[发明专利]一种环保型无镀铜实心焊丝表面纳米复合涂层

说明书

一种环保型无镀铜实心焊丝表面纳米复合涂层，属于焊丝领域。包含纳米固体粉末、防锈油、稳弧剂，质量比(0.5～1.5)：(0.2～1.0)：(1.2～2.0)；纳米固体粉末组成如下：纳米级氟化石墨粉，纳米级钼粉，纳米二硫化钼或纳米二硫化钨，纳米四氧化三铁，微米级氟化钙或微米级氟化钡，微米级聚四氟乙烯粉；防锈油组成：全氟聚醚合成油，菜籽油，失水山梨醇油酸酯，石油磺酸钠，羊毛脂，纳米蛇纹石，环烷酸钙，聚异丁烯双丁二酰亚胺，二烷基二硫代磷酸锌，二烷基二硫代氨基甲酸钼；稳弧剂由碱金属化合物中的一种或多种组成。本发明所制备的涂层具有优良的抗磨性和防锈性，焊接时电弧稳定，导电嘴磨损较小，同时对环境污染较轻。

技术领域

本发明涉及一种环保型无镀铜实心焊丝表面纳米复合涂层制备方法，属于焊丝领域。

背景技术

2015年我国焊接材料总产量约为415万吨，其中实心焊丝占比超过38％，已形成和焊条并列的两大主体。随着我国焊接自动化水平的不断提高，焊接机器人在焊接结构生产中的使用比例越来越高，焊条的占比将减低，而实心焊丝的占比将提高，预计到2025年实心焊丝将成为我国焊接材料的第一大主体。环境污染问题普遍存在于机械制造业，随着国家对焊接生产中环保问题的重视，焊丝制造过程中的环境污染问题越来越突出，尤以实心焊丝最明显。传统气保护实心焊丝主要以镀铜作为最终的后处理工序，使焊丝表面具有良好的导电性和防锈性，导电嘴的磨损较小，但是镀铜焊丝制造过程中酸洗和镀铜等工序会产生废酸废碱等污染环境的物质，且焊接烟尘中含有大量的“铜烟”，这会严重损害焊工的身体健康，诱发许多呼吸道疾病。同时镀铜焊丝表面的铜层易剥落，堵塞送丝软管，严重影响焊丝的送丝性能，焊接时经常出现断弧、不送丝等情况，不适合于连续的机器人自动化焊接，因此亟待需要研制一种环保型无镀铜焊丝以替代镀铜焊丝。目前无镀铜焊丝仍存在一些关键问题，如焊丝的防锈性较差，导电嘴磨损较为严重，因此在无镀铜焊丝表面制备一种防锈抗磨涂层是解决这些问题的可行途径。

目前无镀铜焊丝表面涂层制备工艺有溶胶凝胶法、物理气相沉积、纳米复合镀、喷涂法、化学镀膜、电刷镀，以及一些特殊的表面处理方法等，但是这些方法具有涂层制备工艺复杂、成本高、不能在线快速制备涂层等缺点，而且有些方法对环境存在一定污染。由于机械涂敷法成本低、效率高，对环境无污染，因而作为本发明制备纳米复合涂层的首选方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种环保型无镀铜实心焊丝表面纳米复合涂层的制备方法，所制备的焊丝具有稳定的送丝性，良好的防锈性，焊接时导电嘴的磨损较小，本发明的技术方案如下：

一种环保型无镀铜实心焊丝表面纳米复合涂层，其特征在于，包含纳米固体粉末、防锈油、稳弧剂，质量比(0.5～1.5)：(0.2～1.0)：(1.2～2.0)。

进一步优选表面纳米复合涂层占焊丝的质量百分含量0.019％～0.045％。焊丝的直径为1.2mm，焊丝基体由ER50-6盘条拉拔而成。

纳米固体粉末按重量百分比由以下物质混合而成：10％～30％的纳米级氟化石墨粉，5％～15％的纳米级钼粉，1％～10％的纳米二硫化钼或纳米二硫化钨，0.5％～3％的纳米四氧化三铁，20％～30％的微米级氟化钙或微米级氟化钡，余量为微米级聚四氟乙烯粉。

防锈油按重量百分比由以下成分制成：全氟聚醚合成油75％～80％，菜籽油5％～10％，失水山梨醇油酸酯1.5％～2.8％，石油磺酸钠0.8％～2.0％，羊毛脂0.5％～1.5％，纳米蛇纹石2.0％～3.0％，环烷酸钙0.3％～0.9％，聚异丁烯双丁二酰亚胺3.0％～4.0％，二烷基二硫代磷酸锌2.2％-3.5％，二烷基二硫代氨基甲酸钼1.4％～2.2％。

稳弧剂由含碱金属化合物中的一种或多种组成，如碳酸盐、氧化物等。

进一步优选如下：