CN104907661B - 一种用于金属表面的钎焊包覆材料的钎焊工艺 - Google Patents
一种用于金属表面的钎焊包覆材料的钎焊工艺 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104907661B CN104907661B CN201510357146.6A CN201510357146A CN104907661B CN 104907661 B CN104907661 B CN 104907661B CN 201510357146 A CN201510357146 A CN 201510357146A CN 104907661 B CN104907661 B CN 104907661B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- soldering
- metal surface
- temperature
- brazing
- metal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
- B23K1/008—Soldering within a furnace
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
- B23K1/14—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering specially adapted for soldering seams
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
- B23K1/14—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering specially adapted for soldering seams
- B23K1/18—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering specially adapted for soldering seams circumferential seams, e.g. of shells
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
- B23K1/20—Preliminary treatment of work or areas to be soldered, e.g. in respect of a galvanic coating
- B23K1/206—Cleaning
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
Abstract
本发明公开了一种用于金属表面的钎焊包覆材料的钎焊工艺,包括以下步骤:先对待钎焊的金属表面进行清理,金属表面用金相砂纸研磨,并置于纯丙酮中采用超声波方法清洗10‑15min;将裁剪柔性“金属布”材料贴置于清洗后的待焊表面上,必须保证“金属布”紧贴于金属材料表面;将装配好的试样整体置于真空钎焊设备中,首先以5~10℃/min的速率升温至250℃~300℃,保温15min,以5~10℃/min的速率升温至500℃,保温20min,再以8~12℃/min的速率升温至750℃~850℃,保温25min,再以5~10℃/min的速率继续升温至钎焊温度1020~1100℃,保温时间15~45min,再以5~10℃/min的速率冷却至700℃,最后以5~10℃/min的速率冷却至300℃~400℃,随炉冷却至室温,取出被焊覆层件即可。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于金属表面的钎焊包覆材料的钎焊工艺,属于焊接领域。
背景技术
在工业生产中,机械部件往往在机械传动、接触时发生磨损和腐蚀,其常常成为各种机械设备工件失效的主要形式,由此导致机械装置工作效率降低,机械部件的使用寿命大大缩短,工件维护更换频繁,产品质量降低,材料消耗增加,投资成本大大增加等一系列的问题,造成严重的经济损失和降低工作效率,因此对改善和提高金属材料的耐磨耐蚀性能的研究一直受到国内外的广泛重视。
随着我国高新技术产业的快速发展,在地质勘探、航空航天、国防军事、核工业、石油、电力、生物工程开发等领域,工作在高温、高压、高速、核辐射等极其苛刻的环境下,许多机械装备的部件都有防磨、抗蚀和耐高温的要求,从某种意义上讲,机械装备安全、可靠和寿命的高低长短取决于其关键部件的抗腐蚀和抗磨损的程度,耐磨、抗腐蚀等问题解决的程度,对机械装备的安全性、可靠性、低碳环保性及经济效益都具有举足轻重的作用。对解决各种金属部件的耐腐蚀和耐磨损问题成为各行各业关注的焦点,因此,研究开发一种具有较好的耐磨蚀、耐高温腐蚀等优异性能的涂层材料的是保证机械装备正常运行的当务之急,也是符合国家自主研发战略和绿色环保的领先技术。
纵观金属材料表面耐磨、耐蚀的研究现状,目前主要使用的表面耐磨处理方法有热喷涂、堆焊、硬质合金镶块、气相沉淀、激光熔覆、喷射成形以及纳米热喷涂等,其制备工艺已有很大的发展,力学和耐磨耐蚀性能也拥有一些改善,但由于空间位置以及硬质合金覆层加工处理困难,使得覆层组织和覆层表面厚度难以精确控制,覆层金属不易润湿等问题,因而该覆层金属在实际使用过程中拥有一系列的问题需要解决。钎焊是一种可用于硬质覆层金属与基体母材连接的一种方法,可以获得牢固的钎缝以及大尺寸、高表面精度、高含量硬质颗粒覆层制件,而钎焊工艺用于其覆层成形所表现出的优异特点与钎料的特性息息相关,因而钎焊材料是影响钎焊覆层质量的关键因素,同时解决部件空间位置的钎焊难题。
发明内容
发明目的:为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供一种用于金属表面的钎焊包覆材料的钎焊工艺,通过真空钎焊连接,部件在加热过程中处于真空气氛中,不会出现氧化、污染等问题,部件受热均匀,减小覆层材料应力集中,焊接质量高。
技术方案:为解决上述技术问题,本发明的一种用于金属表面的钎焊包覆材料的钎焊工艺,包括以下步骤:
(1)准备阶段:先对待钎焊的金属表面进行清理,除去表面的杂质、油污和氧化膜,金属表面用金相砂纸研磨,并置于纯丙酮中采用超声波方法清洗10-15min,根据金属表面形状,裁剪柔性“金属布”材料;
(2)装配步骤:将裁剪柔性“金属布”材料贴置于清洗后的待焊表面上,必须保证“金属布”紧贴于金属材料表面;
(3)钎焊连接:将装配好的试样整体置于真空度不低于1.5×10-3Pa的真空钎焊设备中,首先以5~10℃/min的速率升温至250℃~300℃,保温15min,以5~10℃/min的速率升温至500℃,保温20min,再以8~12℃/min的速率升温至750℃~850℃,保温25min,再以5~10℃/min的速率继续升温至钎焊温度1020~1100℃,保温时间15~45min,再以5~10℃/min的速率冷却至700℃,最后以5~10℃/min的速率冷却至300℃~400℃,随炉冷却至室温,取出被焊覆层件即可。
作为优选,所述步骤(1)中钎焊包覆材料的熔点在976℃~1010℃。
作为优选,待钎焊金属材料为:不锈钢、45钢、钛合金。
有益效果:本发明的用于金属表面的钎焊包覆材料的钎焊工艺,通过真空钎焊连接,部件在加热过程中处于真空气氛中,不会出现氧化、污染等问题,部件受热均匀,减小覆层材料应力集中,粘接剂不会滞留或影响钎焊连接性能,金属材料表面润湿铺展优越,有利于与部件紧密结合,结合强度高,表面覆层材料拥有良好的均匀性,有效的防止涂层整块脱落。
具体实施方式
实施例1
钎料包覆材料和奥氏体不锈钢表面真空钎焊:两块奥氏体不锈钢试样尺寸为40mm×40mm×3mm,奥氏体不锈钢为1Cr18Ni9Ti不锈钢,钎料包覆材料“金属布”裁剪为两块20mm×20mm截面,钎料包覆材料的熔点为990℃。钎料包覆材料形状为矩形状,厚度为0.5~1.5mm,钎料包覆材料形容为“金属布”。
钎料包覆材料的成分及质量百分比配比为:WC-10Ni:48%、Ni:7%、NiCrBSi:45%;钎焊包覆材料的成分及颗粒尺寸为:WC-10Ni:10μm、Ni:30μm、NiCrBSi:25μm;钎料包覆材料厚度为0.5mm。
钎焊工艺步骤为:
(1)准备阶段:先对待钎焊的奥氏体不锈钢金属表面进行清理,除去表面的杂质、油污和氧化膜,不锈钢用金相砂纸研磨,并置于纯丙酮中采用超声波方法清洗10min,根据不锈钢金属表面形状,裁剪柔性“金属布”材料;
(2)装配步骤:将裁剪柔性“金属布”材料贴置于清洗后的待焊表面上,必须保证“金属布”紧贴与不锈钢金属材料表面;
(3)钎焊连接:将装配好的两个试样整体分别平放和立放置于真空度不低于1.5×10-3Pa的真空钎焊设备中,首先以5℃/min的速率升温至250℃,保温15min,以5℃/min的速率升温至500℃,保温20min,再以8℃/min的速率升温至750℃,保温25min,再以5℃/min的速率继续升温至钎焊温度1020℃,保温时间15min,再以5℃/min的速率冷却至700℃,最后以5℃/min的速率冷却至300℃,随炉冷却至室温,取出被焊覆层件即可。
结果:钎焊获得奥氏体不锈钢金属的表面覆层形成良好,金相观察发现钎焊连接区形成致密的界面结合,对钎焊覆层材料表面进行多点测试并计算平均值,其硬度为HRC55,结合强度为177MPa,磨损量为59mg。
实施例2
钎料包覆材料和45#钢表面真空钎焊:两块45#钢试样尺寸为40mm×40mm×3mm,钎料包覆材料“金属布”裁剪为两块20mm×20mm截面,钎料包覆材料的熔点为980℃。
钎焊工艺步骤为:
(1)准备阶段:先对待钎焊的45#钢金属表面进行清理,除去表面的杂质、油污和氧化膜,45#钢金属表面用金相砂纸研磨,并置于纯丙酮中采用超声波方法清洗15min,根据45#钢金属表面形状,裁剪柔性“金属布”材料;
(2)装配步骤:将裁剪柔性“金属布”材料贴置于清洗后的待焊表面上,必须保证“金属布”紧贴与45#钢金属材料表面;
(3)钎焊连接:将装配好的试样整体置于真空度不低于1.5×10-3Pa的真空钎焊设备中,首先以7℃/min的速率升温至300℃,保温15min,以8℃/min的速率升温至500℃,保温20min,再以10℃/min的速率升温至800℃,保温25min,再以7℃/min的速率继续升温至钎焊温度1060℃,保温时间30min,再以5℃/min的速率冷却至700℃,最后以6℃/min的速率冷却至350℃,随炉冷却至室温,取出被焊覆层件即可。
结果:钎焊获得45#钢金属的表面覆层形成良好,金相观察发现钎焊连接区形成致密的界面结合,对钎焊覆层材料表面进行多点测试并计算平均值,其硬度为HRC64,结合强度为203MPa,磨损量为52mg。
实施例3
钎料包覆材料和42CrMo钢表面真空钎焊:两块42CrMo钢试样尺寸为40mm×40mm×3mm,钎料包覆材料“金属布”裁剪为两块20mm×20mm截面,钎料包覆材料的熔点为995℃。
钎焊工艺步骤为:
(1)准备阶段:先对待钎焊的42CrMo钢属表面进行清理,除去表面的杂质、油污和氧化膜,42CrMo钢金属表面用金相砂纸研磨,并置于纯丙酮中采用超声波方法清洗10min,根据42CrMo钢金属表面形状,裁剪柔性“金属布”材料;
(2)装配步骤:将裁剪柔性“金属布”材料贴置于清洗后的待焊表面上,必须保证“金属布”紧贴与42CrMo钢金属材料表面;
(3)钎焊连接:将装配好的试样整体置于真空度不低于1.5×10-3Pa的真空钎焊设备中,首先以8℃/min的速率升温至300℃,保温15min,以10℃/min的速率升温至500℃,保温20min,再以12℃/min的速率升温至850℃,保温25min,再以10℃/min的速率继续升温至钎焊温度1100℃,保温时间45min,再以8℃/min的速率冷却至700℃,最后以6℃/min的速率冷却至400℃,随炉冷却至室温,取出被焊覆层件即可。
结果:钎焊获得42CrMo钢金属的表面覆层形成良好,金相观察发现钎焊连接区形成致密的界面结合,对钎焊覆层材料表面进行多点测试并计算平均值,其硬度为HRC71,结合强度为187MPa,磨损量为46mg。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种用于金属表面的钎焊包覆材料的钎焊工艺,其特征在于,包括以下步骤:
(1)准备阶段:先对待钎焊的金属表面进行清理,除去表面的杂质、油污和氧化膜,金属表面用金相砂纸研磨,并置于纯丙酮中采用超声波方法清洗10-15min,根据金属表面形状,裁剪柔性钎焊包覆材料;
(2)装配步骤:将裁剪柔性钎焊包覆材料贴置于清洗后的待焊表面上,必须保证钎焊包覆材料紧贴于金属材料表面;
(3)钎焊连接:将装配好的试样整体置于真空度不低于1.5×10-3Pa的真空钎焊设备中,首先以5~10℃/min的速率升温至250℃~300℃,保温15min,以5~10℃/min的速率升温至500℃,保温20min,再以8~12℃/min的速率升温至750℃~850℃,保温25min,再以5~10℃/min的速率继续升温至钎焊温度1020~1100℃,保温时间15~45min,再以5~10℃/min的速率冷却至700℃,最后以5~10℃/min的速率冷却至300℃~400℃,随炉冷却至室温,取出被焊覆层件即可;其中钎焊包覆材料为含有48%~62%Ni包碳化钨粉、7%~11%Ni粉和27%~45%NiCrBSi合金粉制成。
2.根据权利要求1所述的用于金属表面的钎焊包覆材料,其特征在于:所述步骤(1)中钎焊包覆材料的熔点在976℃~1010℃。
3.根据权利要求1所述的用于金属表面的钎焊包覆材料的钎焊工艺,其特征在于:所述步骤(1)中待钎焊金属材料为:不锈钢、45钢、钛合金。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510357146.6A CN104907661B (zh) | 2015-06-25 | 2015-06-25 | 一种用于金属表面的钎焊包覆材料的钎焊工艺 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510357146.6A CN104907661B (zh) | 2015-06-25 | 2015-06-25 | 一种用于金属表面的钎焊包覆材料的钎焊工艺 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN104907661A CN104907661A (zh) | 2015-09-16 |
CN104907661B true CN104907661B (zh) | 2017-02-22 |
Family
ID=54077333
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201510357146.6A Active CN104907661B (zh) | 2015-06-25 | 2015-06-25 | 一种用于金属表面的钎焊包覆材料的钎焊工艺 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN104907661B (zh) |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105458438B (zh) * | 2015-12-11 | 2018-06-15 | 江苏阳明船舶装备制造技术有限公司 | 用于圆形金属零件表面改性的包覆材料及制备和焊接方法 |
CN106312044A (zh) * | 2016-08-09 | 2017-01-11 | 华东理工大学 | 一种以高分子材料为骨架的粉末表面冶金强化的工艺方法 |
CN107252942B (zh) * | 2017-07-17 | 2019-07-23 | 中国科学技术大学 | 一种金属表面形成微纳米多层次复合结构的加工工艺 |
CN109648166B (zh) * | 2017-10-10 | 2021-01-29 | 沈阳金研激光再制造技术开发有限公司 | 一种钛合金大厚度高硬度涂层的制备方法 |
CN109570510B (zh) * | 2018-12-12 | 2021-04-30 | 江苏阳明船舶装备制造技术有限公司 | 用W粉、Cu粉、BNi2粉制备1Cr18Ni9不锈钢表面涂层及制备方法 |
CN110614454B (zh) * | 2019-09-27 | 2022-04-15 | 江苏科技大学 | 一种基于石墨烯的化学镀锡钎料、焊膏及其制备方法 |
CN112935444A (zh) * | 2021-02-04 | 2021-06-11 | 兰州工业学院 | 一种用于金属表面的钎焊包覆材料的钎焊工艺 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5732872A (en) * | 1980-08-07 | 1982-02-22 | Mitsubishi Alum Co Ltd | Production of heat exchanger made of al alloy |
JPH0667551B2 (ja) * | 1987-05-13 | 1994-08-31 | 三菱重工業株式会社 | 積層耐熱合金板の製作方法 |
CN101637838B (zh) * | 2009-08-20 | 2011-10-19 | 江西恒大高新技术股份有限公司 | 一种用渗透钎焊法制备碳化钨耐磨蚀复合涂层的方法 |
CN101633992B (zh) * | 2009-08-20 | 2011-02-09 | 江西恒大高新技术股份有限公司 | 一种用于金属表面改性的金属柔性布及其制备方法 |
CN102896386A (zh) * | 2012-10-10 | 2013-01-30 | 江苏安捷蓝环境科技有限公司 | 一种尾气净化金属载体的钎焊工艺及所用焊膏的配方 |
CN102965602B (zh) * | 2012-12-14 | 2014-04-16 | 南昌工程学院 | 一种用于表面改性的金属丝网柔性复合布及其制备方法 |
-
2015
- 2015-06-25 CN CN201510357146.6A patent/CN104907661B/zh active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN104907661A (zh) | 2015-09-16 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104907661B (zh) | 一种用于金属表面的钎焊包覆材料的钎焊工艺 | |
CN104907725B (zh) | 一种用于金属表面的钎焊包覆材料 | |
Puli et al. | Microstructures and properties of friction surfaced coatings in AISI 440C martensitic stainless steel | |
Ramesh et al. | Slurry erosive wear behaviour of thermally sprayed Inconel-718 coatings by APS process | |
CN102744502B (zh) | Ta15钛合金与奥氏体不锈钢的填丝钨极氩弧焊工艺 | |
CN104588963B (zh) | 一种万向联轴器的万向连杆断裂修复方法 | |
Wang et al. | Tool wear performance in face milling Inconel 182 using minimum quantity lubrication with different nozzle positions | |
CN101856758B (zh) | 硬质合金钢制件与45钢制件的焊接方法 | |
Chen et al. | Electron beam hybrid welding-brazing of WC-Co/40Cr dissimilar materials | |
CN107984062A (zh) | 一种SUS316奥氏体不锈钢与Weldox700E低合金调质钢异种钢焊接的焊接方法 | |
CN102501028A (zh) | 一种锆弯头的制造方法 | |
EP2564980A2 (en) | Solid state system and method for refurbishment of forged components | |
CN104942468A (zh) | 一种用于金属表面的钎焊包覆材料的制备方法 | |
Zhao et al. | The effect of Ni201 transition layer on the corrosion, wear and synergetic cavitation erosion-corrosion behavior of CMT-Monel K500 coating | |
Tušek et al. | Electrospark deposition for die repair | |
Li et al. | Tool wear and surface integrity in liquid nitrogen clean cutting of cobalt-based superalloy GH605 with AlTiN coated tools | |
Kasim et al. | The effect of pulsating lubrication method on rake face cutting tool during end milling of inconel 718 | |
CN113478115B (zh) | 一种电弧熔覆药芯焊丝及其制备方法 | |
CN217651319U (zh) | 一种应用于风机叶片的复合耐磨抗蚀涂层结构 | |
CN102465288B (zh) | 一种激光增韧镁合金还原罐的制造方法 | |
Sundaram et al. | Microstructure, Residual Stress and Wear Behaviour of Additively Manufactured Materials: Cold Spray L605 and DMLD IN718 and Maraging Steel for Gas Turbine Fuel Nozzle Repair | |
Pukasiewicz et al. | Cavitation resistance of ASP coatings, ultrasonic testings and Francis runner field performance comparison | |
Birada et al. | NiCrBSi/WC Composite Claddings Processed on AISI 316L Steel Alloy by the Direct Laser Deposition Process: Studies on Dry Sliding Wear Behavior and Wear Mechanism Maps | |
Kai et al. | Effect of Peak Temperatures on Corrosion Behavior of Thermal Simulated Narrow-gap Weld Q690 High Strength Steel | |
Nguyen et al. | A Review of Assisted/Augmented Manufacturing Processes |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant |