CN104923961A - 一种焊接用Ni-CrC纳米焊层及其制备方法 - Google Patents

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程敬卿
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    • B23K9/18—Submerged-arc welding

Abstract

本发明涉及一种焊接用Ni-CrC纳米焊层及其制备方法，包括以下质量百分比的组分：Ni占33％～41％，CrC占57％～66％，Al2O3占2％～3％，添加剂占1％～2％；所述的添加剂为Co。所述方法步骤如下：所述Ni、CrC、Co、Al2O3均采用气雾化法制得纳米球，再均匀混合后制成纳米焊丝，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，具有硬度和结合强度高，耐磨性和耐腐蚀性强，一方面实现对零部件的结构尺寸的修复，另一方面极大的改善了零部件的性能，延长了零部件的使用寿命。

Description

一种焊接用Ni-CrC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，具体是一种焊接用Ni-CrC纳米焊层及其制备方法。
背景技术
机械磨损在机械零部件中较为常见，磨损情况影响着零部件的工作性能和使用寿命，同时，对于重要的零部件，也会存在着安全隐患。在设备的定期维护中，对于磨损较快、使用寿命短的零部件，需要及时的更换，拆下的磨损的零部件会被丢弃，导致严重的资源浪费；目前，也有采用焊接的方式对磨损的零部件进行修复处理，但是由于焊丝材料的选择不合理，只能够对零部件的外形尺寸进行修复，并未对零部件的性能进行改善。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种焊接用Ni-CrC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：
一种焊接用Ni-CrC纳米焊层，包括以下质量百分比的组分：
Ni占33％～41％，CrC占57％～66％，Al2O3占2％～3％，添加剂占1％～2％；
所述的添加剂为Co。
一种Ni-CrC纳米焊层的制备方法，所述方法步骤如下：所述Ni、CrC、Co、Al2O3均采用气雾化法制得纳米球，再均匀混合后制成纳米焊丝，最终焊接在零部件表面形成纳米焊层。本发明将纳米材料通过焊接的方式在零部件的表面形成焊层，利用焊层自身的高结合强度，耐磨性和耐腐蚀性强的特性，弥补了现有的焊丝焊接后形成的焊层的耐磨性和耐腐蚀性差的缺陷，改善了零部件的使用性能。
所述各组分的最佳质量百分比为：Ni占36.5％，CrC占59.5％，Al2O3占2.5％，Co占1.5％，按照此配比实施，可使零部件的性能达到最佳。
Co即钴，质地较硬，化学稳定性较好，在制成焊层后，经过抛光处理，在焊层的表面有淡蓝色光泽，从而有助于区分已修复零部件与新零部件，以防止零部件之间的混淆，避免给企业带来不必要的损失；Al2O3能够提高整体的结合强度，减小气孔率，以保证焊层的质量。
本发明的有益效果是：本发明制成的纳米焊层，具有硬度和结合强度高，耐磨性和耐腐蚀性强，一方面实现对零部件的结构尺寸的修复，另一方面极大的改善了零部件的性能，延长了零部件的使用寿命；区分度较高，以避免零部件混淆。
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：
一种焊接用Ni-CrC纳米焊层，包括以下质量百分比的组分：Ni占36.5％，CrC占59.5％，Al2O3占2.5％，Co占1.5％。
一种Ni-CrC纳米焊层的制备方法，所述方法步骤如下：所述Ni、CrC、Co、Al2O3均采用气雾化法制得纳米球，再均匀混合后制成纳米焊丝，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Ni-CrC纳米焊层，包括以下质量百分比的组分：
Ni占40％，CrC占57％，Al2O3占2％，Co占1％。
一种Ni-CrC纳米焊层的制备方法，所述方法步骤如下：所述Ni、CrC、Co、Al2O3均采用气雾化法制得纳米球，再均匀混合后制成纳米焊丝，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Ni-CrC纳米焊层，包括以下质量百分比的组分：
Ni占33％，CrC占62％，Al2O3占3％，Co占2％。
一种Ni-CrC纳米焊层的制备方法，所述方法步骤如下：所述Ni、CrC、Co、Al2O3均采用气雾化法制得纳米球，再均匀混合后制成纳米焊丝，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Ni-CrC纳米焊层，包括以下质量百分比的组分：Ni占35％，CrC占61％，Al2O3占3％，Co占1％。
一种Ni-CrC纳米焊层的制备方法，所述方法步骤如下：所述Ni、CrC、Co、Al2O3均采用气雾化法制得纳米球，再均匀混合后制成纳米焊丝，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 0.241 89.5 633
实施例二 0.251 85.2 574
实施例三 0.332 82.1 547
实施例四 0.355 85.8 527
平均值 0.295 85.7 570.3
对比组 0.468 81.4 429
其中，对比组为普通合金丝材。
如上述实验数据可知，按照本发明的技术方案实施后，制成的纳米焊层结合强度高、硬度高，耐腐蚀性、耐磨性强，微观组织结构均匀，减少了气孔率，硬度可达HRC37。这样，可改善待修复零部件的性能，延长了零部件的使用寿命，同时有助于区分已修复零部件与新零部件。
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Ni-CrC纳米焊层，其特征在于：包括以下质量百分比的组分：
Ni占33％～41％，CrC占57％～66％，Al2O3占2％～3％，添加剂占1％～2％；
所述的添加剂为Co。
2.根据权利要求1所述的一种Ni-CrC纳米焊层，其特征在于：所述各组分的最佳质量百分比为：Ni占36.5％，CrC占59.5％，Al2O3占2.5％，Co占1.5％。
3.根据权利要求1所述的一种Ni-CrC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、CrC、Co、Al2O3均采用气雾化法制得纳米球，再均匀混合后制成纳米焊丝，最终焊接在零部件表面形成纳米焊层。
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