CN104889597A - 一种焊接用Co-Mn-Si-Fe纳米焊层及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种焊接用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46％～63％，Mn占29％～37％、Si占7％～9％、Fe占7％～9％，Al2O3占2％～3％,添加剂0.5％～1.5％。所述添加剂为Ni60A。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，再与经过研磨处理后的Ni60A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结合强度高、耐磨性和耐腐蚀性好等优点，实现了对零部件的修复，同时改善了零部件的使用性能，延长了零部件的使用寿命。

Description

一种焊接用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，具体是一种焊接用Co-Mn-Si-Fe纳米焊层及制备方法。
背景技术
焊接是零部件修复的重要手段之一，弥补了零部件的外形缺陷，使零部件的结构尺寸符合实际使用的需求。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。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种焊接用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：
一种焊接用Co-Mn-Si-Fe纳米焊层，包括以下质量百分比的组分：Co占46％～63％，Mn占29％～37％、Si占7％～9％、Fe占7％～9％，Al2O3占2％～3％,添加剂0.5％～1.5％。Co即钴，质地较硬，表面抛光后有淡蓝色光泽，这样可以在焊层形成后，经过打磨抛光使零部件的形状与实际使用的需求相符，同时，有助于区分新零部件与已修复的零部件。
所述添加剂为Ni60A，Ni60A是高硬度的镍铬硼硅合金粉末，自熔性、润湿性和喷焊性优良，而且熔点比较低，喷焊层具有硬度高、耐蚀、耐磨、耐热特点，从而改善整体的耐磨性、耐高温特性。
一种焊接用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，再与经过研磨处理后的Ni60A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。本发明按照上述组分和配比，最终形成纳米焊层，具有结合强度高、耐磨性和耐腐蚀性好等优点，解决了传统的焊条制成的焊层的耐磨性差、硬度低的问题，起到对待修复的零部件的性能的改善，最终延长零部件的使用寿命。
所述组分的最佳质量百分比为：Co占48.5％，Mn占32.5％、Si占7.5％、Fe占8％，Al2O3占2.5％、Ni60A占1％。
本发明的有益效果是：本发明制成的纳米焊层具有结合强度高、耐磨性和耐腐蚀性好等优点，实现了对零部件的修复，同时改善了零部件的使用性能，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Co-Mn-Si-Fe纳米焊层，包括以下质量百分比的组分：Co占48.5％，Mn占32.5％、Si占7.5％、Fe占8％，Al2O3占2.5％、Ni60A占1％。
一种焊接用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，再与经过研磨处理后的Ni60A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：
一种焊接用Co-Mn-Si-Fe纳米焊层，包括以下质量百分比的组分：Co占54％，Mn占29.5％、Si占7％、Fe占7％，Al2O3占2％,Ni60A占0.5％。
一种焊接用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，再与经过研磨处理后的Ni60A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：
一种焊接用Co-Mn-Si-Fe纳米焊层，包括以下质量百分比的组分：Co占46％，Mn占31.5％、Si占9％、Fe占9％，Al2O3占3％，Ni60A占1.5％。
一种焊接用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，再与经过研磨处理后的Ni60A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：
一种焊接用Co-Mn-Si-Fe纳米焊层，包括以下质量百分比的组分：Co占51％，Mn占31％、Si占7％、Fe占8％，Al2O3占2％，Ni60A占1％。
一种焊接用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，再与经过研磨处理后的Ni60A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 0.237 97.8 730
实施例二 0.244 85.7 698
实施例三 0.298 82.4 679
实施例四 0.264 89.1 691
平均值 0.261 88.8 699.5
对比组 0.534 70.3 586
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，使得零部件使用寿命得以延长，无需检修人员频繁的拆卸，同时方便观察和区分新零部件与已修复的零部件，避免零部件的混淆，降低了设备使用和维护的成本。
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46％～63％，Mn占29％～37％、Si占7％～9％、Fe占7％～9％，Al2O3占2％～3％,添加剂占0.5％～1.5％；
所述添加剂为Ni60A。
2.根据权利要求1所述的一种焊接用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48.5％，Mn占32.5％、Si占7.5％、Fe占8％，Al2O3占2.5％、Ni60A占1％。
3.根据权利要求1所述的一种焊接用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，再与经过研磨处理后的Ni60A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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