一種鋁基藥芯焊絲及其製備方法與流程
2023-05-12 21:28:56
本發明涉及一種焊絲及其製備方法，尤其是一種鋁基藥芯焊絲及其製備方法。
背景技術：
常規的複合藥芯焊絲的製備工藝包括以下過程：混合氟化物釺劑粉末的製造、水霧化釺料粉末的製造、粉末混合壓制坯料、燒結、壓制擠絲、拉絲或輥軋加工絲材，得到最後所得尺寸的藥芯焊絲。
現有技術藥芯焊絲的製備過程中，採用水流霧化技術製備鋁基合金粉末，氧含量高，由於其中的細粉因為氧含量高要篩除，回爐重熔、或丟棄，粗粉烘烤耗費大量電力，成本高、質量差。焊絲的製備過程中還要採用真空燒結，真空燒結存在佔用時間長、取出燒結坯料困難、設備複雜、投資大等問題，不利於批量生產。最後的擠壓工藝採用了擠出5毫米的粗絲，再進行多道次的輥軋或拉絲，使5毫米的粗絲減逕到使用尺寸的細絲(2毫米)，這對前面的燒結工序要求更高、時間成幾倍增加，而且釺劑的添加量受到很大限制，釺劑含量低，實用範圍小，這是因為當釺劑含量高時，鋁基藥芯焊絲脆性大，無法採用拉拔工藝。
技術實現要素：
基於此，本發明的目的在於克服上述現有技術的不足之處而提供一種工藝簡單、釺料粉末質量好、釺劑含量高的鋁基藥芯焊絲及其製備方法。
為實現上述目的，本發明所採取的技術方案為：一種鋁基藥芯焊絲的製備方法，所述方法包括以下步驟:
(1)釺料的製備：鋁基合金經熔煉、淨化處理後，熔化，得到熔化液；熔化液經惰性氣體衝擊下落，冷卻、收集、篩分，得到釺料；
(2)釺劑的製備：將氫氧化鋁加入到氫氟酸中，再加入氫氧化鉀，進行共沉澱，將共沉澱所得產物烘乾、粉碎、篩分，得到釺劑；
(3)將步驟(1)所得釺料和步驟(2)所得釺劑混合均勻後進行壓制，得到壓坯，將壓坯進行加溫、變速擠壓，得到所述鋁基藥芯焊絲。
優選地，所述步驟(1)中，鋁基合金為鋁矽合金。
優選地，所述步驟(1)中的熔煉包括加覆蓋劑和精煉劑進行精煉的過程。精煉劑起除氣作用；覆蓋劑作用是隔絕空氣和鋁液，以免空氣進入鋁液或與之發生反應。
優選地，所述步驟(1)中的淨化處理包括除氣、過濾。
優選地，所述步驟(1)中，惰性氣體為氬氣，惰性氣體可以回收循環使用。
優選地，所述步驟(1)中，篩分時，將直徑0.26mm以上的粉體篩去。本申請人發現，當釺料粉末直徑在0.26mm以下時，粉末質量更好，利用率更高，更便於後續與釺劑的均勻混合及擠壓成型，同時也能保證所製備得出焊絲的質量。
常規工藝水霧化方法製備釺料過程中，約有15-20％的細粉要篩除，而本發明惰性氣流霧化方法製備釺料，惰性氣流為一種保護氣流，避免原來水霧化釺料合金粉末被氧化，避免了烘烤消耗能源、細粉不能用的問題，材料利用率高，所製備得到的釺料氧含量低，質量好。
優選地，所述步驟(2)中，氫氧化鋁為無定形氫氧化鋁。本發明將無定形氫氧化鋁加入到氫氟酸中，和氫氧化鉀共沉澱生成釺劑，克服了以往直接採用氟化物混合工藝，配比不準、熔點不準、偏高，釺劑質量差的缺點，本發明所製備得到的釺劑為無腐蝕釺劑，釺劑質量好，配比準確，熔點為560℃，而常規工藝採用氟化鉀與氟化鋁混合加熱熔結，易出現局部配比不準，熔點偏高現象、影響釺焊質量。
優選地，所述步驟(3)中釺料和釺劑混合的重量比為58：42～84:16。本發明釺劑含量高，克服了以往由於要採用拉拔工序而釺劑含量低、實用範圍小的限制，大大擴大了焊絲的應用範圍。本發明申請人經過大量嘗試，發現在上述重量比範圍內的釺料和釺劑的混合，能最大限度的保證釺劑含量和焊絲質量的統一。
優選地，所述步驟(3)中的壓制壓力為160～260MPa。
更優選地，所述步驟(3)中的壓制的壓力為210Mpa。
優選地，所述步驟(3)中的加溫過程為：把壓制好的壓坯放入加熱爐管內加溫，用氮氣置換出壓坯及爐管中的空氣；所述加熱爐管的管身與蓋用橡膠密封圈水冷密封。
優選地，所述步驟(3)中，變速擠壓過程包括：在擠壓出絲前，採用增速擠壓程序，擠壓出絲後採取減速擠壓；更優選地，所述減速擠壓為微減速擠壓。擠壓出絲前，採用增速擠壓程序，使壓坯塑化，方便擠出。出絲後採取微減速擠壓，避免過熱變暗，影響質量。常規工藝採用恆速擠壓，容易爆坯、悶車、質量差，影響正常擠壓工藝進行。優選地，所述步驟(3)中的擠壓溫度為300～460℃，擠壓出的焊絲直徑為1.2～3.6mm。
更優選地，所述步驟(3)中的擠壓溫度為360℃，擠壓出的鋁基藥芯焊絲直徑為1.6mm。
本發明把燒結工序、擠絲工序、後續拉拔或輥軋等多道工序合併為一個擠絲一體化工序，省略了擠絲工序前的燒結、後續拉拔及輥軋工序，直接擠出使用規格的焊絲，簡化工藝，節省能源，只需採用常規鋁材擠壓設備，大幅減少投資成本。
同時，本發明還提供一種上述鋁基藥芯焊絲的製備工藝製備得到的鋁基藥芯焊絲；所製備得到的鋁基藥芯焊絲釺劑含量高、質量好。
相對於現有技術，本發明的有益效果為：
(1)本發明採用惰性氣流霧化製備釺料合金粉末，氧含量低於300ppm，(原來工藝採用水霧化，氧含量>700ppm),釺料粉末質量好，不需用烘烤工序，節約能源，細粉可用，因此粉末利用率高。
(2)本發明把燒結工序、擠絲工序、後續拉拔或輥軋等多道工序合併為一個擠絲一體化工序，省略了擠絲工序前的燒結、後續拉拔及輥軋等工序，直接擠出使用規格的焊絲，簡化工藝，節省能源，只需採用常規鋁材擠壓設備，省略了真空燒結設備、及拉拔或輥軋等專業設備，大幅減少投資成本，而且由於省略了拉拔等後續加工工序，可以大幅提高釺劑比例，擴大應用範圍；
(3)本發明採用化學沉澱工藝製備釺劑，釺劑無腐蝕、原料配比準確，熔點準確，質量好。
具體實施方式
為更好的說明本發明的目的、技術方案和優點，下面將結合具體實施例對本發明作進一步說明。
實施例1
本發明鋁基藥芯焊絲的製備方法的一種實施例，本實施例所述鋁基藥芯焊絲的製備方法包括如下步驟：
(1)釺料的製備：把配製好的鋁矽合金放入熔煉爐中加熱熔化、加覆蓋劑和精煉劑精煉、除氣、過濾，升溫到合金熔液熔點200℃以上、熔化好的合金溶液倒入漏包經漏管漏下，高壓氬氣體經噴嘴衝擊熔化液經自然下落冷卻後，收集後經篩分，篩去0.26mm以上的粗粉，待用；
(2)無腐蝕釺劑的製造：將無定形的氫氧化鋁加入到氫氟酸中，然後和氫氧化鉀共沉澱生成所需釺劑，然後烘乾、粉碎、篩分；
(3)把上述製得的釺料和釺劑以84:16的比例混合均勻；
(4)把混合好的粉料放入壓機模具中，以210MPa的壓力壓制後，由機構自動頂出；
(5)把壓制好的壓坯放入特製的加熱爐管內加溫，用氮氣置換出壓坯及爐管中的空氣，加熱爐管的管身與蓋是用橡膠密封圈水冷密封的；
(6)把加溫的壓坯放入T400擠壓機內，擠壓倉溫度為360℃，在擠壓出絲前，採用增速擠壓程序，擠壓出絲後採取減速擠壓，擠壓出1.6mm的絲材；
(7)矯直、定尺剪裁、包裝。
一種由本實施例鋁基藥芯焊絲的製備方法製備得到的鋁基藥芯焊絲；該鋁基藥芯焊絲釺劑含量高，質量好，表面光潔，沒有劃痕、裂紋、麻點、凹坑。
實施例2
本發明鋁基藥芯焊絲的製備方法的一種實施例，本實施例所述鋁基藥芯焊絲的製備方法包括如下步驟：
(1)釺料的製備：把配製好的鋁矽合金放入熔煉爐中加熱熔化、加覆蓋劑和精煉劑精煉、除氣、過濾，升溫到合金熔液熔點200℃以上、熔化好的合金溶液倒入漏包經漏管漏下，高壓氬氣體經噴嘴衝擊熔化液經自然下落冷卻後，收集後經篩分，篩去0.26mm以上的粗粉，待用；
(2)無腐蝕釺劑的製造：將無定形的氫氧化鋁加入到氫氟酸中，然後和氫氧化鉀共沉澱生成所需釺劑，然後烘乾、粉碎、篩分；
(3)把上述製得的釺料和釺劑以67:33的比例混合均勻；
(4)把混合好的粉料放入壓機模具中，以210MPa的壓力壓制後，由機構自動頂出；
(5)把壓制好的壓坯放入特製的加熱爐管內加溫，用氮氣置換出壓坯及爐管中的空氣，加熱爐管的管身與蓋是用橡膠密封圈水冷密封的；
(6)把加溫的壓坯放入T400擠壓機內，擠壓倉溫度為360℃，在擠壓出絲前，採用增速擠壓程序，擠壓出絲後採取減速擠壓，擠壓出1.6mm的絲材；
(7)矯直、定尺剪裁、包裝。
一種由本實施例鋁基藥芯焊絲的製備方法製備得到的鋁基藥芯焊絲；該鋁基藥芯焊絲釺劑含量高，質量好，表面光潔，沒有劃痕、裂紋、麻點、凹坑。
實施例3
本發明鋁基藥芯焊絲的製備方法的一種實施例，本實施例所述鋁基藥芯焊絲的製備方法包括如下步驟：
(1)釺料的製備：把配製好的鋁矽合金放入熔煉爐中加熱熔化、加覆蓋劑和精煉劑精煉、除氣、過濾，升溫到合金熔液熔點200℃以上、熔化好的合金溶液倒入漏包經漏管漏下，高壓氬氣體經噴嘴衝擊熔化液經自然下落冷卻後，收集後經篩分，篩去0.26mm以上的粗粉，待用；
(2)無腐蝕釺劑的製造：將無定形的氫氧化鋁加入到氫氟酸中，然後和氫氧化鉀共沉澱生成所需釺劑，然後烘乾、粉碎、篩分；
(3)把上述製得的釺料和釺劑以58:42的比例混合均勻；
(4)把混合好的粉料放入壓機模具中，以160MPa的壓力壓制後，由機構自動頂出；
(5)把壓制好的壓坯放入特製的加熱爐管內加溫，用氮氣置換出壓坯及爐管中的空氣，加熱爐管的管身與蓋是用橡膠密封圈水冷密封的；
(6)把加溫的壓坯放入T400擠壓機內，擠壓倉溫度為300℃，在擠壓出絲前，採用增速擠壓程序，擠壓出絲後採取減速擠壓，擠壓出1.2mm的絲材；
(7)矯直、定尺剪裁、包裝。
一種由本實施例鋁基藥芯焊絲的製備方法製備得到的鋁基藥芯焊絲；該鋁基藥芯焊絲釺劑含量高，質量好，表面光潔，沒有劃痕、裂紋、麻點、凹坑。
實施例4
本發明鋁基藥芯焊絲的製備方法的一種實施例，本實施例所述鋁基藥芯焊絲的製備方法包括如下步驟：
(1)釺料的製備：把配製好的鋁矽合金放入熔煉爐中加熱熔化、加覆蓋劑和精煉劑精煉、除氣、過濾，升溫到合金熔液熔點200℃以上、熔化好的合金溶液倒入漏包經漏管漏下，高壓氬氣體經噴嘴衝擊熔化液經自然下落冷卻後，收集後經篩分，篩去0.26mm以上的粗粉，待用；
(2)無腐蝕釺劑的製造：將無定形的氫氧化鋁加入到氫氟酸中，然後和氫氧化鉀共沉澱生成所需釺劑，然後烘乾、粉碎、篩分；
(3)把上述製得的釺料和釺劑以70:30的比例混合均勻；
(4)把混合好的粉料放入壓機模具中，以260MPa的壓力壓制後，由機構自動頂出；
(5)把壓制好的壓坯放入特製的加熱爐管內加溫，用氮氣置換出壓坯及爐管中的空氣，加熱爐管的管身與蓋是用橡膠密封圈水冷密封的；
(6)把加溫的壓坯放入T400擠壓機內，擠壓倉溫度為460℃，在擠壓出絲前，採用增速擠壓程序，擠壓出絲後採取減速擠壓，擠壓出3.6mm的絲材；
(7)矯直、定尺剪裁、包裝。
一種由本實施例鋁基藥芯焊絲的製備方法製備得到的鋁基藥芯焊絲；該鋁基藥芯焊絲釺劑含量高，質量好，表面光潔，沒有劃痕、裂紋、麻點、凹坑。
最後所應當說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非對本發明保護範圍的限制，儘管參照較佳實施例對本發明作了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的實質和範圍。