[發明專利]碳化鉻增強型鎳鋁基高溫耐磨堆焊用藥芯焊絲及制備方法

有效

• 申請號: 202011022623.0
• 申請日: 2020-09-25
• 公開（公告）號: CN112192089B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 金李梅;王曉蓉;卓曉;王浩;羅良良;唐衛崗
• 申請（專利權）人: 杭州華光焊接新材料股份有限公司
• 主分類號: B23K35/30
• 分類號: B23K35/30;B23K35/40
• 代理公司: 杭州天欣專利事務所(普通合伙) 33209
• 代理人: 陳農

本申請涉及一種碳化鉻增強型鎳鋁基高溫耐磨堆焊用藥芯焊絲及制備方法，碳化鉻增強型鎳鋁基高溫耐磨堆焊用藥芯焊絲包括藥芯和焊皮，藥芯包括金屬芯和金屬粉，藥芯填充于焊皮中，金屬粉按質量百分比由以下組分組成：含Mn80%的錳鐵粉1.5?3.5%，含鈦70%的鈦鐵粉1.1?2.4%，含硼20%的硼鐵粉1.1?2.4%，碳化鉻粉60?85%，其余為鐵粉。焊皮為純鎳帶。金屬芯為純鋁絲，純鋁絲直徑為0.9?1.4mm。上述藥芯焊絲制備方法包括以下步驟：以純鎳帶作為焊皮原料，以純鋁絲作為藥芯金屬芯，以錳鐵粉、鈦鐵粉、硼鐵粉、鐵粉、碳化鉻作為藥芯金屬粉組分，鎳帶與鋁絲去油干燥、藥芯金屬粉混合配料并干燥，鎳帶軋制、金屬芯和金屬粉裝入焊皮中，拉拔減徑成藥芯焊絲。本申請焊接性能優良，制備方便，堆焊層高溫耐磨性能優秀。

技術領域

本申請涉及一種碳化鉻增強型鎳鋁基高溫耐磨堆焊用藥芯焊絲及制備方法，主要適用于高溫條件下碳化鉻增強型耐磨堆焊用藥芯焊絲及其制備。

背景技術

在金屬復合材料中，為了增強材料的耐磨性往往向基體中加入適量的碳化物、氧化物等陶瓷增強相。常見的與Ni₃Al復合的陶瓷增強相有WC、TiC、Cr₃C₂、Al₂O₃等，它們都屬于碳化物或氧化物。其中，WC與TiC熔點相對較高，相比之下，Cr₃C₂與Al₂O₃的熔點較前兩者低約1000℃，因此有利于形成獲得細小彌散的原位自生增強相。同時，游離元素能夠在一定程度起到固溶作用，基體起固溶強化作用。

Ni₃Al/WC復合涂層在高溫下腐蝕嚴重，高溫耐腐蝕性能差，同時高溫耐磨性嚴重惡化。其主要原因是因為WC在600℃以上會發生嚴重的氧化，從而改變類復合材料的性能。除此之外，WC和TiC都存在制備過程中存在顆粒偏聚的問題，彌散強化效果不佳。Al₂O₃等氧化物陶瓷相，由于氧化物與Ni₃Al基體潤濕性差，從而復合效果不理想。

Cr₃C₂做Ni₃Al基材料的增強相可以在1000℃長期服役。目前，尚未見成熟的商品化Cr₃C₂/Ni₃Al基藥芯焊絲，其主要原因在于工藝不成熟導致在焊接時工藝性不穩定及力學性能不均勻。作為增強材料，不均勻的堆焊層反而容易加劇材料磨損，導致嚴重后果。該類材料無法實現商品化，大大限制了碳化鉻增強型鎳鋁基材料的市場化應用。改善相關焊接材料的焊接性能、工藝性能、力學性能有重要的應用價值。

發明內容

本申請解決的技術問題是克服現有技術中存在的上述不足，而提供一種焊接性能優良，制備方便，堆焊層高溫耐磨性能優秀的碳化鉻增強型鎳鋁基高溫耐磨堆焊用藥芯焊絲及制備方法。

本申請解決上述技術問題所采用的技術方案包括：一種碳化鉻增強型鎳鋁基高溫耐磨堆焊用藥芯焊絲，包括藥芯和焊皮，所述藥芯包括金屬芯和金屬粉，藥芯填充于焊皮中（例如金屬芯位于焊皮中間，金屬粉填充在焊皮和金屬芯之間），其中金屬粉按質量百分比由以下組分組成：含Mn80%的錳鐵粉1.5-3.5%，含鈦70%的鈦鐵粉1.1-2.4%，含硼20%的硼鐵粉1.1-2.4%，碳化鉻粉60-85%，其余為鐵粉，以上組分質量百分比之和為100%。

所述金屬芯為純鋁絲，純鋁絲直徑為0.9-1.4mm。

所述藥芯焊絲通過多種脫氧元素協同聯合脫氧，并與鋁絲搭配協調，解決了碳化鉻增強型鎳鋁基高溫耐磨堆焊用藥芯焊絲制備困難，焊接工藝性差，焊后容易開裂的問題，在保證高溫耐磨性能的同時，顯著提高鎳鋁基高溫耐磨堆焊用藥芯焊絲焊后韌性，從而能夠獲得性能均勻的鎳鋁基高溫耐磨堆焊層。

所述焊皮（即藥芯焊絲外層，也稱外皮）為純鎳帶。