CN104827197A - 一种焊接用Ni-Cr-Al纳米焊层及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种焊接用Ni-Cr-Al纳米焊层及其制备方法，包括以下质量百分比的组分：Ni占27％～43％，Cr占42％～52％、Al占7％～9％。所述方法步骤如下：所述Ni、Cr、Al均采用气雾化法制得纳米球，再均匀混合制成NiCrAl纳米焊丝，最终焊接在零部件表面形成NiCrAl纳米焊层。本发明材料搭配合理，利用纳米技术与焊接技术相结合，最终制成了NiCrAl纳米焊层，一方面实现对零部件的修补，填补磨损区域，另一方面与零部件的结合强度高，改善了零部件的耐磨性、耐腐蚀性，从而延长了零部件的使用寿命。

Description

一种焊接用Ni-Cr-Al纳米焊层及其制备方法
技术领域
本发明涉及埋弧焊焊接技术领域，具体是一种焊接用Ni-Cr-Al纳米焊层及其制备方法。
背景技术
现有的机械零部件随着工作时间的延长，磨损量越来越大，表面缺陷也越来越多，主要原因是由于机械零部件本身并未采取相应的措施以改善零部件的性能，导致零部件的使用寿命较低。
超音速火焰喷涂、等离子喷涂、激光熔覆和焊接技术均是一种增材和修复的措施，应用都极为普遍。对于焊接方面，由于焊丝的材料选择不合理，会使得焊接处理后，并未使得零部件的性能得到有效的改善，仍需要频繁的更换对应的已磨损的零部件，费时费力，使用和维护成本较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种焊接用Ni-Cr-Al纳米焊层及其制备方法。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
一种焊接用Ni-Cr-Al纳米焊层，包括以下质量百分比的组分：
Ni占27％～43％，Cr占42％～52％、Al占7％～9％；
所述组分的最佳质量百分比为：Ni占42％，Cr占50％、Al占8％。
一种焊接用Ni-Cr-Al纳米焊层的制备方法，所述方法步骤如下：所述Ni、Cr、Al均采用气雾化法制得纳米球，再均匀混合制成NiCrAl纳米焊丝，最终焊接在零部件表面形成NiCrAl纳米焊层。本发明采用纳米技术与焊接技术相结合，形成的NiCrAl纳米焊层具有优异的耐磨性、耐腐蚀性，结合强度高，致密性较好，极大的改善了待修复零部件的性能，弥补了现有技术中的不足，最终延长了待修复零部件的使用寿命。
本发明的有益效果是：本发明材料搭配合理，利用纳米技术与焊接技术相结合，最终制成了NiCrAl纳米焊层，一方面实现对零部件的修补，填补磨损区域，另一方面与零部件的结合强度高，改善了零部件的耐磨性、耐腐蚀性，从而延长了零部件的使用寿命。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对本发明进一步阐述。
实施例一：
一种焊接用Ni-Cr-Al纳米焊层，包括以下质量百分比的组分：Ni占42％，Cr占50％、Al占8％。
一种焊接用Ni-Cr-Al纳米焊层的制备方法，所述方法步骤如下：所述Ni、Cr、Al均采用气雾化法制得纳米球，再均匀混合制成NiCrAl纳米焊丝，最终焊接在零部件表面形成NiCrAl纳米焊层。
实施例二：
一种焊接用Ni-Cr-Al纳米焊层，包括以下质量百分比的组分：Ni占39％，Cr占52％、Al占9％。
一种焊接用Ni-Cr-Al纳米焊层的制备方法，所述方法步骤如下：所述Ni、Cr、Al均采用气雾化法制得纳米球，再均匀混合制成NiCrAl纳米焊丝，最终焊接在零部件表面形成NiCrAl纳米焊层。
实施例三：
一种焊接用Ni-Cr-Al纳米焊层，包括以下质量百分比的组分：Ni占41％，Cr占50％、Al占9％。
一种焊接用Ni-Cr-Al纳米焊层的制备方法，所述方法步骤如下：所述Ni、Cr、Al均采用气雾化法制得纳米球，再均匀混合制成NiCrAl纳米焊丝，最终焊接在零部件表面形成NiCrAl纳米焊层。
实施例四：
一种焊接用Ni-Cr-Al纳米焊层，包括以下质量百分比的组分：Ni占41％，Cr占52％、Al占7％。
一种焊接用Ni-Cr-Al纳米焊层的制备方法，所述方法步骤如下：所述Ni、Cr、Al均采用气雾化法制得纳米球，再均匀混合制成NiCrAl纳米焊丝，最终焊接在零部件表面形成NiCrAl纳米焊层。
为了论证本发明的实际效果，特采用埋弧焊焊接技术在轧辊上制备了焊层，将实施例一至实施例四实施后，分别测试了焊层的结合强度、显微硬度、气孔率以及抗磨粒磨损性能，并利用XRD对焊层进行了相结构分析。实验结果如下：
编号 孔隙率(AREA％) 结合强度(MPa) 显微硬度(HV)
实施例一 0.324 92.4 617
实施例二 0.342 89.1 538
实施例三 0.362 78.3 572
实施例四 0.351 83.6 561
平均值 0.345 85.9 572
对比组 0.547 65.1 458
其中，对比组为普通合金丝材。
按照本发明制成的NiCrAl纳米焊层，在零部件诸如轧辊上既有合金钢材的高强度，又有钛金属的优异的耐腐蚀性、高静摩擦系数的特点。实现了对轧辊表面的修补，即可将轧辊回收再利用，同时改善了轧辊的使用性能，延长了轧辊的使用寿命。本发明制成的NiCrAl纳米焊层的硬度可达HRC35，具有较高的结合强度和较小的气孔率，抓附力较高，焊层厚度可达7毫米，致密度良好达0.79，耐腐蚀性强，与传统的合金丝材的性能相比有着很大的进步。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受步骤实施例的限制，步骤实施例和说明书中描述的只是本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (3)

1.一种焊接用Ni-Cr-Al纳米焊层，其特征在于：包括以下质量百分比的组分：
Ni占27％～43％，Cr占42％～52％、Al占7％～9％。
2.根据权利要求1所述的一种焊接用Ni-Cr-Al纳米焊层，其特征在于：所述各组分的最佳质量百分比为：Ni占42％，Cr占50％、Al占8％。
3.根据权利要求1所述的一种焊接用Ni-Cr-Al纳米焊层的制备方法，其特征在于：所述方法步骤如下：所述Ni、Cr、Al均采用气雾化法制得纳米球，再均匀混合制成NiCrAl纳米焊丝，最终焊接在零部件表面形成NiCrAl纳米焊层。
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