CN104842086A - 一种焊接用纳米焊层及其制备方法 - Google Patents

一种焊接用纳米焊层及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN104842086A
CN104842086A CN201510233149.9A CN201510233149A CN104842086A CN 104842086 A CN104842086 A CN 104842086A CN 201510233149 A CN201510233149 A CN 201510233149A CN 104842086 A CN104842086 A CN 104842086A
Authority
CN
China
Prior art keywords
nanometer
accounts
welding
account
cbn
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201510233149.9A
Other languages
English (en)
Inventor
程敬卿
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anhui Ding Heng Manufacturing Technology Research Institute Co Ltd
Original Assignee
Anhui Ding Heng Manufacturing Technology Research Institute Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anhui Ding Heng Manufacturing Technology Research Institute Co Ltd filed Critical Anhui Ding Heng Manufacturing Technology Research Institute Co Ltd
Priority to CN201510233149.9A priority Critical patent/CN104842086A/zh
Publication of CN104842086A publication Critical patent/CN104842086A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/02—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape
    • B23K35/0255—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by mechanical features, e.g. shape for use in welding
    • B23K35/0261—Rods, electrodes, wires
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K35/00—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/24—Selection of soldering or welding materials proper
    • B23K35/30—Selection of soldering or welding materials proper with the principal constituent melting at less than 1550 degrees C
    • B23K35/3033—Ni as the principal constituent
    • B23K35/304—Ni as the principal constituent with Cr as the next major constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C30/00—Alloys containing less than 50% by weight of each constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C32/00—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
    • C22C32/0005—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with at least one oxide and at least one of carbides, nitrides, borides or silicides as the main non-metallic constituents
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/04—Welding for other purposes than joining, e.g. built-up welding
    • B23K9/044—Built-up welding on three-dimensional surfaces
    • B23K9/046—Built-up welding on three-dimensional surfaces on surfaces of revolution
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00—Arc welding or cutting
    • B23K9/18—Submerged-arc welding

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Arc Welding In General (AREA)
  • Nonmetallic Welding Materials (AREA)

Abstract

本发明涉及一种焊接用纳米焊层及其制备方法，包括以下质量百分比的组分：Fe占9％～18％，Ni占17％～26％，Cr占21％～31％，B占18％～22％、Si占18％～22％，Al2O3占0.5％～1.5％，添加剂占0.5％～1.5％；添加剂为CBN。方法步骤如下：所述Fe、Ni、Cr、B、Si、Al2O3均采用气雾化法制得纳米球，再与经过研磨处理后的CBN均匀混合制成纳米焊丝，最终焊接在零部件表面形成纳米焊层。本发明组分搭配合理，采用焊接技术与纳米技术相结合，最终制成了纳米焊层，纳米焊层的结合强度高，耐腐蚀性、耐磨性强，改善待修复零部件的性能，实现零部件的回收再利用，延长零部件的使用寿命。

Description

一种焊接用纳米焊层及其制备方法
技术领域
本发明涉及埋弧焊焊接技术领域，具体是一种焊接用纳米焊层及其制备方法。
背景技术
众所周知，机械零部件在长期的使用过程中，由于面接触摩擦以及较重负荷的作用，导致机械零部件工作面发生磨损，机械性能急剧下降，影响到正常的工作。需要将磨损严重的机械零部件拆下，更换上新的零部件，而对于磨损的零部件则被丢弃，导致严重的资源浪费，使得设备的使用和维护成本较高；也有采用补焊的方法，以填补磨损区域，但是由于材料选择的不合理，修复后的机械零部件的性能并未得到改善。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种焊接用纳米焊层及其制备方法。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种焊接用纳米焊层，包括以下质量百分比的组分：
Fe占9％～18％，Ni占17％～26％，Cr占21％～31％，B占18％～22％、Si占18％～22％，Al2O3占0.5％～1.5％，添加剂占0.5％～1.5％；
所述添加剂为CBN。
所述各组分的最佳质量百分比为：Fe占13％，Ni占19％，Cr占26％，B占20％、Si占20％，Al2O3占1％，CBN占1％。采用此最佳质量百分比制成的纳米焊层，使得纳米焊层的性能达到最佳。
一种焊接用纳米焊层的制备方法，所述方法步骤如下：所述Fe、Ni、Cr、B、Si、Al2O3均采用气雾化法制得纳米球，再与经过研磨处理后的CBN均匀混合制成纳米焊丝，最终焊接在零部件表面形成纳米焊层。其中，Al2O3能够增加结合强度，减少气孔率；CBN是硬度仅次于金刚石的超硬材料，具有硬度高、化学稳定性好的优点，从而改善了焊层的成型质量，提高焊层的硬度和稳定性，同时耐磨性也得到极大的提升。
本发明按照上述组分和配比，采用纳米技术与焊接技术相铰接，有效的改善了修复后零部件的性能，延长了零部件的使用寿命。
本发明的有益效果是：本发明组分搭配合理，采用了焊接技术与纳米技术相结合，最终制成了纳米焊层，且纳米焊层的结合强度高，耐腐蚀性、耐磨性强，极大的改善了待修复零部件的性能，实现了零部件的回收再利用，延长了零部件的使用寿命。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步阐述。
实施例一：
一种焊接用纳米焊层，包括以下质量百分比的组分：
Fe占13％，Ni占19％，Cr占26％，B占20％、Si占20％，Al2O3占1％，CBN占1％。
一种焊接用纳米焊层的制备方法，所述方法步骤如下：所述Fe、Ni、Cr、B、Si、Al2O3均采用气雾化法制得纳米球，再与经过研磨处理后的CBN均匀混合制成纳米焊丝，最终焊接在零部件表面形成纳米焊层。
实施例二：
一种焊接用纳米焊层，包括以下质量百分比的组分：
Fe占9％，Ni占26％，Cr占22.5％，B占22％、Si占18％，Al2O3占1.5％，CBN占1％。
一种焊接用纳米焊层的制备方法，所述方法步骤如下：所述Fe、Ni、Cr、B、Si、Al2O3均采用气雾化法制得纳米球，再与经过研磨处理后的CBN均匀混合制成纳米焊丝，最终焊接在零部件表面形成纳米焊层。
实施例三：
一种焊接用纳米焊层，包括以下质量百分比的组分：
Fe占18％，Ni占17％，Cr占24％，B占18％、Si占22％，Al2O3占0.5％，CBN占0.5％。
一种焊接用纳米焊层的制备方法，所述方法步骤如下：所述Fe、Ni、Cr、B、Si、Al2O3均采用气雾化法制得纳米球，再与经过研磨处理后的CBN均匀混合制成纳米焊丝，最终焊接在零部件表面形成纳米焊层。
实施例四：
一种焊接用纳米焊层，包括以下质量百分比的组分：
Fe占14％，Ni占25％，Cr占21％，B占19％、Si占19％，Al2O3占0.5％，CBN占1.5％；
一种焊接用纳米焊层的制备方法，所述方法步骤如下：所述Fe、Ni、Cr、B、Si、Al2O3均采用气雾化法制得纳米球，再与经过研磨处理后的CBN均匀混合制成纳米焊丝，最终焊接在零部件表面形成纳米焊层。
为了论证本发明的实际效果，特采用埋弧焊焊接技术在轧辊上制备了纳米焊层，将实施例一至实施例四实施后，分别测试了焊层的结合强度、显微硬度、气孔率以及抗磨粒磨损性能，并利用XRD对焊层进行了相结构分析。实验结果如下：
编号 孔隙率(AREA％) 结合强度(MPa) 显微硬度(HV)
实施例一 0.146 88.3 626
实施例二 0.257 81.6 478
实施例三 0.332 79.1 528
实施例四 0.262 79.6 471
平均值 0.249 82.2 526
对比组 0.334 72.6 504
其中，对比组为普通合金丝材。
如上述实验数据可知，按照本发明的技术方案实施后，解决了传统的焊层存在的孔隙率大、结合强度低的缺陷，制成的焊层结合强度高、硬度高，耐腐蚀性、耐磨性强，微观组织结构均匀，减少了气孔率，硬度可达HRC31，从而改善了待修复零部件的性能，延长了零部件的使用寿命。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受步骤实施例的限制，步骤实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种焊接用纳米焊层，其特征在于：包括以下质量百分比的组分：
Fe占9％～18％，Ni占17％～26％，Cr占21％～31％，B占18％～22％、Si占18％～22％，Al2O3占0.5％～1.5％，添加剂占0.5％～1.5％；
所述添加剂为CBN。
2.根据权利要求1所述的一种焊接用纳米焊层，其特征在于：所述各组分的最佳质量百分比为：Fe占13％，Ni占19％，Cr占26％，B占20％、Si占20％，Al2O3占1％，CBN占1％。
3.根据权利要求1所述的一种焊接用纳米焊层的制备方法，其特征在于：所述方法步骤如下：所述Fe、Ni、Cr、B、Si、Al2O3均采用气雾化法制得纳米球，再与经过研磨处理后的CBN均匀混合制成纳米焊丝，最终焊接在零部件表面形成纳米焊层。
CN201510233149.9A 2015-05-09 2015-05-09 一种焊接用纳米焊层及其制备方法 Pending CN104842086A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510233149.9A CN104842086A (zh) 2015-05-09 2015-05-09 一种焊接用纳米焊层及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510233149.9A CN104842086A (zh) 2015-05-09 2015-05-09 一种焊接用纳米焊层及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN104842086A true CN104842086A (zh) 2015-08-19

Family

ID=53842272

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510233149.9A Pending CN104842086A (zh) 2015-05-09 2015-05-09 一种焊接用纳米焊层及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN104842086A (zh)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5902498A (en) * 1994-08-25 1999-05-11 Qqc, Inc. Methods of joining metal components and resulting articles particularly automotive torque converter assemblies
CN1337295A (zh) * 2001-08-11 2002-02-27 无锡威孚吉大新材料应用开发有限公司 一种新型纳米金属焊料及其制备方法
CN1433868A (zh) * 2003-01-28 2003-08-06 江汉石油钻头股份有限公司 含有立方氮化硼颗粒的管状碳化钨焊条
CN1858293A (zh) * 2006-06-09 2006-11-08 北京工业大学 一种由纳微米改性的耐磨耐冲蚀热喷涂管状丝材
CN101214593A (zh) * 2008-01-18 2008-07-09 孙中强 高强耐磨耐高温纳米合金焊条
CN101591482A (zh) * 2008-11-28 2009-12-02 中国电力科学研究院 一种耐磨耐蚀纳米结构Ni基涂层及制备方法
CN101829859A (zh) * 2010-02-04 2010-09-15 哈尔滨工业大学 纳米Fe增强低温无铅复合焊膏及其制备方法
US7879308B1 (en) * 2000-03-17 2011-02-01 University Of Central Florida Research Foundation, Inc. Multiwall carbon nanotube field emitter fabricated by focused ion beam technique
CN102581519A (zh) * 2012-04-06 2012-07-18 哈尔滨工业大学 改性Fe-Cr-B堆焊材料
RU2539284C1 (ru) * 2013-07-29 2015-01-20 Общество с ограниченной ответственностью "Региональный Северо-Западный Межотраслевой Аттестационный Центр" Наноструктурированная порошковая проволока для подводной сварки

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5902498A (en) * 1994-08-25 1999-05-11 Qqc, Inc. Methods of joining metal components and resulting articles particularly automotive torque converter assemblies
US7879308B1 (en) * 2000-03-17 2011-02-01 University Of Central Florida Research Foundation, Inc. Multiwall carbon nanotube field emitter fabricated by focused ion beam technique
CN1337295A (zh) * 2001-08-11 2002-02-27 无锡威孚吉大新材料应用开发有限公司 一种新型纳米金属焊料及其制备方法
CN1433868A (zh) * 2003-01-28 2003-08-06 江汉石油钻头股份有限公司 含有立方氮化硼颗粒的管状碳化钨焊条
CN1858293A (zh) * 2006-06-09 2006-11-08 北京工业大学 一种由纳微米改性的耐磨耐冲蚀热喷涂管状丝材
CN101214593A (zh) * 2008-01-18 2008-07-09 孙中强 高强耐磨耐高温纳米合金焊条
CN101591482A (zh) * 2008-11-28 2009-12-02 中国电力科学研究院 一种耐磨耐蚀纳米结构Ni基涂层及制备方法
CN101829859A (zh) * 2010-02-04 2010-09-15 哈尔滨工业大学 纳米Fe增强低温无铅复合焊膏及其制备方法
CN102581519A (zh) * 2012-04-06 2012-07-18 哈尔滨工业大学 改性Fe-Cr-B堆焊材料
RU2539284C1 (ru) * 2013-07-29 2015-01-20 Общество с ограниченной ответственностью "Региональный Северо-Западный Межотраслевой Аттестационный Центр" Наноструктурированная порошковая проволока для подводной сварки

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
赵秀娟等: "纳米复合粉末制D707焊条", 《硬质合金》 *
陈春焕等: "用WO_3+C纳米混合粉末制备堆焊用新型耐磨合金粉块", 《稀有金属与硬质合金》 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100439521C (zh) 一种移动式激光熔覆现场加工的合金粉末材料
CN102352508B (zh) Trt机组零部件激光熔覆用铁基合金粉末
CN104233084B (zh) 一种Fe-Gr-B-Si纳米涂层及其制备方法
CN103668036B (zh) 硬度高且变形量小的阀座的激光熔覆修复工艺
US20170368645A1 (en) Composite Hard-Surface Material and Preparation Method Therefor
CN102677046A (zh) 轧机牌坊激光熔覆专用复合合金材料
CN103659050B (zh) 一种耐裂纹高耐磨三偏心蝶阀等离子喷焊用粉末材料
CN104722893B (zh) 一种基于堆焊和氩弧熔覆制备耐磨涂层的方法
US20120294729A1 (en) Cold metal transfer hardfacing of buckets
US20190015898A1 (en) Micro-nano composite powder dedicated for laser repair of tiny cracks in stainless steel surface
CN104400252A (zh) 一种药芯焊丝
CN104842086A (zh) 一种焊接用纳米焊层及其制备方法
WO2021103120A1 (zh) 一种高耐磨耐腐蚀等离子熔覆金属涂层及其制备方法
CN110106417B (zh) 一种用于表面修复强化的材料及其制备方法和应用
CN104388884A (zh) 一种耐磨Ni45-WC纳米涂层及其制备方法
CN104233281B (zh) 一种用于内燃机增压器喷嘴环修复的钴基合金粉末
CN105499826A (zh) 高非晶纳米晶自保护管状焊丝
CN114131242B (zh) 一种用于阀座密封面堆焊层的合金材料及其焊接工艺
CN104827197A (zh) 一种焊接用Ni-Cr-Al纳米焊层及其制备方法
CN104827206A (zh) 一种Ni-Cr-Al纳米焊层及制备方法
CN104923939A (zh) 一种焊接用Ni-TiO2纳米焊层及其制备方法
CN104858569A (zh) 一种焊接用Ni-TiO2-Mo纳米焊层及其制备方法
CN104827202A (zh) 一种零部件埋弧焊焊接修复用Ni-TiO2纳米材料
CN107267977A (zh) 一种车辆履带板的激光熔覆再制造方法
CN104842087A (zh) 一种Ni-Mn-Mo纳米焊层及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
EXSB Decision made by sipo to initiate substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20150819