CN106041370A - 一种耐磨堆焊焊条的制备方法 - Google Patents

一种耐磨堆焊焊条的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种耐磨堆焊焊条的制备方法，属于焊接材料领域。本发明将高炉渣放于盐酸中浸泡，收集滤渣加入碳化硅煅烧，粉碎得颗粒与无水乙醇、硼酸钠以及蒸馏水升温搅拌，之后再加入羟乙基纤维素，离心得复合粘结剂放入搅拌机中，再向其中加入制得的过筛颗粒，搅拌晾干，煅烧后粉碎，得药粉，最后将得到的药粉均匀挤压在焊芯周围，置于烧结炉中，冷却后，即可得到耐磨堆焊焊条。实例证明，本发明操作简便，制备过程中使用的焊药配比合理，技术稳定性好，与现代技术相比，制得的堆焊焊条具有耐磨损、不易锈蚀且贮存周期长等特点，适应性强，适应范围广，具有广大的应用前景。

Description

一种耐磨堆焊焊条的制备方法
技术领域
本发明公开了一种耐磨堆焊焊条的制备方法，属于焊接材料领域。
背景技术
随着现代工业和科技的飞速发展，机械零件经常处于异常复杂和苛刻的条件下工作，大量的机械设备往往因磨损、腐蚀和磨蚀而报废，据国外工业发达国家统计，每年钢材的耗费占钢材总产量的10％，经济损失占国民经济总产值的2～4％，以致目前世界的材料利用率普遍不高，消耗比例较大，其中约有一半以上的材料失效是由于磨损引起的。
焊接材料直接影响到焊接结构的力学性能，某工艺性能和熔敷效率对提高焊件质量、减少工时，降低生产成本具有重要作用，虽然我国焊接材料的产量和用量较大，但技术水平不高，与发达国家相比差距较大，过去十多年我国焊接材料的生产发展很快，近年来焊材的总产量在320万t，跃居世界第一位，是名副其实的焊材打过，但不是焊材强国。
焊条是由药皮和焊芯两部分组成，当焊条在潮湿环境中存放或者长时间暴露在空气中，其焊芯部分会发生明显的锈蚀现象，这种现象尤其是在春夏季非常明显，秋冬季基本没有。焊条发生锈蚀后，耐磨性也大大降低，用户会对产品的使用性能产生质疑，拒绝使用，同时焊条质量也受到了影响，焊条的贮存周期短，影响了焊条的贮存及使用性能，此问题一直困扰着焊接材料生产厂家。
发明内容
本发明主要解决的技术问题：针对目前常用的焊条易发生明显的锈蚀现象，使得焊条的质量、焊条的贮存周期和使用性能受到影响，且导致焊条耐磨性也大大降低的现状，提供了一种耐磨堆焊焊条的制备方法。该方法将高炉渣放于盐酸中浸泡，收集滤渣加入碳化硅煅烧，粉碎得颗粒与无水乙醇、硼酸钠以及蒸馏水升温搅拌，之后再加入羟乙基纤维素，离心得复合粘结剂放入搅拌机中，再向其中加入制得的过筛颗粒，搅拌晾干，煅烧后粉碎，得药粉，最后将得到的药粉均匀挤压在焊芯周围，置于烧结炉中，冷却后，即可得到耐磨堆焊焊条。该方法操作简便，制备过程中使用的焊药配比合理，技术稳定性好，与现代技术相比，制得的堆焊焊条具有耐磨损、不易锈蚀且贮存周期长等特点，适应性强，适应范围广，具有广大的应用前景。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
（1）按固液比1:2～3，取高炉渣放入质量分数为20％盐酸溶液中浸泡30～50min，过滤并收集滤渣，将滤渣与其质量0.4～0.8％的碳化硅放入煅烧炉中，在氮气保护下，设定温度为800～900℃，煅烧1～3h，随炉冷却至室温，将煅烧物取出并粉碎，过200目筛，收集过筛颗粒；
（2）按固液比1:3，将上述过筛颗粒与无水乙醇放入高压反应釜中，以200r/min搅拌10～15min后，分别向其中加入过筛颗粒质量1～2％的硼酸钠及无水乙醇体积30～40％的蒸馏水，升温至120～130℃，搅拌3～4h后降温至70～75℃，再分别加入过筛颗粒质量4～6％的羟乙基纤维素及无水乙醇体积40～50％的羟乙基纤维素，搅拌混合1～2h，自然冷却至室温，出料并将出料物放入离心机中，在4000r/min下离心8～12min，去除下层沉淀，得复合粘结剂，备用；
（3）按重量份数计，取40～45份大理石、30～35份白云母、12～16份石墨、4～6份碳化钨、23～24份锆英石、6～8份高碳锰铁、7～9白磷、10～11份铝和9～13份镁粉放入研磨机中进行研磨，过70目筛，收集过筛颗粒；
（4）按固液比1:2～3，将上述过筛颗粒与步骤（2）所得的复合粘结剂放入搅拌机中搅拌10～12h，再进行自然晾干，随后放入烧结炉中，在700～900℃下烘烤1～2h，将烘烤物取出并进行粉碎，过100目筛，得药粉；
（5）将焊芯放置于焊条涂料机中，将上述所得的药粉均匀的挤压在焊芯周围，挤压得焊条，将所得的焊条置于烧结炉中，以5℃/min升温至100～105℃，烘焙4～5h，再升温至360～380℃，烘焙1～2h后冷却至室温，取出焊条，即可得到耐磨堆焊焊条。
本发明制得的耐磨堆焊焊条厚度为8～12mm，耐高温可达750～850℃，焊后硬度可达HRC55～65，耐磨性为普通焊条的1～3倍。
本发明的有益效果是：
（1）本发明方法操作简便，制备过程中使用的焊药配比合理，技术稳定性好；
（2）本发明与现代技术相比，制得的堆焊焊条具有耐磨损、不易锈蚀且贮存周期长等特点，适应性强，适应范围广，具有广大的应用前景；
（3）本发明制得堆焊焊条采用直流反接并配以焊接电流为125～135A，电弧电压为15～25V的焊接规范，焊条的焊接工艺性能显著，连续多层焊接后也无任何焊渣产生，焊后不易开裂。
具体实施方式
首先按固液比1:2～3，取高炉渣放入质量分数为20％盐酸溶液中浸泡30～50min，过滤并收集滤渣，将滤渣与其质量0.4～0.8％的碳化硅放入煅烧炉中，在氮气保护下，设定温度为800～900℃，煅烧1～3h，随炉冷却至室温，将煅烧物取出并粉碎，过200目筛，收集过筛颗粒；然后按固液比1:3，将上述过筛颗粒与无水乙醇放入高压反应釜中，以200r/min搅拌10～15min后，分别向其中加入过筛颗粒质量1～2％的硼酸钠及无水乙醇体积30～40％的蒸馏水，升温至120～130℃，搅拌3～4h后降温至70～75℃，再分别加入过筛颗粒质量4～6％的羟乙基纤维素及无水乙醇体积40～50％的羟乙基纤维素，搅拌混合1～2h，自然冷却至室温，出料并将出料物放入离心机中，在4000r/min下离心8～12min，去除下层沉淀，得复合粘结剂，备用；随后按重量份数计，取40～45份大理石、30～35份白云母、12～16份石墨、4～6份碳化钨、23～24份锆英石、6～8份高碳锰铁、7～9白磷、10～11份铝和9～13份镁粉放入研磨机中进行研磨，过70目筛，收集过筛颗粒；接下来按固液比1:2～3，将上述过筛颗粒与上述所得的复合粘结剂放入搅拌机中搅拌10～12h，再进行自然晾干，随后放入烧结炉中，在700～900℃下烘烤1～2h，将烘烤物取出并进行粉碎，过100目筛，得药粉；最后将焊芯放置于焊条涂料机中，将上述所得的药粉均匀的挤压在焊芯周围，挤压得焊条，将所得的焊条置于烧结炉中，以5℃/min升温至100～105℃，烘焙4～5h，再升温至360～380℃，烘焙1～2h后冷却至室温，取出焊条，即可得到耐磨堆焊焊条。
实例1
首先按固液比1:2，取高炉渣放入质量分数为20％盐酸溶液中浸泡30min，过滤并收集滤渣，将滤渣与其质量0.4％的碳化硅放入煅烧炉中，在氮气保护下，设定温度为800℃，煅烧1h，随炉冷却至室温，将煅烧物取出并粉碎，过200目筛，收集过筛颗粒；然后按固液比1:3，将上述过筛颗粒与无水乙醇放入高压反应釜中，以200r/min搅拌10min后，分别向其中加入过筛颗粒质量1％的硼酸钠及无水乙醇体积30％的蒸馏水，升温至120℃，搅拌3h后降温至70℃，再分别加入过筛颗粒质量4％的羟乙基纤维素及无水乙醇体积40％的羟乙基纤维素，搅拌混合1h，自然冷却至室温，出料并将出料物放入离心机中，在4000r/min下离心8min，去除下层沉淀，得复合粘结剂，备用；随后按重量份数计，取40份大理石、30份白云母、12份石墨、4份碳化钨、23份锆英石、6份高碳锰铁、7白磷、10份铝和9份镁粉放入研磨机中进行研磨，过70目筛，收集过筛颗粒；接下来按固液比1:2，将上述过筛颗粒与上述所得的复合粘结剂放入搅拌机中搅拌10h，再进行自然晾干，随后放入烧结炉中，在700℃下烘烤1h，将烘烤物取出并进行粉碎，过100目筛，得药粉；最后将焊芯放置于焊条涂料机中，将上述所得的药粉均匀的挤压在焊芯周围，挤压得焊条，将所得的焊条置于烧结炉中，以5℃/min升温至100℃，烘焙4h，再升温至360℃，烘焙1h后冷却至室温，取出焊条，即可得到耐磨堆焊焊条。
本实例操作简单易行，最终制得的耐磨堆焊焊条厚度为8mm，耐高温可达750℃，焊后硬度可达HRC55，耐磨性为普通焊条的1倍。
实例2
首先按固液比1:2.5，取高炉渣放入质量分数为20％盐酸溶液中浸泡40min，过滤并收集滤渣，将滤渣与其质量0.7％的碳化硅放入煅烧炉中，在氮气保护下，设定温度为850℃，煅烧2h，随炉冷却至室温，将煅烧物取出并粉碎，过200目筛，收集过筛颗粒；然后按固液比1:3，将上述过筛颗粒与无水乙醇放入高压反应釜中，以200r/min搅拌13min后，分别向其中加入过筛颗粒质量1.5％的硼酸钠及无水乙醇体积35％的蒸馏水，升温至125℃，搅拌3.5h后降温至73℃，再分别加入过筛颗粒质量5％的羟乙基纤维素及无水乙醇体积43％的羟乙基纤维素，搅拌混合1.4h，自然冷却至室温，出料并将出料物放入离心机中，在4000r/min下离心10min，去除下层沉淀，得复合粘结剂，备用；随后按重量份数计，取43份大理石、33份白云母、14份石墨、5份碳化钨、23.5份锆英石、7份高碳锰铁、8白磷、10.5份铝和12份镁粉放入研磨机中进行研磨，过70目筛，收集过筛颗粒；接下来按固液比1:2.5，将上述过筛颗粒与上述所得的复合粘结剂放入搅拌机中搅拌11h，再进行自然晾干，随后放入烧结炉中，在800℃下烘烤1.5h，将烘烤物取出并进行粉碎，过100目筛，得药粉；最后将焊芯放置于焊条涂料机中，将上述所得的药粉均匀的挤压在焊芯周围，挤压得焊条，将所得的焊条置于烧结炉中，以5℃/min升温至103℃，烘焙4.5h，再升温至370℃，烘焙1.5h后冷却至室温，取出焊条，即可得到耐磨堆焊焊条。
本实例操作简单易行，最终制得的耐磨堆焊焊条厚度为10mm，耐高温可达800℃，焊后硬度可达HRC60，耐磨性为普通焊条的2倍。
实例3
首先按固液比1: 3，取高炉渣放入质量分数为20％盐酸溶液中浸泡50min，过滤并收集滤渣，将滤渣与其质量0.8％的碳化硅放入煅烧炉中，在氮气保护下，设定温度为900℃，煅烧3h，随炉冷却至室温，将煅烧物取出并粉碎，过200目筛，收集过筛颗粒；然后按固液比1:3，将上述过筛颗粒与无水乙醇放入高压反应釜中，以200r/min搅拌15min后，分别向其中加入过筛颗粒质量2％的硼酸钠及无水乙醇体积40％的蒸馏水，升温至130℃，搅拌4h后降温至75℃，再分别加入过筛颗粒质量6％的羟乙基纤维素及无水乙醇体积50％的羟乙基纤维素，搅拌混合2h，自然冷却至室温，出料并将出料物放入离心机中，在4000r/min下离心12min，去除下层沉淀，得复合粘结剂，备用；随后按重量份数计，取45份大理石、35份白云母、16份石墨、6份碳化钨、24份锆英石、8份高碳锰铁、9白磷、11份铝和13份镁粉放入研磨机中进行研磨，过70目筛，收集过筛颗粒；接下来按固液比1:3，将上述过筛颗粒与上述所得的复合粘结剂放入搅拌机中搅拌12h，再进行自然晾干，随后放入烧结炉中，在900℃下烘烤2h，将烘烤物取出并进行粉碎，过100目筛，得药粉；最后将焊芯放置于焊条涂料机中，将上述所得的药粉均匀的挤压在焊芯周围，挤压得焊条，将所得的焊条置于烧结炉中，以5℃/min升温至105℃，烘焙5h，再升温至380℃，烘焙2h后冷却至室温，取出焊条，即可得到耐磨堆焊焊条。
本实例操作简单易行，最终制得的耐磨堆焊焊条厚度为12mm，耐高温可达850℃，焊后硬度可达HRC65，耐磨性为普通焊条的3倍。

Claims (1)

1.一种耐磨堆焊焊条的制备方法，其特征在于具体制备方法为：
（1）按固液比1:2～3，取高炉渣放入质量分数为20％盐酸溶液中浸泡30～50min，过滤并收集滤渣，将滤渣与其质量0.4～0.8％的碳化硅放入煅烧炉中，在氮气保护下，设定温度为800～900℃，煅烧1～3h，随炉冷却至室温，将煅烧物取出并粉碎，过200目筛，收集过筛颗粒；
（2）按固液比1:3，将上述过筛颗粒与无水乙醇放入高压反应釜中，以200r/min搅拌10～15min后，分别向其中加入过筛颗粒质量1～2％的硼酸钠及无水乙醇体积30～40％的蒸馏水，升温至120～130℃，搅拌3～4h后降温至70～75℃，再分别加入过筛颗粒质量4～6％的羟乙基纤维素及无水乙醇体积40～50％的羟乙基纤维素，搅拌混合1～2h，自然冷却至室温，出料并将出料物放入离心机中，在4000r/min下离心8～12min，去除下层沉淀，得复合粘结剂，备用；
（3）按重量份数计，取40～45份大理石、30～35份白云母、12～16份石墨、4～6份碳化钨、23～24份锆英石、6～8份高碳锰铁、7～9白磷、10～11份铝和9～13份镁粉放入研磨机中进行研磨，过70目筛，收集过筛颗粒；
（4）按固液比1:2～3，将上述过筛颗粒与步骤（2）所得的复合粘结剂放入搅拌机中搅拌10～12h，再进行自然晾干，随后放入烧结炉中，在700～900℃下烘烤1～2h，将烘烤物取出并进行粉碎，过100目筛，得药粉；
（5）将焊芯放置于焊条涂料机中，将上述所得的药粉均匀的挤压在焊芯周围，挤压得焊条，将所得的焊条置于烧结炉中，以5℃/min升温至100～105℃，烘焙4～5h，再升温至360～380℃，烘焙1～2h后冷却至室温，取出焊条，即可得到耐磨堆焊焊条。
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