[发明专利]用于圆形金属零件表面改性的包覆材料及制备和焊接方法

说明书

本发明公开了一种用于圆形金属零件表面改性的包覆材料及制备和焊接方法，所述包覆材料包括硬质合金“金属布”与NiCrBSi钎料“金属布”，硬质合金“金属布”由以下重量百分比的组分组成：Ni包碳化钨粉34％～40％、Co包碳化钨粉21％～24％、Ni粉5％～8％、Co粉4％～6％、Ti粉2％～3％、NiCrBSi钎料粉24％～28％。本发明中包覆材料的成分主要为WC硬质合金，通过钎焊的方法将包覆材料焊在零件表面大大提高零件表面的硬度及耐磨性，包覆材料与零件表面结合强度高；由于材料中包含细颗粒的Ni粉、Co粉及Ti粉，能够有效填充钎焊涂层中硬质合金颗粒之间的间隙，同时硬质合金“金属布”中包含钎料NiCrBSi，也能达到同样的目的，以获得致密的钎焊涂层。

技术领域

本发明涉及一种用于圆形金属零件表面改性的包覆材料及制备和焊接方法，属于钎焊领域。

背景技术

金属材料在使用过程中受到环境与载荷的作用下易产生失效，零件的失效往往从表面开始，零件表面强度的高低、耐腐蚀性及耐磨性的好坏，在许多情况下，对于零件的使用寿命具有决定性意义。据统计，机械设备功能失效50％归因于零件表面磨损，每年因磨损失效而引起的损失约占国民经济总产值的1％。因此，对金属材料表面进行表面保护和表面强化处理，不仅可以提高材料的使用寿命，而且可以获得良好的技术经济效益。

目前主要使用的表面改性的方法有热喷涂、堆焊、硬质合金镶块和气相沉积等方法，但由于工件工作环境和要求的提高，这一系列耐磨处理方法由于本身具有的一些不足，使得它们越来越不能满足工业应用的需要。如：热喷涂涂层与基体间的连接强度不高，并且涂层的厚度不能太厚；堆焊由于在焊接过程中受热不均匀，温度梯度大，在焊后容易产生较大的应力和变形，甚至有可能产生裂纹；气相沉积方法所得到的耐磨层太薄。

通过钎焊的方法在零件表面焊上包覆涂层能够有效解决上述所提到方法中存在的一些问题，有效提高零件表面的硬度、耐腐蚀性及耐磨性。所用的包覆材料为柔性的布状材料，能够适应不同位置及不同形状零件的焊接。目前制作这种金属布主要采用的方法是流延法，但通过该方法制作金属布工艺复杂，制作周期长，厚度不方便控制，不适用于工业生产，由于圆形金属零件的形状不同于平板材料，在钎焊过程中存在钎料润湿性差的问题。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种用于圆形金属零件表面改性的包覆材料及制备和焊接方法，通过在硬质合金金属布与圆形金属零件表面增加一层纯钎料金属布，钎料润湿性差的问题。

技术方案：为实现上述目的，本发明的一种用于圆形金属零件表面改性的包覆材料，所述包覆材料包括硬质合金金属布与NiCrBSi钎料金属布，所述硬质合金金属布与NiCrBSi钎料金属布通过钎焊胶粘结成一整体，硬质合金金属布由以下重量百分比的组分组成：Ni包碳化钨粉34％～40％、Co包碳化钨粉21％～24％、Ni粉5％～8％、Co粉4％～6％、Ti粉2％～3％、NiCrBSi钎料粉24％～28％，其中Ni包碳化钨粉颗粒尺寸为25μm～35μm，Co包碳化钨粉颗粒尺寸为25～35μm，Ni粉颗粒尺寸为5μm～15μm，Co粉颗粒尺寸为5μm～15μm，Ti粉颗粒尺寸为5μm～15μm，NiCrBSi钎料粉颗粒尺寸为5μm～15μm。

作为优选，所述硬质合金金属布中加入粘结剂，粘结剂与硬质合金金属布质量之比为1：20。

作为优选，所述粘结剂为有机硅树脂，工作温度为300℃～350℃。

一种上述的用于圆形金属零件表面改性的包覆材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按质量百分比称取Ni包碳化钨粉、Co包碳化钨粉、Ni粉、Co粉、Ti粉、NiCrBSi钎料粉，并将其混合；

(2)将混合物装入自动搅拌设备器皿中，并加入粘结剂，然后将器皿封闭，搅拌15～20min，得均匀的混合体，其中混合物与粘结剂质量比为20：1；