縫深度和寬度比值選擇難、母材高氮鋼中氮元素流失嚴重的問題，本發明提供了一種用于高氮鋼釬焊的復合釬料及其制備方法，利用本發明的復合釬料對高氮鋼進行釬焊時，高氮鋼母材幾乎不熔化，使得氮元素不流失，克服了傳統焊接方式的氣孔缺點，使得氮元素幾乎無損失，而且在一定程度上提高了接頭的連接強度和力學性能，焊接接頭成形非常好。

本發明為解決上述技術問題所采用的技術方案為：一種用于高氮鋼釬焊的復合釬料，按照重量比，其有效成分的組成為25～28份的Pd、8～13份的Ni、36～41份的Cr、2.5～3.9份的鍍鎳石墨烯或鍍釩石墨烯、5.6～6.8份的Mo、23～27份的Mn、7～11份的Re、3～6份的Si、2～4.5份的B和0.35～0.6份的Nb。

本發明的復合釬料可以適合所有高氮鋼，但是優選以下成分的高氮鋼，按照重量比，該高氮鋼的組成成分為：1.2～2.8份的N、51～65份的Fe、24～29份的Cr、21～26份的Mn、5.2～6.5份的Mo、0.2～0.3份的C、0.3～0.5份的Si、0.2～0.35份的Nb、0.05～0.06份的Al、0.02～0.05份的S和0.05～0.08份的P。

本發明中所用鍍鎳石墨烯的制備方法為：