[发明专利]一种用于堆焊以获得锡基巴氏合金耐磨层的焊接材料

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于堆焊以获得锡基巴氏合金耐磨层的焊接材料。

背景技术

巴氏合金是广泛应用于低速重载滑动摩擦部件的耐磨层材料。传统工艺是将巴氏合金进行铸造，再嵌套和固定在构件摩擦部位形成耐磨层。这种方法需要大量的后续机械加工，材料损耗大。近年来，采用堆焊方法进行锡基巴氏合金耐磨层直接涂覆或局部修复已经成为一种新的轴瓦加工方法，其特点是效率高，加工简便。

MIG焊(熔化极气保护焊)相对火焰钎焊和TIG焊(非熔化极气保护焊)，效率更高。更为重要的是，焊丝作为熔化电极，焊透性好，接头结合强度高，因此代表了巴氏合金堆焊最新的发展方向。

然而，MIG焊的难点在于电弧的稳定性控制、以及熔池温度高，这会给焊接飞溅及焊缝表面质量带来一定影响，是目前运用MIG焊进行巴氏合金堆焊的难点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种堆焊性能优良的锡基巴氏合金耐磨层的焊接材料，以减少焊材MIG焊过程中容易出现的飞溅物多、焊缝表面外观不良等问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案为：一种用于堆焊以获得锡基巴氏合金耐磨层的焊接材料，所述材料含有以下重量百分比的各组分：8～20％的Sb，5～15％的Cu，0.05～0.5％的Ti，0.05～0.5％的Ni，0.05～0.2％的P，余量为Sn。

作为一种优选的方案，其中Ti的重量百分比为0.21～0.25％，其中Ni的重量百分比为0.15～0.2％。

作为一种优选的方案，其中P的重量百分比为0.1～0.15％。

本发明的有益效果是：本发明所述的焊接材料堆焊成耐磨层时，锑、铜元素可形成中间相，作为软基体上均匀分布的硬相质点起支撑作用，使滑动面之间形成微小间隙，成为贮油空间和润滑油通道，利于减小摩擦。而钛和镍的加入，可细化耐磨层的晶粒并防止成分偏析。钛在高温电弧作用下易于烧损，在焊材中的含量如果低于0.05％，将得不到细化晶粒的效果。

焊接材料中不加磷时，焊接时飞溅物中细小的黑色氧化物粉末较多，可参见图1。而磷的加入可有效降低焊材中其它材料的烧损，使飞溅物中细小的黑色氧化物粉末明显减少。但磷含量超过0.2％时会带来焊缝中的气孔和夹渣，可参见图2。

Ti其优选比重是0.21～0.25％，此时焊材中Ni的加入量需控制在0.15～0.2％，可得到大量的Ti2Ni相作为形核的基底细化堆焊层的组织。

附图说明

图1为焊接材料中不加磷时的焊接实物图。

图2为焊接材料中加磷时的焊接实物图。

图3为普通Sn11Sb6Cu巴氏合金熔覆层金相图。

图4为本专利实施例1的Sn11Sb6Cu巴氏合金熔覆层的金相图。

图5为本专利实施例2的焊接实物图。

图6为本专利实施例3的焊接实物图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的具体实施方案。

实施例1：

一种用于堆焊以获得锡基巴氏合金耐磨层的焊接材料，所述材料含有以下重量百分比的各组分：11％的锑(Sb)，6％的铜(Cu)，0.23％的钛(Ti)，0.15％的镍(Ni)，0.05％的磷(P)，余量为锡(Sn)。

对比图3和图4可见，以上焊接材料堆焊而成的耐磨层颗粒明显细化。

实施例2：

一种用于堆焊以获得锡基巴氏合金耐磨层的焊接材料，所述材料含有以下重量百分比的各组分：8％的锑(Sb)，8％的铜(Cu)，0.21％的钛(Ti)，0.18％的镍(Ni)，0.1％的磷(P)，余量为锡(Sn)。

以上所述焊接材料堆焊而成的耐磨层表面光滑，无针孔，且焊接过程中飞溅物少。可参见图5。

实施例3：

一种用于堆焊以获得锡基巴氏合金耐磨层的焊接材料，所述材料含有以下重量百分比的各组分：11％的锑(Sb)，6％的铜(Cu)，0.23％的钛(Ti)，0.16％的镍(Ni)，0.2％的磷(P)，余量为锡(Sn)。

以上所述焊接材料堆焊而成的耐磨层表面光滑，无针孔，且焊接过程中飞溅物少。可参见图6。

上述的实施例仅例示性说明本发明创造的原理及其功效，以及部分运用的实施例，而非用于限制本发明；应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。