一種用於高鉻鑄鐵與低碳鋼釺焊的釺料的製作方法
2023-05-26 18:29:36
一種用於高鉻鑄鐵與低碳鋼釺焊的釺料的製作方法
【專利摘要】本發明提供了一種用於高鉻鑄鐵與低碳鋼釺焊的釺料，包括碳含量不小於90%石墨粉，釺料中還包括高分子聚合物成形劑，以可使石墨粉加工成形。在工業應用時，一般加工成片狀。本發明的石墨粉劑用於釺焊，特別利於兩種黑色金屬的連接，幾乎沒有焊縫，焊接牢靠；並且在採用本發明釺料後，可大大降低釺焊工藝的設備投資成本和工藝成本。
【專利說明】一種用於高鉻鑄鐵與低碳鋼釺焊的釺料
【技術領域】
[0001]本發明涉及用於金屬焊接的釺料，特別涉及一種用於高鉻鑄鐵與低碳鋼釺焊的新型釺料。
【背景技術】
[0002]高鉻鑄鐵 ——低碳鋼的雙金屬材料，實現了高硬度和高韌性的統一，極大的拓展了高鉻鑄鐵的使用範圍！但這種雙金屬材料，是一種基於釺焊的複合材料。釺焊工藝和釺焊質量嚴重影響雙金屬材料的性能和品質，高鉻鑄鐵由於材料本身碳含量和鉻含量都很高，使得這種材料成了一種很難理想焊接的材料。傳統的還原性氣氛在釺料的方法，釺焊接頭強度很低，大概在10(Tl50MPa，很難滿足實際工況的需要，從國外大概在80年代開始，開發了真空銅釺焊工藝，釺焊接頭強度能夠達到210MPa，能夠滿足工況需要。但是需要大量的設備投資和高成本的表面清理成本，這種工藝的生產成本很高，導致高鉻鑄鐵——低碳鋼雙金屬材料的價格居高不下；另一個問題是這種雙金屬材料的產品尺寸受真空焊接爐的尺寸限制，很難生產大尺寸產品，這在很大程度上制約了高鉻鑄鐵雙金屬材料的應用，也是真空銅釺焊工藝存在的不可逾越的工藝短板。
【發明內容】
[0003]本發明旨在提供一種用於高鉻鑄鐵與低碳鋼釺焊的釺料，在應用於釺焊工藝時可實現雙金屬間的有效焊接，且有效降低釺焊工藝成本。本發明通過以下方案實現:
一種用於高鉻鑄鐵與低碳鋼釺焊的釺料，包括碳含量不小於90%石墨粉。為提高釺焊質量，上述石墨粉的平均粒徑範圍為10-300μπι。
[0004]為便於在釺焊工藝應用，釺料中還包括高分子聚合物成形劑。成形劑一般優選橡膠或/和石蠟，以可使石墨粉加工成形。在工業應用時，將上述包含石墨粉及成形劑的釺料加工呈片狀。
[0005]上述釺料可採用以下方法製備:將任何碳含量大於90%的石墨原料，採用機械球磨等碎粒研磨方法處理，再經篩分一分級，取不同顆粒級別(即不同平均粒徑)即可得到石墨釺料。為方便釺焊工藝，可再於上述分級後的石墨顆粒中加入高分子聚合物成形劑，如橡膠、石臘等，制粒，在衝床上，根據被焊件對釺料的尺寸要求，將其衝壓成片狀。
[0006]石墨原料的來源非常廣泛，除天然石墨、加工石墨製品等，還可以直接採用各類石墨製品或石墨粒的廢料。
[0007]使用時，將上述含石墨粉的釺料置於高鉻鑄鐵與低碳鋼的被焊件之間，然後放置於真空或惰性、還原性氣氛爐中，按現行釺焊工藝，高溫保溫一定時間後，出爐，即可實現良好焊接！
與現有技術相比，本發明的優點有:
1.由於本發明的石墨粉劑用於釺焊，釺焊反應是一種微區的熔焊，所以釺焊反應和傳統釺焊一樣，只在母材的幾微米至十幾微米以下界面進行，不牽涉母材深層的結構，因此只要溫度達到，不管是什麼樣的氣氛，高鉻鑄鐵和低碳鋼都能實現穩定的熔合。
[0008]2.可實現將黑色屬(同種、異種)材料之間實現良好的焊接，幾乎沒有焊縫，焊接牢
罪；
3.採用本發明的釺料後，釺焊時不需要對被焊件作潔淨及特殊表面前處理的工藝，甚至對於被焊面的平整程度要求都很低，因此在優化工藝的同時，節約了設備投資成本和工藝成本。
[0009]4.採用來源廣泛的石墨作為焊料，相較之前的銅焊料，也降低了原料成本。
【具體實施方式】
[0010]實施例1
將碳含量達到99%以上的天然石墨，採用機械球磨方法作研磨，再經篩分——分級，取平均粒徑為IOym石墨粉，再向石墨粉中加入成形劑一橡膠，再經制粒，在衝床上將其衝壓成厚度為0.05毫米的片狀。
[0011]實施例2
將實施例1製得的石墨粉釺料置於高鉻鑄鐵與低碳鋼的被焊件之間，形成類似於「三明治」形狀，然後再將整體放置於真空爐中，按現行釺焊工藝，加熱至1100°c，保溫3小時以上，出爐，即可實現兩材料的良好焊接。焊接後的材料採用超聲波探傷檢查，未發現有焊接處有缺陷點，並經測試，焊接頭強度可以達到350MPa以上。
[0012]實施例3
將碳含量達到90%以上的石墨製品廢料，採用機械球磨方法研磨，再經篩分——分級，取平均粒徑為300 μ m石墨粉，再向石墨粉中加入成形劑一石臘，再經制粒，在衝床上將其衝壓成厚度為0.085毫米的片狀，即製得片狀釺料，用於高鉻鑄鐵與低碳鋼雙金屬材料的釺焊。
【權利要求】
1.一種用於高鉻鑄鐵與低碳鋼釺焊的釺料，其特徵在於:包括碳含量不小於90%的石墨粉O
2.如權利要求1所述的用於高鉻鑄鐵與低碳鋼釺焊的釺料，其特徵在於:所述石墨粉的平均粒徑範圍為10-300μπι。
3.如權利要求1或2所述的用於高鉻鑄鐵與低碳鋼釺焊的釺料，其特徵在於:還包括高分子聚合物成形劑。
4.如權利要求3所述的用於高鉻鑄鐵與低碳鋼釺焊的釺料，其特徵在於:所述高分子聚合物成形劑優選橡膠或/和石蠟。
5.如權利要求3所述的用於高鉻鑄鐵與低碳鋼釺焊的釺料，其特徵在於:呈片狀。
6 .如權利要求4所述的用於高鉻鑄鐵與低碳鋼釺焊的釺料，其特徵在於:呈片狀。
【文檔編號】B23K35/36GK103921016SQ201410181375
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年5月4日 優先權日:2014年5月4日
【發明者】王韓希, 邱娟 申請人:長沙威爾保新材料有限公司