[發明專利]一種用于真空釬焊高氮鋼的釬料及其制備方法

有效

• 申請號: 201811195480.6
• 申請日: 2018-10-15
• 公開（公告）號: CN109128583B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 王星星;李帥;杜全斌;宋曉國;夏月慶;石磊;顧立勇
• 申請（專利權）人: 華北水利水電大學
• 主分類號: B23K35/363
• 分類號: B23K35/363;B23K35/40;B23K1/008
• 代理公司: 鄭州異開專利事務所(普通合伙) 41114
• 代理人: 劉一曉;王霞

本發明公開了一種用于真空釬焊高氮鋼的釬料，是由按重量份計的25?28份Pd、39?46份Ni、36?39份Cr、2.8?5.8份鍍釩鎳石墨烯、12?15份Mn、7?11份Re、6?9份Si和2?5.5份B組成。制備時包括如下步驟：第一步，先稱量蒸餾水、水基粘結劑、丙酮和酒精，并按照比例配置Pd、Ni、Cr、鍍釩鎳石墨烯、Mn、Re、Si、B原料合金粉末，研磨至106?150微米后備用；第二步，將第一步得到的丙酮、酒精、水基粘結劑和蒸餾水置入燒杯中，攪拌，得到無沉淀溶液；第三步，取第一步得到的原料合金粉末45?70份，加入輔助添加劑12?18份后，加入第二步得到的溶液中，攪拌，并抽真空，制得膏狀釬料。本發明釬料在釬焊時，克服了傳統焊接容易產生氣孔的缺點，使得氮元素幾乎無損失，保證高氮鋼母材的組織均一性。

技術領域

本發明涉及高氮鋼焊接技術領域，尤其是涉及一種用于真空釬焊高氮鋼的釬料及其制備方法。

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優點，是航空、船舶及兵器等裝備制造的重要材料之一，而高氮鋼焊接技術則是決定其應用范疇的重要工藝環節。目前，高氮鋼焊接技術主要以摩擦焊、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，然而，由于焊接時溫度較高，且高氮鋼自身氮含量較高，焊接過程中常會出現母材氮析出引起的焊接氣孔問題，進而誘發其他硬脆相出現，弱化材料性能，降低焊接接頭的綜合性能。

氣保焊在一定程度上可以抑制高氮鋼焊接時的氮流失，例如，中國專利《高氮鋼加壓焊接用裝置及利用該裝置焊接高氮鋼的方法》（申請號201610976054.0），提供了一種通過控制焊接保護氣體組成、總壓力以及冷卻參數保持高氮鋼焊縫中氮含量穩定，同時提高高氮鋼焊縫機械性能的焊接方法?！兑环N高氮鋼的雙層氣流保護TIG 焊接方法》（ZL201210250419.3），提供了一種通過鎢極惰性氣體保護焊接防止高氮鋼焊縫氮元素容易溢出的方法。然而，上述焊接方法由于需要使用保護氣體，操作不便，且不能兼顧氮元素流失、母材熔化和焊縫深度、寬度比值選擇等問題。

真空釬焊是一種利用熱輻射對真空中待焊零件均勻加熱進行焊接的方法，由于能量集中、熱效率高，可以迅速加熱待焊材料的局部至焊接溫度，避免雜質元素參與反應過程，減少或避免釬焊缺陷的產生，接頭強度高、焊接質量好。但是，將真空釬焊方法引入到高氮鋼焊接（即高氮鋼和高氮鋼的焊接），特別是針對1Cr26Mn22N的自制高氮鋼（由0.9-2.1份N、51-65份Fe、1.9-2.7份Ni、23-28份Cr、19-25份Mn、1.2-1.6份Mo、0.2-0.6份C、0.02-0.05份S、0.05-0.08份P和0.5-0.8份Si（重量份計）組成）之間的焊接，由于現有釬料一方面無法避免高氮鋼中氮元素的析出、無法確保高氮鋼基體母材連接的組織均一性，另一方面釬焊過程中由于氮的析出容易產生氣孔，無法保證高氮鋼的連接強度和使用壽命。目前未見釬焊高氮鋼焊接用釬料方面的資料報道。

發明內容

本發明提供一種焊接時母材不熔化、氮元素不流失、無需選擇焊縫深度和寬度比值的用于真空釬焊高氮鋼的釬料，同時提供該種釬料的制備方法。

為實現上述目的，本發明可采取下述技術方案：

本發明所述的用于真空釬焊高氮鋼的釬料，按重量份計，所述釬料由25-28份Pd、39-46份Ni、36-39份Cr、2.8-5.8份鍍釩鎳石墨烯、12-15份Mn、7-11份Re、6-9份Si和2-5.5份B組成。

所述鍍釩鎳石墨烯以氧化石墨烯為原料，依次進行粗化、敏化、還原、洗滌、干燥，然后采用直流電沉積在石墨烯表面鍍釩鎳合金，再采用直流磁控濺射法在鍍釩鎳合金后的石墨烯表面沉積金屬鉬離子，研磨，制得鍍釩鎳石墨烯粉末。

所述用于真空釬焊高氮鋼的釬料的制備方法，包括如下步驟：