CN109500512A - 一种新型焊接材料添加剂钛酸钙制备工艺 - Google Patents

一种新型焊接材料添加剂钛酸钙制备工艺 Download PDF

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Abstract

本发明焊接技术领域，具体涉及一种新型焊接材料添加剂钛酸钙制备工艺，其制备步骤为：(1)将碳酸钙、氢氧化钙和二氧化钛作为原料进行干法搅拌高速混合，得到混合物料A；(2)采用固相合成技术，将混合物料A直接放入匣钵中，按照特殊升温曲线进行加热，其中特殊升温曲线分为四个区间；(3)加热至1380℃时，保温0.5～12h，然后再以一定的速率降温至200℃，再次保温18～36h，最后冷却至室温，即可；本发明本发明采用固相合成，不使用水为介质相结合的方法，通过高温固相合成，制成的焊接材料添加剂钛酸钙，比传统的焊接添加剂分子排量更加整齐均匀，通过制成电焊条实际试验，焊接时电焊稳定，电弧电压更低，更加均匀，脱渣整齐，焊缝抗拉性更强。

Description

一种新型焊接材料添加剂钛酸钙制备工艺
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，具体涉及一种新型焊接材料添加剂钛酸钙制备工艺。
背景技术
焊接，也称作熔接、镕接，是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术。随着现代工业对电焊条要求的不断提高，对电焊条性能有进一步的要求，特别是一些高科技及军工工业，对电焊条的性能要求严格，对焊缝、焊接抗拉能力提出更高的要求。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。
钛酸钙是一种新型的电焊焊接药剂的添加剂，但是传统的钛酸钙制备工艺存在诸多缺点，例如含水量超标，无法达到使用要求，并且制备过程会使用大量水来作为介质进混料和球磨，会产生大量的废水，并且还要处理废水，并且对环境和生产成本都是一种浪费。
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种新型焊接材料添加剂钛酸钙制备工艺。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种新型焊接材料添加剂钛酸钙制备工艺，包括以下步骤：
(1)将碳酸钙、氢氧化钙和二氧化钛作为原料进行干法搅拌高速混合，得到混合物料A；
(2)采用固相合成技术，将步骤(1)中混合物料A直接放入匣钵中，按照特殊升温曲线进行加热，其中特殊升温曲线分为四个区间，第一区间：在0～35min内由25℃自然升温至100℃，第二区间：在36～62min内由100℃自然升温至500℃，第三区间：在63～123min内由500℃自然升温至850℃，第四区间：在124～180min内由850℃自然升温至1380℃；
(3)加热至1380℃时，保温0.5～12h，然后再以一定的速率降温至200℃，再次保温18～36h，最后冷却至室温，即可制得焊接材料添加剂钛酸钙。
优选的，所述步骤(1)原料中碳酸钙、氢氧化钙和二氧化钛的摩尔比为1:1:2。
优选的，所述步骤(1)中干法搅拌采用的是干式球磨机，干式球磨机中钢球质量为原料添加量的1/3，球磨机转速为100～200r/min，搅拌时间为2～3h。
优选的，所述步骤(2)中匣钵为氧化锆匣钵或者氧化铝匣钵。
优选的，所述步骤(3)中降温速率为100～150℃/h。
优选的，所述步骤(3)中制得焊接材料添加剂钛酸钙的粒度范围为60～250目。
(三)有益效果
本发明采用固相合成，不使用水为介质相结合的方法，通过高温固相合成，制成的焊接材料添加剂钛酸钙，比传统的焊接添加剂分子排量更加整齐均匀，通过制成电焊条实际试验，焊接时电焊稳定，电弧电压更低，更加均匀，脱渣整齐，焊缝抗拉性更强等优点，适合高科技及军工产品等高端产业使用，具有很高的应用和推广价值，前景广阔，另外，本发明制得的产品流动性、粒度范围都在60～250目、防潮性比较好。
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，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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：
一种新型焊接材料添加剂钛酸钙制备工艺，包括以下步骤：
(1)将碳酸钙、氢氧化钙和二氧化钛按照摩尔比为1:1:2作为原料进行干法搅拌高速混合，得到混合物料A，其中，干法搅拌采用的是干式球磨机，干式球磨机中钢球质量为原料添加量的1/3，球磨机转速为100r/min，搅拌时间为2h；
(2)采用固相合成技术，将步骤(1)中混合物料A直接放入氧化锆匣钵中，按照特殊升温曲线进行加热，其中特殊升温曲线分为四个区间，第一区间：在0～35min内由25℃自然升温至100℃，第二区间：在36～62min内由100℃自然升温至500℃，第三区间：在63～123min内由500℃自然升温至850℃，第四区间：在124～180min内由850℃自然升温至1380℃；
(3)加热至1380℃时，保温0.5h，然后再以100℃/h的速率降温至200℃，再次保温18h，最后冷却至室温，即可制得焊接材料添加剂钛酸钙。
实施例2：
一种新型焊接材料添加剂钛酸钙制备工艺，包括以下步骤：
(1)将碳酸钙、氢氧化钙和二氧化钛按照摩尔比为1:1:2作为原料进行干法搅拌高速混合，得到混合物料A，其中，干法搅拌采用的是干式球磨机，干式球磨机中钢球质量为原料添加量的1/3，球磨机转速为120r/min，搅拌时间为2h；
(2)采用固相合成技术，将步骤(1)中混合物料A直接放入氧化铝匣钵中，按照特殊升温曲线进行加热，其中特殊升温曲线分为四个区间，第一区间：在0～35min内由25℃自然升温至100℃，第二区间：在36～62min内由100℃自然升温至500℃，第三区间：在63～123min内由500℃自然升温至850℃，第四区间：在124～180min内由850℃自然升温至1380℃；
(3)加热至1380℃时，保温1h，然后再以110℃/h的速率降温至200℃，再次保温20h，最后冷却至室温，即可制得焊接材料添加剂钛酸钙。
实施例3：
一种新型焊接材料添加剂钛酸钙制备工艺，包括以下步骤：
(1)将碳酸钙、氢氧化钙和二氧化钛按照摩尔比为1:1:2作为原料进行干法搅拌高速混合，得到混合物料A，其中，干法搅拌采用的是干式球磨机，干式球磨机中钢球质量为原料添加量的1/3，球磨机转速为150r/min，搅拌时间为2.5h；
(2)采用固相合成技术，将步骤(1)中混合物料A直接放入氧化锆匣钵中，按照特殊升温曲线进行加热，其中特殊升温曲线分为四个区间，第一区间：在0～35min内由25℃自然升温至100℃，第二区间：在36～62min内由100℃自然升温至500℃，第三区间：在63～123min内由500℃自然升温至850℃，第四区间：在124～180min内由850℃自然升温至1380℃；
(3)加热至1380℃时，保温3h，然后再以120℃/h的速率降温至200℃，再次保温22h，最后冷却至室温，即可制得焊接材料添加剂钛酸钙。
实施例4：
一种新型焊接材料添加剂钛酸钙制备工艺，包括以下步骤：
(1)将碳酸钙、氢氧化钙和二氧化钛按照摩尔比为1:1:2作为原料进行干法搅拌高速混合，得到混合物料A，其中，干法搅拌采用的是干式球磨机，干式球磨机中钢球质量为原料添加量的1/3，球磨机转速为160r/min，搅拌时间为2.5h；
(2)采用固相合成技术，将步骤(1)中混合物料A直接放入氧化铝匣钵中，按照特殊升温曲线进行加热，其中特殊升温曲线分为四个区间，第一区间：在0～35min内由25℃自然升温至100℃，第二区间：在36～62min内由100℃自然升温至500℃，第三区间：在63～123min内由500℃自然升温至850℃，第四区间：在124～180min内由850℃自然升温至1380℃；
(3)混合物料A加热至1380℃时，保温6h，然后再以150℃/h的速率降温至200℃，再次保温25h，最后冷却至室温，即可制得焊接材料添加剂钛酸钙。
实施例5：
一种新型焊接材料添加剂钛酸钙制备工艺，包括以下步骤：
(1)将碳酸钙、氢氧化钙和二氧化钛按照摩尔比为1:1:2作为原料进行干法搅拌高速混合，得到混合物料A，其中，干法搅拌采用的是干式球磨机，干式球磨机中钢球质量为原料添加量的1/3，球磨机转速为180r/min，搅拌时间为3h；
(2)采用固相合成技术，将步骤(1)中混合物料A直接放入氧化铝匣钵中，按照特殊升温曲线进行加热，其中特殊升温曲线分为四个区间，第一区间：在0～35min内由25℃自然升温至100℃，第二区间：在36～62min内由100℃自然升温至500℃，第三区间：在63～123min内由500℃自然升温至850℃，第四区间：在124～180min内由850℃自然升温至1380℃；
(3)加热至1380℃时，保温10h，然后再以140℃/h的速率降温至200℃，再次保温32h，最后冷却至室温，即可制得焊接材料添加剂钛酸钙。
实施例6：
一种新型焊接材料添加剂钛酸钙制备工艺，包括以下步骤：
(1)将碳酸钙、氢氧化钙和二氧化钛按照摩尔比为1:1:2作为原料进行干法搅拌高速混合，得到混合物料A，其中，干法搅拌采用的是干式球磨机，干式球磨机中钢球质量为原料添加量的1/3，球磨机转速为200r/min，搅拌时间为3h；
(2)采用固相合成技术，将步骤(1)中混合物料A直接放入氧化锆匣钵中，按照特殊升温曲线进行加热，其中特殊升温曲线分为四个区间，第一区间：在0～35min内由25℃自然升温至100℃，第二区间：在36～62min内由100℃自然升温至500℃，第三区间：在63～123min内由500℃自然升温至850℃，第四区间：在124～180min内由850℃自然升温至1380℃；
(3)加热至1380℃时，保温12h，然后再以150℃/h的速率降温至200℃，再次保温36h，最后冷却至室温，即可制得焊接材料添加剂钛酸钙。
综上，将传统的钛酸钙制备工艺作为对照组，采用本发明一种新型焊接材料添加剂钛酸钙制备工艺作为实验组，将对照组与本发明实施例1-6制得焊接材料添加剂钛酸钙，在相同的条件下，得到各项的指标数据如下表：
对照组 实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 实施例5 实施例6
平均粒径 30目 80目 140目 200目 150目 140目 120目
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
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 (6)

1.一种新型焊接材料添加剂钛酸钙制备工艺，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将碳酸钙、氢氧化钙和二氧化钛作为原料进行干法搅拌高速混合，得到混合物料A；
(2)采用固相合成技术，将步骤(1)中混合物料A直接放入匣钵中，按照特殊升温曲线进行加热，其中特殊升温曲线分为四个区间，第一区间：在0～35min内由25℃自然升温至100℃，第二区间：在36～62min内由100℃自然升温至500℃，第三区间：在63～123min内由500℃自然升温至850℃，第四区间：在124～180min内由850℃自然升温至1380℃；
(3)加热至1380℃时，保温0.5～12h，然后再以一定的速率降温至200℃，再次保温18～36h，最后冷却至室温，即可制得焊接材料添加剂钛酸钙。
2.如权利要求1所述的一种新型焊接材料添加剂钛酸钙制备工艺，其特征在于，所述步骤(1)原料中碳酸钙、氢氧化钙和二氧化钛的摩尔比为1:1:2。
3.如权利要求1所述的一种新型焊接材料添加剂钛酸钙制备工艺，其特征在于，所述步骤(1)中干法搅拌采用的是干式球磨机，干式球磨机中钢球质量为原料添加量的1/3，球磨机转速为100～200r/min，搅拌时间为2～3h。
4.如权利要求1所述的一种新型焊接材料添加剂钛酸钙制备工艺，其特征在于，所述步骤(2)中匣钵为氧化锆匣钵或者氧化铝匣钵。
5.如权利要求1所述的一种新型焊接材料添加剂钛酸钙制备工艺，其特征在于：所述步骤(3)中降温速率为100～150℃/h。
6.如权利要求1所述的一种新型焊接材料添加剂钛酸钙制备工艺，其特征在于：所述步骤(3)中制得焊接材料添加剂钛酸钙的粒度范围为60～250目。
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