CN104827206A - 一种Ni-Cr-Al纳米焊层及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种Ni-Cr-Al纳米焊层及制备方法，包括以下质量百分比的组分：Ni占44％～59％，Cr占34％～41％、Al占7％～9％，添加剂占1％～2％，所述添加剂为SiC。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，再与经过研磨处理后的添加剂均匀混合制成NiCrAl纳米焊丝，最终焊接在零部件表面形成NiCrAl纳米焊层。本发明采用合理的材料和配比，解决了现有技术中存在了焊层结合强度差、气孔率高，耐磨性和耐腐蚀性较差的缺陷，实现了对待修复零部件的再制造，避免了资源的浪费，同时，修复后的零部件性能得以提升，延长了零部件的使用性能。
Description
技术领域
本发明涉及埋弧焊焊接技术领域，具体是一种Ni-Cr-Al纳米焊层及制备方法。
背景技术
焊接是零部件与零部件连接的重要手段之一，也是一种增材和修复的主要措施之一，将特殊的焊丝经过焊接后，在待修复的零部件表面即可形成焊层，然后再进行抛光处理，以使得修复后的零部件表面符合实际使用的需求。现在焊接多采用普通的焊丝进行焊接处理，由于成分组成搭配不合理，材料的性能不佳，使得焊接后零部件的表面结合强度差，气孔率较高，耐磨性和耐腐蚀性较差，最终导致零部件的使用寿命较短。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种Ni-Cr-Al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Ni-Cr-Al纳米焊层，包括以下质量百分比的组分：
Ni占44％～59％，Cr占34％～41％、Al占7％～9％，添加剂占1％～2％，所述添加剂为SiC。
所述组分的最佳质量百分比为：Ni占50.5％，Cr占40％，Al占8％，SiC占1.5％。
一种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，再与经过研磨处理后的添加剂均匀混合制成NiCrAl纳米焊丝，最终焊接在零部件表面形成NiCrAl纳米焊层。Cr本身质地较硬，耐磨性、耐腐蚀性较强，不易氧化。本发明利用Ni、Cr、Al自身的特性，从而提高了待修复零部件的性能，经过抛光后，使零部件符合实际使用的需求，同时实现了磨损零部件的回收再利用，降低了生产制造的成本；相对于传统的普通焊丝焊接后形成的焊层相比，本发明的焊层结合强度和硬度高，耐腐蚀性强，综合力学性能优良，极大的改善了待修复零部件的性能。
本发明的有益效果是：本发明采用合理的材料和配比，解决了现有技术中存在了焊层结合强度差、气孔率高，耐磨性和耐腐蚀性较差的缺陷，实现了对待修复零部件的再制造，避免了资源的浪费，同时，修复后的零部件性能得以提升，延长了零部件的使用性能。
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Ni-Cr-Al纳米焊层，包括以下质量百分比的组分：
Ni占50.5％，Cr占40％，Al占8％，SiC占1.5％。
一种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，再与经过研磨处理后的添加剂均匀混合制成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Ni-Cr-Al纳米焊层，包括以下质量百分比的组分：
Ni占58％，Cr占34％、Al占7％，SiC占1％。
一种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，再与经过研磨处理后的添加剂均匀混合制成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Ni-Cr-Al纳米焊层，包括以下质量百分比的组分：
Ni占52％，Cr占37％、Al占9％，SiC占2％。
一种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，再与经过研磨处理后的添加剂均匀混合制成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Ni-Cr-Al纳米焊层，包括以下质量百分比的组分：
Ni占55％，Cr占35％、Al占9％，SiC占1％。
一种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，再与经过研磨处理后的添加剂均匀混合制成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NiCrAl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 | 0.291 | 91.6 | 688 |
| 实施例二 | 0.316 | 81.4 | 479 |
| 实施例三 | 0.368 | 79.3 | 592 |
| 实施例四 | 0.319 | 83.8 | 571 |
| 平均值 | 0.324 | 84.0 | 582.5 |
| 对比组 | 0.370 | 80.3 | 569 |
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HRC34，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0.84，耐腐蚀性强，与传统的合金丝材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 (4)
1.一种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44％～59％，Cr占34％～41％、Al占7％～9％，添加剂占1％～2％。
2.根据权利要求1所述的一种Ni-Cr-Al纳米焊层，其特征在于：所述添加剂为SiC。
3.根据权利要求2所述的一种Ni-Cr-Al纳米焊层，其特征在于：所述组分的最佳质量百分比为：
Ni占50.5％，Cr占40％，Al占8％，SiC占1.5％。
4.根据权利要求1所述的一种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，再与经过研磨处理后的添加剂均匀混合制成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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