[发明专利]一种堆焊焊条的制备方法

说明书

本发明属于焊接材料制备技术领域，具体涉及一种堆焊焊条的制备方法。本发明先将硅藻土粉碎后与沼气液混合发酵，再经烘干后，以纳米铁粉为催化剂，使硅藻土中二氧化硅与炭化后的有机质在高温下反应生成碳化硅晶须，并与过剩的炭化有机质共同组成烧结料，再利用正硅酸乙酯水解产生的原硅酸与氢氧化钾反应得粘结液，最后与活性炭及金属粉末混匀后与焊芯压制烘干，即得堆焊焊条，本发明所得焊条药皮成分中无矿石粉末，焊缝基本无熔渣产生，利用碳化硅晶须及炭化有机质在焊接过程中与空气中的氧气反应放热，配合自制粘结液，提高了焊条的稳弧性及焊缝强度。

技术领域

本发明属于焊接材料制备技术领域，具体涉及一种堆焊焊条的制备方法。

背景技术

随着现代工业和科技的飞速发展，机械零件经常处于异常复杂和苛刻的条件下工作，大量的机械设备往往因磨损、腐蚀、磨蚀而报废。尤其是长期在高温环境下的工作件，很有可能出现因氧化、组织的回火或相变而软化、蠕变破坏、反复承受加热和冷却而产生热疲劳裂纹等问题，因而磨损更为突出。磨损不仅消耗能源、耗费材料，而且由于磨损而更换零件时需修理、停工等所消耗的人力和物力以及降低劳动生产率等，甚至造成设备与人身事故，可见提高材料的耐磨性具有重大的社会经济意义。

采用堆焊的方法来制造产品或修复受损的机械零件，不仅可以恢复零件原来的尺寸，而且还可以进一步地提高工作面的耐磨性能，这对降低生产成本、节约材料、提高零件的使用寿命、减少配件的消耗等都有着重大的意义，特别是对于长期在高温环境下的工作件，选用合适的高温合金堆焊材料来修复或制造时，其意义就更为重大著。目前，己经开发的耐磨堆焊焊条的品种较多，主要分为铁基耐磨堆焊焊条、钴基耐磨堆焊焊条和镍基耐磨堆焊焊条三大类。虽然这些堆焊材料都具有良好的工艺性能，但是堆焊焊条所用的药皮在制备过程中都添加矿石粉末，在焊接过程中产生较多焊渣，难以清理，且形成的焊缝强度低，易开裂，耐磨性能较差，因此，研制一种不加矿石粉，焊后无熔渣，形成的焊缝强度高、不易开裂且耐磨性能好的堆焊焊条具有重要的现实意义。

发明内容

本发明主要解决的技术问题：针对传统堆焊焊条所用药皮在制备过程中添加矿石粉末，在焊接过程中产生较多焊渣，难以清理，且形成的焊缝强度低，易开裂，耐磨性能较差的问题，提供了一种堆焊焊条的制备方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

（1）称取300～500g硅藻土，球磨过筛后倒入盛有2～4L沼液的发酵罐中，恒温密闭发酵，待发酵结束，过滤得硅藻土滤渣，并将硅藻土滤渣干燥至恒重，得干燥滤渣；

（2）在坩埚中依次加入0.6～0.8g纳米铁粉，200～300g上述所得干燥滤渣，再将坩埚转入炭化炉中，以60～80mL/min速率向炉内通入氩气，并以8～10℃/min速率程序升温至700～800℃，保温炭化45～60min，停止通入氩气，再以30～40mL/min速率向炉内通入还原性气体，继续升温至1300～1500℃，保温反应60～90min，待自然冷却至室温，出料，得烧结料；

（3）依次量取150～200mL正硅酸乙酯，200～220mL无水乙醇倒入三口烧瓶中，在恒温搅拌状态下，滴加20～30mL质量分数为15%氨水，控制在10～15min内滴完，待滴加完毕，再向三口烧瓶中倒入40～50mL质量分数为30%氢氧化钾溶液，继续恒温搅拌反应45～60min，得粘结液；

（4）按重量份数计，在混料机中依次加入6～8份烧结料，0.6～0.8份镁粉，1～3份铝粉，5～7份硼粉，6～8份钛粉，2～4份硅粉，30～40份镍粉，10～15份铬粉，20～30份上述所得粘结液，于温度为55～60℃，转速为600～800r/min条件下，恒温搅拌混合45～60min，得药皮湿料；

（5）将药皮湿料与焊条芯置于焊条涂料机上压制成型，再经干燥后，升温至350～360℃，保温2～4h，出料，即得堆焊焊条。