[发明专利]一种堆焊用合金粉块

说明书

技术领域

本发明涉及一种堆焊用焊接材料及其制备方法与应用，尤其涉及一种新型的堆焊用合金粉块及其制备方法与应用。

背景技术

工业生产和加工中，机械零件经常在异常复杂和苛刻的条件下工作，大量的机械装备往往因磨损、腐蚀或磨蚀而报废。这就要求在高温高压、承受较大载荷以及氧化、腐蚀等工作条件下的机械装备表面具有良好的耐磨、耐腐蚀、耐高温和抗氧化等性能。堆焊因工艺简单、设备投资少、操作灵活、适应面广而被广泛用于在零件表面制备特殊性能金属层。

堆焊的方法有手工电弧堆焊、氧乙炔焰堆焊、埋弧自动堆焊、气体保护堆焊、等离子堆焊、电渣堆焊等。

目前，人们为适应各种堆焊方法开发了各种堆焊材料。例如：

中国专利CN86106019B“耐热耐磨堆焊焊条”，CN1116574A“一种高铬铸铁堆焊材料及工艺”，CN1003430B“高硬度耐磨损不预热堆焊焊条”等堆焊焊条；以及CN1238154C“一种连铸辊堆焊用烧结焊剂及其生产方法”等焊剂；焊条和焊剂具有使用灵活、制造方便的优点，但合金元素的过渡系数低、堆焊金属的成分不够稳定和均匀，且堆焊层合金的数量受到工艺方法的限制，只适于低、中合金的堆焊金属。

中国专利CN1415453A“一种堆焊用包芯焊丝”，CN1775454A“高抗裂耐磨高铬铸铁型堆焊药芯焊丝”等堆焊用药芯焊丝，它的缺点是制造工艺复杂、成本较高、影响其大面积推广，并且由于受到焊丝本身填充系数的限制(一般小于35％)，堆焊层的合金含量也受到限制，不会太高。药芯焊带与药芯焊丝类似。

中国专利CN1015523B“堆焊用合金”提出了一种堆焊用的焊片，该焊片采用真空感应炉冶炼，用精密铸造方法制成，焊片的形状可以根据待堆焊面的形状确定，采用TIG电弧熔敷到工件表面，焊片的制造工艺比较复杂。

中国专利CN1030970C“金属表面大面积堆焊方法”提出了一种适合于大面积堆焊的柔性粉末带及其堆焊工艺方法。其所述柔性粉末带具有一定厚度和宽度，由袋状包装层和金属粉末组成，金属粉末处于袋状包装层之内；以熔化极的气体保护焊接电弧为热源，焊丝和柔性粉末带熔化形成耐磨层，可以实现自动焊，并适合大面积堆焊。但是这种工艺为了保证耐磨层的成分稳定，堆焊的工艺参数必须严格控制，条件苛刻。

中国专利CN85102440B“耐磨堆焊合金粉块”提出了将合金粉末制备成合金块用于堆焊，该耐磨合金粉块是将高铬铸铁、硼铁、硅铁、铁粉按比例混合均匀后加入水玻璃粘接剂，按一定重量加入模具中，施以适当压力模压成型后，再烘干水分制成。目前应用的该专利合金粉块的几何形状是尺寸为90mm×30mm×3mm、60mm×30mm×3mm或其他尺寸的长方体(见文献1998年第4期的《西北电力技术》，1997年第1期的《中国甜菜糖业》)。熔敷热源为电弧(如碳弧、等离子弧、钨极氩弧)。该合金粉块合金元素的过渡系数比焊条、焊丝、焊剂等常规堆焊材料高。合金粉块熔敷于工件上的前提是合金粉块覆盖的母材必须熔化，实际上使用电弧熔敷时，由于电弧的热能必须穿过合金粉块才能到达母材，合金粉块由于是各种合金粉末的混合物(不是合金)，而每种合金粉末往往具有较高的熔点，难以熔化，这样就造成了母材和粉块均难以熔化，有时合金粉块还没有熔化就被电弧的等离子流力吹散了，使得堆焊金属成型极差，施工工艺性能不好。只有母材熔化形成熔池后，覆盖于其上的合金粉块通过熔池液态金属的对流传热，才会加速熔化形成堆焊金属层。

鉴于此，随着机械零部件使用工况的日益苛刻，如磨损、腐蚀、高温等，开发低成本、使用方便、性能优异、能够高效化熔敷的堆焊用材料的愿望和需求也更加迫切。

发明内容

针对现有堆焊材料的缺点和不足，本发明要解决的问题是提出一种新型的堆焊用合金粉块及其制备方法与应用。

本发明的技术构思是：选择金属粉末(简称粉料)，按设计比例混合均匀后，加入占粉料总质量5～15％的粘接剂和0～8％的增塑剂，采用模压或者焊条生产用的液压涂粉机，生产出合金粉块。

本发明所述的堆焊用合金粉块，其特征是：所述合金粉块根据堆焊金属化学成分的要求，由金属粉末、粘接剂、增塑剂制成，其中，以重量份数计，金属粉末为100份，粘接剂为5～15份，增塑剂为0～8份；所述合金粉块是任意几何体形状，其中，粉块的大小、长度、表面形状根据欲堆焊面需要任意确定，但所述合金粉块在欲堆焊面上排布时，其拼接处粉块边缘的厚度为0～0.1mm。