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 PDFInfo
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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
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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