CN104827204A - 一种Co-Mn-Si-Fe纳米焊层及制备方法 - Google Patents

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程敬卿
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Abstract

本发明涉及一种Co-Mn-Si-Fe纳米焊层及制备方法，包括以下质量百分比的组分：Co占25％～35％，Mn占40％～51％、Si占11％～13％、Fe占11％～13％，Al2O3占1％～2％。所述方法步骤如下：所述Co、Mn、Si、Fe、Al2O3均采用气雾化法制得纳米球，再均匀混合制成纳米焊条，最终焊接在零部件表面形成纳米焊层。本发明形成的纳米焊层弥补了现有的焊条制成的焊层的不足，自身结合强度高，以确保与零部件的结合紧密，同时，耐磨性和耐腐蚀性强，使零部件的性能得以改善，延长了零部件的使用寿命。

Description

一种Co-Mn-Si-Fe纳米焊层及制备方法
技术领域
本发明涉及埋弧焊焊接技术领域，具体是一种Co-Mn-Si-Fe纳米焊层及制备方法。
背景技术
为了弥补机械零部件的结构缺陷诸如表面裂纹和磨损缺陷，通常采用增材的方式，即用其它材料通过一定技术手段与零部件进行结合，焊接是较为常用的技术手段之一，传统的焊接方式所采用的焊条内部成分组成较为简单，形成的焊层的结合强度较低，耐磨性和耐腐蚀性较差，只能够起到对零部件的外形缺陷的结构尺寸进行填补，并不能对零部件的性能进行改善，在零部件重新使用一段时间后，仍会出现严重的结构缺陷，诸如严重的磨损和表面裂纹，会影响到零部件的实际工作性能，因此，迫切需求一种能够利用自身合理的组分搭配，最终焊接在零部件表面形成焊层，以实现对零部件性能的改善。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种Co-Mn-Si-Fe纳米焊层及制备方法。
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Co-Mn-Si-Fe纳米焊层，包括以下质量百分比的组分：
Co占25％～35％，Mn占40％～51％、Si占11％～13％、Fe占11％～13％，Al2O3占1％～2％。Co即钴，质地较硬，经过表面抛光处理后，会有淡蓝色光泽，这点有助于区分已修复零部件与新零部件。
所述组分的最佳质量百分比为：Co占29％，Mn占45.5％、Si占12％、Fe占12％，Al2O3占1.5％。
一种Co-Mn-Si-Fe纳米焊层的制备方法，所述方法步骤如下：所述Co、Mn、Si、Fe、Al2O3均采用气雾化法制得纳米球，再均匀混合制成纳米焊条，最终焊接在零部件表面形成纳米焊层，Al2O3能够提高整体的结合强度，减小气孔率，以保证整体的性能。
本发明按照上述组分和配合制成纳米焊层，性能优越，与零部件结合紧密，耐磨性和耐腐蚀性较强，极大的改善了零部件的性能。
本发明的有益效果是：本发明形成的纳米焊层弥补了现有的焊条制成的焊层的不足，自身结合强度高，以确保与零部件的结合紧密，同时，耐磨性和耐腐蚀性强，使零部件的性能得以改善，延长了零部件的使用寿命；易于区分新零部件与已修复零部件，避免了零部件的混淆。
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Co-Mn-Si-Fe纳米焊层，包括以下质量百分比的组分：Co占29％，Mn占45.5％、Si占12％、Fe占12％，Al2O3占1.5％。
一种Co-Mn-Si-Fe纳米焊层的制备方法，所述方法步骤如下：所述Co、Mn、Si、Fe、Al2O3均采用气雾化法制得纳米球，再均匀混合制成纳米焊条，最终焊接在零部件表面形成纳米焊层。
实施例二：
一种Co-Mn-Si-Fe纳米焊层，包括以下质量百分比的组分：Co占35％，Mn占42％、Si占11％、Fe占11％，Al2O3占1％。
一种Co-Mn-Si-Fe纳米焊层的制备方法，所述方法步骤如下：所述Co、Mn、Si、Fe、Al2O3均采用气雾化法制得纳米球，再均匀混合制成纳米焊条，最终焊接在零部件表面形成纳米焊层。
实施例三：
一种Co-Mn-Si-Fe纳米焊层，包括以下质量百分比的组分：Co占25％，Mn占47％、Si占13％、Fe占13％，Al2O3占2％。
一种Co-Mn-Si-Fe纳米焊层的制备方法，所述方法步骤如下：所述Co、Mn、Si、Fe、Al2O3均采用气雾化法制得纳米球，再均匀混合制成纳米焊条，最终焊接在零部件表面形成纳米焊层。
实施例四：
一种Co-Mn-Si-Fe纳米焊层，包括以下质量百分比的组分：Co占32％，Mn占44％、Si占11％、Fe占12％，Al2O3占1％。
一种Co-Mn-Si-Fe纳米焊层的制备方法，所述方法步骤如下：所述Co、Mn、Si、Fe、Al2O3均采用气雾化法制得纳米球，再均匀混合制成纳米焊条，最终焊接在零部件表面形成纳米焊层。
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纳米焊层，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 0.238 97.9 675
实施例二 0.254 93.5 645
实施例三 0.273 88.3 661
实施例四 0.264 86.1 649
平均值 0.257 91.5 657.5
对比组 0.564 70.3 577
其中，对比组为普通合金丝材。
由上述实验对比数据可知，本发明采用纳米材料经过焊接后形成纳米焊层，相比于传统的焊条制成的焊层，具有较高的结合强度和显微硬度，孔隙率较小，可使零部件的性能得以改善，最终达到延长零部件使用寿命的目的；本发明制成的纳米焊层的区分度较高，避免与新零部件混淆，保证了零部件的质量。
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Co-Mn-Si-Fe纳米焊层，其特征在于：包括以下质量百分比的组分：
Co占25％～35％，Mn占40％～51％、Si占11％～13％、Fe占11％～13％，Al2O3占1％～2％。
2.根据权利要求1所述的一种Co-Mn-Si-Fe纳米焊层，其特征在于：所述组分的最佳质量百分比为：Co占29％，Mn占45.5％、Si占12％、Fe占12％，Al2O3占1.5％。
3.根据权利要求1所述的一种Co-Mn-Si-Fe纳米焊层的制备方法，其特征在于：所述方法步骤如下：所述Co、Mn、Si、Fe、Al2O3均采用气雾化法制得纳米球，再均匀混合制成纳米焊条，最终焊接在零部件表面形成纳米焊层。
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