[其他]用金屬陶瓷片堆焊超耐磨耐蝕部件的新方法

無效

• 申請號: 85100670
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85100670B
• 公開（公告）日: 1987-02-25
• 發明（設計）人: 楊勛烈;竇萬義;劉錫文;張紫電
• 申請（專利權）人: 冶金部鋼鐵研究總院
• 主分類號: B23K9/04
• 分類號: B23K9/04;C22C29/00
• 代理公司: 中國法律事務公司
• 代理人: 成光祜

本發明屬于堆焊超耐磨，耐蝕部件的新方法。主要適用于水電站水輪機、水泵抗磨和抗汽蝕部件的堆焊，亦可用于水泥、建筑材料及礦山機械等易磨損部件的堆焊等。

國內外通常采用的超耐磨部件的制造方法是用碳化物等加入金屬粉末制成焊條，采用氬弧焊工藝直接在鋼制部件表面堆焊，得到耐磨層。這種制品，既提高了部件表面的耐磨性能，又保持了鋼基體良好的塑韌性及強度的綜合性能，使整個耐磨部件的壽命大為提高，如在磨床滑動部件上堆焊碳化鎢-鈷材料，其結果比高速鋼的壽命提高8倍。日本專利昭49-2773就是用氬弧焊堆焊超耐磨部件，其焊條是由87%WC、11%Co和2%酚醛樹脂，混合后擠壓成形，并在200℃固化而成。這種制造超耐磨部件的方法有許多不足之處：第一，由于酚醛樹脂潤滑性差，用擠壓方法成形焊條時，困難較大，且焊條強度低;第二，采用氬弧焊堆焊時，酚醛樹脂揮發，污染環境和危害工人健康;第三氬弧焊技術難度大，且需備氬弧焊機，氬弧對人體皮膚和眼睛均有損傷，氬氣不但價高稀少，而且不普遍，許多城市都不生產，所以該方法的應用受到限制;第四，由于焊條直徑有限，每焊一道次所堆焊的面積有限，一般寬度為10～12毫米，且氬弧焊堆焊速度慢，即堆焊效率低。

美國專利US3042790是采用各種形狀的金屬塊（條）作為填充料，用埋弧焊堆焊耐磨層。金屬塊（條）的化學成分是以Fe為基，加入Mo、Ni、Cr、Si、Mn和C等;該金屬塊（條）是采用金屬粉末的混合料模壓制成，未進行燒結。

采用這種未經燒結的金屬塊（條）作為填充料堆焊耐磨件的方法有如下缺點：

1.由于金屬塊（條）沒有燒結，所以強度低。在制造過程中，特別是在搬運過程中，易脆斷;而且在施焊時，粘結劑（如酚醛樹脂）揮發出來，污染環境，危害工人健康。

2.由于該金屬塊（條）是Fe基的粉末合金制品，故硬度低，抗磨性差。

由于該專利是采用埋弧焊堆焊耐磨層，故使用條件受到嚴格限制，象堆焊表面形狀復雜的零部件是相當困難的。

美國專利US3552937是燒結Cr₃C₂-WC-Ni合金，其制品用于制作噴嘴等零件。日本專利昭57-98651和昭58-31056是以WC或TiC為主要成分的燒結制品，用作熱軋輥或熱鐓模等零部件。

上述三個專利均采用一般的粉末冶金燒結制造方法。首先按組分配料，混合均勻后加入粘結劑，模壓成所需尺寸的坯料，隨后在燒結爐中在相應的溫度和保護氣氛下，燒結一定的時間，即得到所需制品。

本發明的目的在于提供一種較為經濟的、效率高的用金屬陶瓷片堆焊耐磨耐蝕部件的新方法，以及該金屬陶瓷片的制造方法。

具體解決方案如下：

首先將尺寸為1.0～3.5×4～20×50～400毫米的金屬陶瓷片鋪放在需堆焊部件的表面上，用普通電焊條（包括碳鋼、不銹鋼或鑄鐵焊條）或CO₂氣體保護焊電弧作為熱源進行焊接，使金屬陶瓷溶入母材。堆焊電流與一般電焊相似，為80～250安培，電焊條直徑以φ3-φ5毫米為宜，焊接速度與一般電焊速度相同，由焊工隨意掌握。

單片金屬陶瓷片在工件上堆焊后，堆焊層寬度約為25毫米，厚度高出母材約3毫米，熔入母材約2毫米，即堆焊耐磨層共厚5毫米。

本發明所采用的金屬陶瓷片的化學成分有如下三組：

（1）WC80～97%，Co3～6%，Ni3～15%，Cr2～3%;

（2）TiC50～75%，Ni14～40%，Cr2～10%，Mo0～9%;

（3）Cr₃C₂45～90%，WC0～40%，Ni10～15%。

上述金屬陶瓷片的制造方法采用生產效率高的粉末軋制或模壓成形，并低溫燒結。具體制取方法如下：

首先選取上述一組金屬陶瓷片化學成分進行配料，混合48小時后，加入2～5%酚醛樹脂或汽油橡膠，隨后干燥，過篩，用φ250毫米輥徑的粉末軋機軋成厚1.0～3.5毫米、寬度≤20毫米，長度50～400毫米的薄片或也可模壓成一定尺寸的薄片，將該薄片置于700～900℃的氫氣爐中進行預處理，其目的是將酚醛樹脂燒掉，然后在1000～1320℃溫度下燒結爐中進行燒結，燒結時間30～60分鐘，最終制得所需的金屬陶瓷片。