[發(fā)明專(zhuān)利]一種錳基藥芯釬料及其制備方法和用途

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011277083.0
• 申請(qǐng)日: 2020-11-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112427833B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-02-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王博;常波濤;糾永濤;吳奇隆;王夢(mèng)凡;程戰(zhàn);于忠婷;孫華為
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中機(jī)智能裝備創(chuàng)新研究院（寧波）有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B23K35/02
• 分類(lèi)號(hào): B23K35/02;B23K35/30;B23K35/40
• 代理公司: 北京超凡宏宇專(zhuān)利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11463
• 代理人: 王煥

本發(fā)明提供了一種錳基藥芯釬料及其制備方法和用途，涉及焊接尤其是釬焊技術(shù)領(lǐng)域。所述錳基藥芯釬料包括錳基釬料外皮和包裹在錳基釬料外皮內(nèi)的內(nèi)芯釬劑粉末，所述錳基釬料外皮各合金元素按質(zhì)量百分比的組成為：Ni 22.5％～30.0％，Cu 20.0％～35.0％，Zn 10.5％～15.5％，Cr 2.0％～7.0％，Co 2.0％～5.0％，Sn 0.5％～1.0％，F(xiàn)e 0～0.3％，余量為Mn。本發(fā)明還提供了錳基藥芯釬料的制備方法及用途。本發(fā)明通過(guò)錳基釬料成分的設(shè)計(jì)和制備方法的改進(jìn)，克服了錳基釬料難成形的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了釬料與釬劑協(xié)同化、精準(zhǔn)化、自動(dòng)化使用，促進(jìn)了錳基釬料的高效應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及焊接技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種錳基藥芯釬料及其制備方法和用途。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)航空航天、武器裝備、核工業(yè)、精密機(jī)床、石油及化工等領(lǐng)域的快速發(fā)展，釬焊材料在這些領(lǐng)域中得到了廣泛地應(yīng)用。然而，不同的應(yīng)用領(lǐng)域，往往對(duì)釬料的個(gè)性化需求也不同。在一些精密加工制造中，不銹鋼、高溫合金為代表的材料及其接頭必須滿(mǎn)足更高的應(yīng)用要求，既要有優(yōu)良的室溫強(qiáng)度、抗沖擊、抗氧化、耐腐蝕等性能，同時(shí)也要具備良好的高溫或動(dòng)載承受能力。因此，選用何種釬料并以何種結(jié)構(gòu)形式應(yīng)用來(lái)達(dá)到上述使用要求就顯得比較急迫和重要。

首先，在釬料類(lèi)型方面，可選的有鎳基釬料和錳基釬料。目前主要使用的是鎳基釬料，但是鎳基釬料中通常會(huì)加入少量B、Si、P等元素，這些元素在釬焊過(guò)程中不能充分?jǐn)U散到母材基體，就會(huì)與鎳形成不易消除的脆性化合物而殘留在釬縫中，因而難以加工成型材，且鎳基釬料釬焊的接頭性能對(duì)間隙非常敏感。對(duì)于工作溫度高于600℃的不銹鋼釬焊接頭來(lái)說(shuō)，錳基釬料綜合性能優(yōu)異，是一種較理想的選擇。但是，現(xiàn)有錳基釬料同樣存在加工成型難、質(zhì)量不穩(wěn)定、成本較高等問(wèn)題，有關(guān)絲狀錳基釬料尤其是錳基藥芯釬料及其制備方法的研究少見(jiàn)報(bào)道。

其次，在釬料應(yīng)用方面，目前錳基釬料主要應(yīng)用于氣體保護(hù)下的爐中釬焊，雖然不添加釬劑，但氣體保護(hù)下的爐中釬焊設(shè)備費(fèi)用較高，釬料和焊件不宜含大量易揮發(fā)元素，生產(chǎn)過(guò)程中需要通入惰性氣體等保護(hù)氣，既增加了成本又提高了設(shè)備使用要求，且每爐生產(chǎn)量有限，生產(chǎn)周期較長(zhǎng)，這些缺點(diǎn)限制了錳基釬料的規(guī)模化、自動(dòng)化以及低成本化應(yīng)用。另外，錳基釬料也會(huì)較少應(yīng)用于感應(yīng)釬焊，對(duì)于感應(yīng)釬焊來(lái)說(shuō)，傳統(tǒng)的釬焊工藝，釬料和釬劑分開(kāi)使用，釬焊質(zhì)量不穩(wěn)定，釬焊效率低下，易造成浪費(fèi)，不利于錳基釬料協(xié)同化、精準(zhǔn)化、自動(dòng)化的實(shí)施。

圍繞上述問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)開(kāi)展了一些對(duì)錳基釬料成分和釬料制備工藝進(jìn)行改善的探索性研究工作。但是，仍然沒(méi)有很好地解決錳基釬料內(nèi)部脆性化合物含量高、釬料制備方法效率低、釬料成形率較低、釬焊工序復(fù)雜以及對(duì)錳基釬料應(yīng)用要求高、效率低、成本高等多種問(wèn)題。

從釬料結(jié)構(gòu)形式上優(yōu)化是改善釬焊工藝性和提高釬焊工作質(zhì)量和效率的有效途徑。藥芯釬料是近年來(lái)出現(xiàn)的一種節(jié)材減排型復(fù)合釬料產(chǎn)品，是由釬料合金外皮包裹一定比例的粉狀釬劑制成的。遺憾的是，由于錳基釬料自身難成以成形，且目前制備工藝技術(shù)和裝備發(fā)展不足，限制了錳基釬料尤其是錳基藥芯釬料的推廣應(yīng)用。在錳基釬料釬焊工藝參數(shù)的調(diào)控改善釬焊接頭性能方面，四川大學(xué)楊光以及李寧等人進(jìn)行了一些研究，但是均只探究了外在溫度對(duì)錳基釬料性能的影響，判斷因素單一，無(wú)法綜合調(diào)控釬料釬焊工藝，并反向反饋到釬料制備工藝改善措施，而且沒(méi)有從錳基釬料不同成分本身進(jìn)行對(duì)比，缺乏錳基釬料合金化原理支撐，無(wú)法根據(jù)各元素對(duì)錳基釬料產(chǎn)生的單一或耦合性規(guī)律進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和優(yōu)化。

現(xiàn)有技術(shù)中的方法不能充分改善錳基釬料尤其是錳基藥芯釬料的工藝性能、釬焊接頭性能以及工作質(zhì)量與效率，也就不能有效地?cái)U(kuò)大錳基釬料的范圍和促進(jìn)其推廣應(yīng)用。因此，亟待發(fā)掘能夠擴(kuò)充錳基釬料尤其是錳基藥芯釬料種類(lèi)，并改善錳基藥芯釬料工藝性能、釬焊接頭性能以及工作質(zhì)量和效率的制備方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種錳基藥芯釬料及其制備方法和用途，針對(duì)錳基釬料脆化特性對(duì)錳基藥芯釬料合金成分進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化以及進(jìn)行制備方法的改進(jìn)，克服錳基釬料難成形的問(wèn)題，制備出綜合性能優(yōu)良的錳基藥芯釬料，實(shí)現(xiàn)釬料與釬劑自動(dòng)化、協(xié)同化與精準(zhǔn)化使用。