CN103921016A - 一种用于高铬铸铁与低碳钢钎焊的钎料 - Google Patents

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邱娟
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    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K35/00Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting
    • B23K35/22Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/36Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest

Abstract

本发明提供了一种用于高铬铸铁与低碳钢钎焊的钎料,包括碳含量不小于90%石墨粉,钎料中还包括高分子聚合物成形剂,以可使石墨粉加工成形。在工业应用时,一般加工成片状。本发明的石墨粉剂用于钎焊,特别利于两种黑色金属的连接,几乎没有焊缝,焊接牢靠;并且在采用本发明钎料后,可大大降低钎焊工艺的设备投资成本和工艺成本。

Description

一种用于高铬铸铁与低碳钢钎焊的钎料

技术领域

[0001] 本发明涉及用于金属焊接的钎料,特别涉及一种用于高铬铸铁与低碳钢钎焊的新型钎料。

背景技术

[0002] 高铬铸铁 ——低碳钢的双金属材料,实现了高硬度和高韧性的统一,极大的拓展了高铬铸铁的使用范围!但这种双金属材料,是一种基于钎焊的复合材料。钎焊工艺和钎焊质量严重影响双金属材料的性能和品质,高铬铸铁由于材料本身碳含量和铬含量都很高,使得这种材料成了一种很难理想焊接的材料。传统的还原性气氛在钎料的方法,钎焊接头强度很低,大概在10(Tl50MPa,很难满足实际工况的需要,从国外大概在80年代开始,开发了真空铜钎焊工艺,钎焊接头强度能够达到210MPa,能够满足工况需要。但是需要大量的设备投资和高成本的表面清理成本,这种工艺的生产成本很高,导致高铬铸铁——低碳钢双金属材料的价格居高不下;另一个问题是这种双金属材料的产品尺寸受真空焊接炉的尺寸限制,很难生产大尺寸产品,这在很大程度上制约了高铬铸铁双金属材料的应用,也是真空铜钎焊工艺存在的不可逾越的工艺短板。

发明内容

[0003] 本发明旨在提供一种用于高铬铸铁与低碳钢钎焊的钎料,在应用于钎焊工艺时可实现双金属间的有效焊接,且有效降低钎焊工艺成本。本发明通过以下方案实现:

一种用于高铬铸铁与低碳钢钎焊的钎料,包括碳含量不小于90%石墨粉。为提高钎焊质量,上述石墨粉的平均粒径范围为10-300μπι。

[0004] 为便于在钎焊工艺应用,钎料中还包括高分子聚合物成形剂。成形剂一般优选橡胶或/和石蜡,以可使石墨粉加工成形。在工业应用时,将上述包含石墨粉及成形剂的钎料加工呈片状。

[0005] 上述钎料可采用以下方法制备:将任何碳含量大于90%的石墨原料,采用机械球磨等碎粒研磨方法处理,再经筛分一分级,取不同颗粒级别(即不同平均粒径)即可得到石墨钎料。为方便钎焊工艺,可再于上述分级后的石墨颗粒中加入高分子聚合物成形剂,如橡胶、石腊等,制粒,在冲床上,根据被焊件对钎料的尺寸要求,将其冲压成片状。

[0006] 石墨原料的来源非常广泛,除天然石墨、加工石墨制品等,还可以直接采用各类石墨制品或石墨粒的废料。

[0007] 使用时,将上述含石墨粉的钎料置于高铬铸铁与低碳钢的被焊件之间,然后放置于真空或惰性、还原性气氛炉中,按现行钎焊工艺,高温保温一定时间后,出炉,即可实现良好焊接!

与现有技术相比,本发明的优点有:

1.由于本发明的石墨粉剂用于钎焊,钎焊反应是一种微区的熔焊,所以钎焊反应和传统钎焊一样,只在母材的几微米至十几微米以下界面进行,不牵涉母材深层的结构,因此只要温度达到,不管是什么样的气氛,高铬铸铁和低碳钢都能实现稳定的熔合。

[0008] 2.可实现将黑色属(同种、异种)材料之间实现良好的焊接,几乎没有焊缝,焊接牢

罪;

3.采用本发明的钎料后,钎焊时不需要对被焊件作洁净及特殊表面前处理的工艺,甚至对于被焊面的平整程度要求都很低,因此在优化工艺的同时,节约了设备投资成本和工艺成本。

[0009] 4.采用来源广泛的石墨作为焊料,相较之前的铜焊料,也降低了原料成本。

具体实施方式

[0010] 实施例1

将碳含量达到99%以上的天然石墨,采用机械球磨方法作研磨,再经筛分——分级,取平均粒径为IOym石墨粉,再向石墨粉中加入成形剂一橡胶,再经制粒,在冲床上将其冲压成厚度为0.05毫米的片状。

[0011] 实施例2

将实施例1制得的石墨粉钎料置于高铬铸铁与低碳钢的被焊件之间,形成类似于“三明治”形状,然后再将整体放置于真空炉中,按现行钎焊工艺,加热至1100°c,保温3小时以上,出炉,即可实现两材料的良好焊接。焊接后的材料采用超声波探伤检查,未发现有焊接处有缺陷点,并经测试,焊接头强度可以达到350MPa以上。

[0012] 实施例3

将碳含量达到90%以上的石墨制品废料,采用机械球磨方法研磨,再经筛分——分级,取平均粒径为300 μ m石墨粉,再向石墨粉中加入成形剂一石腊,再经制粒,在冲床上将其冲压成厚度为0.085毫米的片状,即制得片状钎料,用于高铬铸铁与低碳钢双金属材料的钎焊。

Claims (6)

1.一种用于高铬铸铁与低碳钢钎焊的钎料,其特征在于:包括碳含量不小于90%的石墨粉O
2.如权利要求1所述的用于高铬铸铁与低碳钢钎焊的钎料,其特征在于:所述石墨粉的平均粒径范围为10-300μπι。
3.如权利要求1或2所述的用于高铬铸铁与低碳钢钎焊的钎料,其特征在于:还包括高分子聚合物成形剂。
4.如权利要求3所述的用于高铬铸铁与低碳钢钎焊的钎料,其特征在于:所述高分子聚合物成形剂优选橡胶或/和石蜡。
5.如权利要求3所述的用于高铬铸铁与低碳钢钎焊的钎料,其特征在于:呈片状。
6 .如权利要求4所述的用于高铬铸铁与低碳钢钎焊的钎料,其特征在于:呈片状。
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