CN108838581A - 一种不锈钢用烧结焊剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于焊接材料技术领域，尤其涉及一种不锈钢用烧结焊剂及其制备方法，其由多种组分的干粉和粘结剂水玻璃制备而成，所述干粉由以下百分比的原料组成：SiO215‑18%、CaF220‑27%、Al2O322‑25%、MgO 25‑35%、合金粉1‑5%，本发明制得的烧结焊剂很好的调整了熔渣的粘度、表面张力和流动性，焊剂施焊时，焊接过程稳定、烟尘量少、飞溅小、脱渣性能优良。

Description

一种不锈钢用烧结焊剂及其制备方法
技术领域
本发明属于焊接材料技术领域，尤其涉及一种不锈钢用烧结焊剂及其制备方法。
背景技术
随着现代工业的发展对材料的要求越来越高，为了满足各种各样苛刻的使用条件，各种新型材料的研究和开发得到了极大的重视，其相应的焊接材料也得到了相应的发展，焊接材料的产品结构和品种发生了很大的变化，新型高效的焊接材料有长足的进步并得到了广泛的应用；烧结焊剂是指一种优质、高效、节能、环保型焊剂，是指把配制好的湿料焊剂，加工成所需要的颗粒，在750～1000℃高温下煅烧，形成细小的颗粒，即得到烧结焊剂，该焊剂在焊接时无烟、无味、无弧、无飞溅，生产制造过程无环境污染，能耗低，原材料利用充分，符合国家产业发展政策，但现有的适用于不锈钢的烧结焊剂在埋弧焊接使用过程中普遍存在焊渣不脱渣、焊缝表面粘渣，焊缝颜色氧化明显（焊缝颜色为紫色或深黄色）熔敷金属Cr/Ni在焊接过程中明显有烧损现象，导致焊缝处工艺性能及机械性能不好。
发明内容
本发明的目的是提供一种不锈钢用烧结焊剂及其制备方法，其能满足化工行业对材料的耐高温、耐腐蚀性的需求。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种不锈钢用烧结焊剂，其由多种组分的干粉和粘结剂水玻璃制备而成，所述干粉由以下百分比的原料组成：SiO2 15-18%、CaF2 20-27%、Al2O3 22-25%、MgO 25-35%、合金粉1-5%。
进一步的，所述合金粉为锆镍合金粉。
进一步的，所述水玻璃的用量为其余干粉总用量的20-25%。
一种多用途合金钢埋弧烧结焊剂的制备方法，包括以下步骤：
（1）将干粉按比例混合均匀，加入水玻璃进行湿混并搅拌均匀；
（2）将步骤（1）中搅拌均匀的混合料进行造粒；
（3）将步骤（2）中造粒过的原料在300-400℃下进行烘干处理后再进行筛分；
（4）将筛分过的原料于650-800℃氧化气氛下高温烧结30-60min，再于冷却炉中冷却至35℃以下筛分，即得。
进一步的，所述步骤（2）中造粒的尺寸为4-60目。
进一步的，所述步骤（3）中筛分的尺寸为16-60目。
进一步的，所述步骤（4）中冷却后筛分的尺寸为12-60目。
一种多用途合金钢埋弧烧结焊剂的应用，其配合锆镍焊丝用于不锈钢的埋弧焊接。
本发明具有的优点是：
1.本发明提供的焊剂配方合理，配合合适的烧结条件，通过加入较多的CaF2、Al2O3为主要造渣剂，有效地抑制了H、O等有害元素向焊缝过渡，从而改善焊缝的表面光滑度和渣壳的脱渣性能，保证焊缝处的焊接质量，脱渣性能优良；
2.本发明制得的烧结焊剂很好的调整了熔渣的粘度、表面张力和流动性，焊剂施焊时，焊接过程稳定、烟尘量少、飞溅小、脱渣性能优良；
3.本发明提供的烧结焊剂可配合H0Cr21Ni10、H0Cr19Ni12Mo2、H1Cr24Ni13和H1Cr26Ni21多种焊丝使用，其配合焊丝使用时合金元素烧损少、杂质元素增量低、所得焊层金属具有优良的耐腐蚀性能，其中氧化镁起造渣作用，氟化钙降低熔点使焊缝有较好的流动性和熔敷性能，氧化铝造渣对焊缝的成型起到很好的效果，焊剂脱渣迅速，在焊接过程中对熔敷金属Cr/Ni的成分有补充作用保证烧失补充。
具体实施方式
实施例1
一种不锈钢用烧结焊剂，其由多种组分的干粉和粘结剂水玻璃制备而成，所述干粉由以下百分比的原料组成：SiO2 18%、CaF2 20%、Al2O3 22%、MgO 35%、锆镍合金粉5%。
一种不锈钢用烧结焊剂的制备方法，将干粉按比例混合均匀，加入水玻璃进行湿混并搅拌均匀；将搅拌均匀的混合料进行造粒，造粒的尺寸为4-60目；将造粒过的原料在300℃下进行烘干处理后再进行筛分，筛分的尺寸为16-60目；将筛分过的原料于650℃氧化气氛下高温烧结30min，再于冷却炉中冷却至35℃以下筛分为10-60目，即得，其配合锆镍焊丝用于不锈钢的埋弧焊接。
实施例2
一种不锈钢用烧结焊剂，其由多种组分的干粉和粘结剂水玻璃制备而成，所述干粉由以下百分比的原料组成：SiO2 15%、CaF2 24%、Al2O3 25%、MgO 35%、锆镍合金粉1%。
一种不锈钢用烧结焊剂的制备方法，将干粉按比例混合均匀，加入水玻璃进行湿混并搅拌均匀；将搅拌均匀的混合料进行造粒，造粒的尺寸为4-60目；将造粒过的原料在400℃下进行烘干处理后再进行筛分，筛分的尺寸为16-60目；将筛分过的原料于800℃氧化气氛下高温烧结60min，再于冷却炉中冷却至35℃以下筛分为10-60目，即得，其配合锆镍焊丝用于不锈钢的埋弧焊接。
实施例3
一种不锈钢用烧结焊剂，其由多种组分的干粉和粘结剂水玻璃制备而成，所述干粉由以下百分比的原料组成：SiO2 18%、CaF2 27%、Al2O3 25%、MgO 25%、锆镍合金粉5%。
一种不锈钢用烧结焊剂的制备方法，将干粉按比例混合均匀，加入水玻璃进行湿混并搅拌均匀；将搅拌均匀的混合料进行造粒，造粒的尺寸为4-60目；将造粒过的原料在350℃下进行烘干处理后再进行筛分，筛分的尺寸为16-60目；将筛分过的原料于700℃氧化气氛下高温烧结40min，再于冷却炉中冷却至35℃以下筛分为10-60目，即得，其配合锆镍焊丝用于不锈钢的埋弧焊接。
实施例4
一种不锈钢用烧结焊剂，其由多种组分的干粉和粘结剂水玻璃制备而成，所述干粉由以下百分比的原料组成：SiO2 17%、CaF2 26%、Al2O3 24%、MgO 30%、锆镍合金粉3%。
一种不锈钢用烧结焊剂的制备方法，将干粉按比例混合均匀，加入水玻璃进行湿混并搅拌均匀；将搅拌均匀的混合料进行造粒，造粒的尺寸为4-60目；将造粒过的原料在380℃下进行烘干处理后再进行筛分，筛分的尺寸为16-60目；将筛分过的原料于750℃氧化气氛下高温烧结45min，再于冷却炉中冷却至35℃以下筛分为10-60目，即得，其配合锆镍焊丝用于不锈钢的埋弧焊接。
试验例
实验设备：日本岛津MX-2400型固定通道定量测试设备对焊剂进行化学成分分析；林肯DC1000可控硅自动埋弧烧结焊剂进行工艺性能测试；济南600型万能拉力机；300型冲击摆锤。
试验所用焊丝的型号及化学组成见表1:
焊丝牌号 C SI Mn S P Ni Mo Cr
ER308 ≤0.08 ≤0.06 1.0-2.5 ≤0.03 ≤0.03 9~11 0.00 19.5~22
ER309 ≤0.12 ≤0.06 1.0-2.5 ≤0.03 ≤0.03 12~14 0.00 23~25
ER316 ≤0.08 ≤0.06 1.0-2.5 ≤0.03 ≤0.03 11~14 2~3 18~20
ER310 ≤0.15 ≤0.06 1.0-2.5 ≤0.03 ≤0.03 20~22.5 0.00 25~28
焊接标准见表2：
焊接标准 C SI Mn S P Ni Mo Cr
F308-H0Cr21Ni10 0.05 0.037 1.48 0.011 0.023 9.56 0.00 18.60
F309-H0C241Ni13 0.062 0.041 1082 0.015 0.021 12.75 0.00 23.75
F316-H0Cr19Ni12Mo2 0.051 0.052 1.69 0.011 0.019 12.70 2.46 26.60
F310-H0Cr26Ni21 0.083 0.052 1.66 0.013 0.018 21.10 0.00 15.80
将实施例1制备的焊剂与H0Cr21Ni10、H0Cr19Ni12Mo2、H1Cr24Ni13和H1Cr26Ni21配合进行焊接试验，实验用板材为304不锈钢，板厚4mm，焊丝直径4mm。各种测定项目的测定方法均是本领域常规的测定方法。
焊接工艺参数见表3
电流/A 电压/V 焊速m/min 干伸长
550 30 0.42 30mm
熔敷金属力学性能见表4
焊丝牌号 抗拉强度 延伸率
F308-H0Cr21Ni10 560 33
F309-H0C241Ni13 575 31
F316-H0Cr19Ni12Mo2 570 30
F310-H0Cr26Ni21 620 33
根据以上实验结果，此焊剂测试结果各方面符合GB/T17854—1999中的标准要求。

Claims (8)

1.一种不锈钢用烧结焊剂，其特征在于：其由多种组分的干粉和粘结剂水玻璃制备而成，所述干粉由以下百分比的原料组成：SiO2 15-18%、CaF2 20-27%、Al2O3 22-25%、MgO 25-35%、合金粉1-5%。
2.如权利要求1所述的不锈钢用烧结焊剂，其特征在于：所述合金粉为锆镍合金粉。
3.如权利要求1所述的不锈钢用烧结焊剂，其特征在于：所述水玻璃的用量为其余干粉总用量的20-25%。
4.如权利要求1-3任一所述的不锈钢用烧结焊剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将干粉按比例混合均匀，加入水玻璃进行湿混并搅拌均匀；
（2）将步骤（1）中搅拌均匀的混合料进行造粒；
（3）将步骤（2）中造粒过的原料在300-400℃下进行烘干处理后再进行筛分；
（4）将筛分过的原料于650-800℃氧化气氛下高温烧结30-60min，再于冷却炉中冷却至35℃以下筛分，即得。
5.如权利要求4所述的不锈钢用烧结焊剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中造粒的尺寸为4-60目。
6.如权利要求4所述的不锈钢用烧结焊剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）中筛分的尺寸为16-60目。
7.如权利要求4所述的不锈钢用烧结焊剂的制备方法，其特征在于：所述步骤（4）中冷却后筛分的尺寸为12-60目。
8.如权利要求1-3任一所述的不锈钢用烧结焊剂的应用，其特征在于：其配合锆镍焊丝用于不锈钢的埋弧焊接。
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