CN106915748B - 一种焊接添加剂钛酸硅钠的制备方法 - Google Patents

一种焊接添加剂钛酸硅钠的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提出了一种焊接添加剂钛酸硅钠的制备方法，步骤包括：1)按比例称取主料和助剂，其中主料为二氧化硅、碳酸钠和金红石钛矿，助剂为硅胶、硅酸钾、硅酸钠、硅酸锂的混合物；2)采用固相合成技术，将称取的主料和助剂转移至混料装置内共混；3)将混合料取出，放入莫来石匣钵中，然后送入隧道窑中焙烧，冷却后得块状物；4)将块状物粉碎研磨，过筛，即得粉状终产物。本发明通过合理的助剂添加和工艺参数调控制得的钛酸硅钠颗粒和颜色更加细腻均匀，有良好的流动性及抗吸潮能力，用于焊接药剂的添加剂，能显著降低电弧电压、稳定电弧，且提高了焊条抗老化性和强度，显著改善焊接质量。

Description

一种焊接添加剂钛酸硅钠的制备方法
技术领域
本发明涉及焊接材料添加剂制备的技术领域，具体涉及一种焊接添加剂钛酸硅钠的制备方法。
背景技术
碱金属钛酸盐作为焊接材料的添加剂，不仅能降低焊接时的电弧电压，稳定电弧，同时能减少飞溅，使焊缝细密，提高焊接的效果，广泛应用于电焊条以及药芯焊丝。钛酸硅钠是一种新型的电焊焊接药剂的添加剂，在降低电弧电压、稳定电弧的同时能增加其他材料的配比流动性，有良好防潮性能，提升电焊条的优越性能。但随着现代科技技术的发展对电焊条要求质量不断提升，特别是一些高科技及军工工业对电焊条的性能要求提高，对焊缝、焊接抗拉能力、抗压能力等等性能要求提出更高技术的要求，因此需要对钛酸硅钠的制备工艺做出改进以提高产品的综合性能。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提出了一种焊接添加剂钛酸硅钠的制备方法，通过合理的助剂添加和工艺参数调控制得的钛酸硅钠颗粒和颜色更加细腻均匀，有良好的流动性及抗吸潮能力，用于焊接药剂的添加剂，能显著降低电弧电压、稳定电弧，且提高了焊条抗老化性和强度，显著改善焊接质量。
为了实现上述的目的，本发明采用以下的技术方案：
一种焊接添加剂钛酸硅钠的制备方法，制备步骤如下：
1)按比例称取主料和助剂，其中主料为二氧化硅、碳酸钠和金红石钛矿，助剂为硅胶、硅酸锂、硅酸钾、硅酸钠的混合物；
2)采用固相合成技术，将称取的主料和助剂转移至混料装置内，以10-30r/min的转速共混1-4h，得混合料；
3)将混合料取出，放入莫来石匣钵中，然后送入隧道窑中焙烧，先以200-250℃加热升温至850-1000℃，保温3-7h，然后在8h内降温至室温冷却，得块状物；
4)将块状物粉碎研磨，过筛，即得粉状终产物。
优选的，主料中二氧化硅、碳酸钠、金红石钛矿间的摩尔比为0.2-0.3:0.2-0.3:1-1.5。
优选的，所述助剂占主料质量的1-15％。
优选的，步骤2)混料装置为混料机或干式球磨机。
优选的，干式球磨机中钢球质量为原料添加量的1/3。
优选的，步骤4)中过筛具体为过100-200目筛。
优选的，步骤3)中降温为恒速降温。
优选的，焊接添加剂钛酸硅钠在焊接材料添加剂中的应用。
由于采用上述的技术方案，本发明的有益效果是：本发明通过合理的助剂添加和工艺调控制得的钛酸硅钠相较于传统市售的钛酸硅钠颗粒和颜色更加细腻均匀，用于焊接药剂的添加剂，能显著降低电弧电压、稳定电弧、减少飞溅，满足对焊缝、焊接抗拉能力、抗压能力、焊缝细密性等的要求，且具有良好的流动性及抗吸潮能力，增强了其他材料间的配比流动性，提高了焊条抗老化性和强度，显著改善焊接质量。另外，本发明工艺简单，原料来源广泛，适宜工业生产推广。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
将0.3:0.2:1(摩尔比)的二氧化硅、碳酸钠和金红石钛矿混合，然后向其中加入占主料质量的6％的助剂，采用固相合成技术，放入干式球磨机中以24r/min的转速共混4h，其中球磨机内部按照材料与钢球质量1:3。球磨完成后，取混合料放入莫来石匣钵中，在隧道窑中焙烧，先以200℃加热升温至1000℃，保温7h，然后在8h内降温至室温冷却，得块状物。取合成后的块状物，粉碎研磨，制成颗粒度200目的粉状添加剂。
实施例2：
将0.2:0.3:1.5(摩尔比)的二氧化硅、碳酸钠和金红石钛矿混合，然后向其中加入占主料质量的8％的助剂，采用固相合成技术，放入干式球磨机中以12r/min的转速共混4h，其中球磨机内部按照材料与钢球质量1:3。球磨完成后，取混合料放入莫来石匣钵中，在隧道窑中焙烧，先以200℃加热升温至1000℃，保温4h，然后在8h内降温至室温冷却，得块状物。取合成后的块状物，粉碎研磨，制成颗粒度100目的粉状添加剂。
实施例3：
将0.2:0.2:1(摩尔比)的二氧化硅、碳酸钠和金红石钛矿混合，然后向其中加入占主料质量的15％的助剂，采用固相合成技术，放入干式球磨机中以30r/min的转速共混3h，其中球磨机内部按照材料与钢球质量1:3。球磨完成后，取混合料放入莫来石匣钵中，在隧道窑中焙烧，先以250℃加热升温至900℃，保温5h，然后在8h内降温至室温冷却，得块状物。取合成后的块状物，粉碎研磨，制成颗粒度100目的粉状添加剂。
实施例4：
将0.3:0.3:1.5(摩尔比)的二氧化硅、碳酸钠和金红石钛矿混合，然后向其中加入占主料质量的1％的助剂，采用固相合成技术，放入混料机中以10r/min的转速共混2h。完成后，取混合料放入莫来石匣钵中，在隧道窑中焙烧，先以200℃加热升温至950℃，保温6h，然后在8h内降温至室温冷却，得块状物。取合成后的块状物，粉碎研磨，制成颗粒度200目的粉状添加剂。
实施例5：
将0.2:0.3:1(摩尔比)的二氧化硅、碳酸钠和金红石钛矿混合，然后向其中加入占主料质量的12％的助剂，采用固相合成技术，放入混料机中以27r/min的转速共混1h。完成后，取混合料放入莫来石匣钵中，在隧道窑中焙烧，先以250℃加热升温至850℃，保温3h，然后在8h内降温至室温冷却，得块状物。取合成后的块状物，粉碎研磨，制成颗粒度100目的粉状添加剂。
实施例6：
将0.3:0.2:1.5(摩尔比)的二氧化硅、碳酸钠和金红石钛矿混合，然后向其中加入占主料质量的3％的助剂，采用固相合成技术，放入混料机中以27r/min的转速共混3h。完成后，取混合料放入莫来石匣钵中，在隧道窑中焙烧，先以250℃加热升温至850℃，保温3h，然后在8h内降温至室温冷却，得块状物。取合成后的块状物，粉碎研磨，制成颗粒度200目的粉状添加剂。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种焊接添加剂钛酸硅钠的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：
1)按比例称取主料和助剂，其中主料为二氧化硅、碳酸钠和金红石钛矿，所述二氧化硅、碳酸钠、金红石钛矿间的摩尔比为0.2-0.3:0.2-0.3:1-1.5，助剂为硅胶、硅酸锂、硅酸钾、硅酸钠的混合物；
2)采用固相合成技术，将称取的主料和助剂转移至混料装置内，以10-30r/min的转速共混1-4h，得混合料；
3)将混合料取出，放入莫来石匣钵中，然后送入隧道窑中焙烧，先以200-250℃加热升温至850-1000℃，保温3-7h，然后在8h内降温至室温冷却，得块状物；
4)将块状物粉碎研磨，过筛，即得粉状终产物。
2.根据权利要求1所述的焊接添加剂钛酸硅钠的制备方法，其特征在于：所述助剂占主料质量的1-15％。
3.根据权利要求1所述的焊接添加剂钛酸硅钠的制备方法，其特征在于：步骤2)混料装置为混料机或干式球磨机。
4.根据权利要求3所述的焊接添加剂钛酸硅钠的制备方法，其特征在于：干式球磨机中钢球质量为原料添加量的1/3。
5.根据权利要求1所述的焊接添加剂钛酸硅钠的制备方法，其特征在于：步骤4)中过筛具体为过100-200目筛。
6.根据权利要求1所述的焊接添加剂钛酸硅钠的制备方法，其特征在于：步骤3)中降温为恒速降温。
7.根据权利要求1-4任一项制得的所述焊接添加剂钛酸硅钠在焊接材料添加剂中的应用。
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