CN104874938A - 一种Co-Ti-Mo-W纳米焊层及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种Co-Ti-Mo-W纳米焊层及其制备方法，包括以下质量百分比的组分：Co占76％～81％，Ti占8％～20％、Mo占3％～5％、W占3％～5％、Al2O3占0.5％～1.5％，Gr占1％～2％。所述方法步骤如下：所述Co、Ti、Mo、W、Al2O3、Gr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。本发明制成的纳米焊层具有组分搭配合理、耐磨性和耐腐蚀性强等优点，弥补了传统的焊条存在了结合强度低、耐磨性、耐腐蚀性差的缺陷，改善了零部件的使用性能，延长了零部件的使用寿命，节省了设备使用和维护的成本。

Description

一种Co-Ti-Mo-W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，具体的说是一种Co-Ti-Mo-W纳米焊层及其制备方法。
背景技术
增材是一种较为常见的零部件修补方式，如对于模具的修改，常常选择特定的焊条通过焊接的方式，与原模具结合构成一体，再利用打磨和抛光处理的方式，使模具的结构外形符合实际的使用需求。再如，已磨损的机械零部件，通常采用焊接的方式，以实现对磨损区域的填补，但是传统的焊条内部组分构成简单，形成的焊层只能够对零部件的外形进行弥补，并不能够对零部件的性能进行改善，结合强度较低，耐磨性和耐腐蚀性较差，不能满足零部件修复的高质量的要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种Co-Ti-Mo-W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Co-Ti-Mo-W纳米焊层，包括以下质量百分比的组分：Co占76％～81％，Ti占8％～20％、Mo占3％～5％、W占3％～5％、Al2O3占0.5％～1.5％，Gr占1％～2％。
一种Co-Ti-Mo-W纳米焊层的制备方法，所述方法步骤如下：所述Co、Ti、Mo、W、Al2O3、Gr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。按照本发明的组分和配比进行加工，制成的纳米焊层的结合强度高，耐磨性和耐腐蚀性强，与零部件结合后，极大的改善了零部件的使用性能。
所述组分的最佳质量百分比为：Co占78％，Ti占12％、Mo占4％、W占3.5％、Al2O3占1％，Gr占1.5％。
Co即钴，与其它组分制成混合物，并最终制成纳米焊层，经过打磨、抛光处理后，焊层表面会出现淡蓝的光泽，从而有助于区分已修复零部件与新零部件，避免零部件之间的混淆。Ti本身具有较强的耐腐蚀性，化学性能稳定，以保证焊层成型后的质量；Mo具有高温强度好、硬度高、密度大、抗腐蚀能力强、热膨胀系数小等优点，有助于进一步提升焊层的硬度，改善焊层的耐高温和耐腐蚀的特性；Al2O3有助于提高焊层的结合强度，减小气孔率。
本发明的有益效果是：本发明制成的纳米焊层具有组分搭配合理、耐磨性和耐腐蚀性强等优点，弥补了传统的焊条存在了结合强度低、耐磨性、耐腐蚀性差的缺陷，改善了零部件的使用性能，延长了零部件的使用寿命，节省了设备使用和维护的成本。
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-Ti-Mo-W纳米焊层，包括以下质量百分比的组分：Co占78％，Ti占12％、Mo占4％、W占3.5％、Al2O3占1％，Gr占1.5％。
一种Co-Ti-Mo-W纳米焊层的制备方法，所述方法步骤如下：所述Co、Ti、Mo、W、Al2O3、Gr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-Ti-Mo-W纳米焊层，包括以下质量百分比的组分：Co占81％，Ti占11.5％、Mo占3％、W占3％、Al2O3占0.5％，Gr占1％。
一种Co-Ti-Mo-W纳米焊层的制备方法，所述方法步骤如下：所述Co、Ti、Mo、W、Al2O3、Gr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-Ti-Mo-W纳米焊层，包括以下质量百分比的组分：Co占78.5％，Ti占8％、Mo占5％、W占5％、Al2O3占1.5％，Gr占2％。
一种Co-Ti-Mo-W纳米焊层的制备方法，所述方法步骤如下：所述Co、Ti、Mo、W、Al2O3、Gr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-Ti-Mo-W纳米焊层，包括以下质量百分比的组分：Co占76％，Ti占15％、Mo占3％、W占4％、Al2O3占1％，Gr占1％。
一种Co-Ti-Mo-W纳米焊层的制备方法，所述方法步骤如下：所述Co、Ti、Mo、W、Al2O3、Gr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 0.318 87.7 663
实施例二 0.331 85.7 614
实施例三 0.325 78.4 642
实施例四 0.346 81.1 622
平均值 0.330 83.2 635
对比组 0.516 71.3 509
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。
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-Ti-Mo-W纳米焊层，其特征在于：包括以下质量百分比的组分：
Co占76％～81％，Ti占8％～20％、Mo占3％～5％、W占3％～5％、Al2O3占0.5％～1.5％，Gr占1％～2％。
2.根据权利要求1所述的一种Co-Ti-Mo-W纳米焊层，其特征在于：所述组分的最佳质量百分比为：Co占78％，Ti占12％、Mo占4％、W占3.5％、Al2O3占1％，Gr占1.5％。
3.根据权利要求1所述的一种Co-Ti-Mo-W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、Ti、Mo、W、Al2O3、Gr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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赵秀娟等: "纳米复合粉末制D707焊条", 《硬质合金》 *

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