CN110788515A - 一种焊接金属材料及其组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种焊接金属材料及其组合物，以其组合物的总重量为基准，按照重量比例，其组合物包括：C：≤0.6％；Si：0.4‑1.0％；Mn：1.0‑5％；Cr：0.1‑0.3％；Ni：0.1‑10％；V：0.5‑10％；Cu：0.01‑0.08％；其余为Fe以及不可避免的杂质。本发明所提供的焊接金属材料、以及所述焊接金属材料的组合物，具有较高的硬度，可用于铁基材的焊接。
Description
技术领域
本发明涉及一种焊接金属材料，尤其涉及一种焊接用的金属合计以及该合金的组合物。
背景技术
过去的半个世纪，激光技术、计算机技术、新材料技术的融合成就了增材制造(3D打印)技术的崭新时代。增材制造是无模具的直接近净成形技术，以计算机辅助设计/制造为基础，将材料逐层固化、熔覆，或逐层累叠、块体组焊连接成为整体结构，可实现个性化、订制化、小型化的生产模式。
就加工制造的物理概念而言，焊接是增材制造的典范，无论是焊条修复堆焊，还是数控自动化焊接技术，以及基于高能束流热源的增材制造，都属于广义的增材制造领域。金属构件的增材制造技术得以迅猛发展的技术基础是高能束流(电子束、激光束)作为特种焊接热源的技术进步，高能束流极具柔性，能量可精确控制，与计算机辅助设计/制造信息技术深度融合，在真空室内或惰性气体保护环境中，向聚焦加热区填送金属丝材或铺送金属粉料，使材料逐层熔化、凝固成型。
增材制造本质上属于材料加工领域，常用的增材制造材料包括工程塑料、橡胶材料、光敏树脂、金属、陶瓷等，其中金属材料的3D打印技术发展尤为迅速，3D打印所使用的金属粉末一般要求纯净度高、球形度好、粒径分布窄、氧含量低。目前，应用于3D打印的金属粉末材料主要有钛合金、钴铬合金、不锈钢和铝合金材料等。
目前中国增材制造在设备、软件等领域，已经拥有一些有影响力的企业和品牌，但是材料主要依赖于进口，研发具有自主知识产权的增材制造材料具有重要的意义。
发明内容
本发明提供了一种焊接用的金属材料、以及所述焊接用的金属材料的组合物。
本发明第一个方面是提供一种焊接金属材料的组合物，以所述组合物的总重量为基准，按照重量比例，包括：
C：≤0.6％；
Si：0.4-1.0％；
Mn：1.0-5％；
Cr：0.1-0.3％；
Ni：0.1-10％；
V：0.5-10.0％；
Cu：0.01-0.08％；
其余为Fe以及不可避免的杂质。
本发明所述金属材料的组合物中，以所述组合物的总重量为基准，按照重量比例，更优选地包括：
C：≤0.3％；
Si：0.5-0.9％；
Mn：1.1-4％；
Cr：0.1-0.25％；
Ni：0.15-3％；
V：0.6-8％；
Cu：0.02-0.06％；
其余为Fe以及不可避免的杂质。
本发明所述金属材料的组合物中，以所述组合物的总重量为基准，按照重量比例，更优选地包括：
C：≤0.12％；
Si：0.6-0.9％；
Mn：1.1-1.3％；
Cr：0.1-0.25％；
Ni：0.15-0.25％；
V：0.6-1.8％；
Cu：0.03-0.05％；
其余为Fe以及不可避免的杂质。
本发明第二个方面是提供一种焊接金属材料，以所述金属材料的总重量为基准，按照重量比例，组分包括：
C：≤0.6％；
Si：0.4-1.0％；
Mn：1.0-5％；
Cr：0.1-0.3％；
Ni：0.1-10％；
V：0.5-10.0％；
Cu：0.01-0.08％；
其余为Fe以及不可避免的杂质。
本发明所述金属材料中，优选地，包括粉末。优选地，所述粉末全部为单质粉末，或者至少包括单质粉末。
在一种更优选实施例中，所述粉末中，Fe占粉末的总重量的4-20％，优选为7-15％，更优选为10-12％。
在一种优选实施例中，所述单质粉末的粒径优选为50-250目，更优选为60-200目。
更优选地，本申请所述单质粉末可以存在部分粉末的粒径超出上述目数范围，但是超出该范围的粉末重量比例不能超过10％。
在一种优选实施例中，任意两种单质粉末的粒径可以是相同或者不同。
本发明所述金属材料中，以所述金属材料的总重量为基准，按照重量比例，更优选地，组分包括：
C：≤0.3％；
Si：0.5-0.9％；
Mn：1.1-4％；
Cr：0.1-0.25％；
Ni：0.15-3％；
V：0.6-8％；
Cu：0.02-0.06％；
其余为Fe以及不可避免的杂质。
本发明所述金属材料中，以所述金属材料的总重量为基准，按照重量比例，更优选地，组分包括：
C：≤0.12％；
Si：0.6-0.9％；
Mn：1.1-1.3％；
Cr：0.1-0.25％；
Ni：0.15-0.25％；
V：0.6-1.8％；
Cu：0.03-0.05％；
其余为Fe以及不可避免的杂质。
本发明上述内容中，C优选为不为0，更优选地，按照重量比例，C≥0.001％，更优选为≥0.01％。
本发明所提供的焊接金属材料、以及所述焊接金属材料的组合物，具有较高的硬度，可用于锻造铁基材、轧制钢材、铸造铁基材的焊接。
附图说明
图1是焊接金属材料增材制造装置的结构示意图。
图例说明：
1、激光光束；2、焊接金属材料；3、熔池；4、工件。
具体实施方式
下面参照具体实施例，对本发明所提供的焊接用的金属材料、以及所述焊接用的金属材料的组合物，通过举例进行介绍。
实施例1
本实施例中，如图1所示，焊接金属材料2为粉末状。将粉末状焊接金属材料2均匀汇聚送入聚焦的激光光束1，且粉末流与激光光束1同轴耦合输出。激光光束1将工件4加热成熔池3，粉末状的焊接金属材料2喷射到熔池3里，焊接金属材料2熔覆堆积形成成型件。
其中，焊接金属材料2包括C、Si、Mn、Cr、Ni、V、Cu，应当理解的是，焊接金属材料2中也可以包含不可避免的杂质。具体而言，焊接金属材料2的各组分占焊接金属材料2总重量的比例如下：
C：0.01％；
Si：0.6％；
Mn：1.2％；
Cr：0.1％；
Ni：0.15％；
V：0.6％；
Cu：0.02％。
实施例2
本实施例中，如图1所示，焊接金属材料2为粉末状。将粉末状焊接金属材料2均匀汇聚送入聚焦的激光光束1，且粉末流与激光光束1同轴耦合输出。激光光束1将工件4加热成熔池3，粉末状的焊接金属材料2喷射到熔池3里，焊接金属材料2熔覆堆积形成成型件。
其中，焊接金属材料2包括C、Si、Mn、Cr、Ni、V、Cu，应当理解的是，焊接金属材料2中也可以包含不可避免的杂质。具体而言，焊接金属材料2的各组分占焊接金属材料2总重量的比例如下
C：0.01％；
Si：0.8％；
Mn：1.5％；
Cr：0.2％；
Ni：0.2％；
V：1.5％；
Cu：0.06％。
实施例3
本实施例中，如图1所示，焊接金属材料2为粉末状。将粉末状焊接金属材料2均匀汇聚送入聚焦的激光光束1，且粉末流与激光光束1同轴耦合输出。激光光束1将工件4加热成熔池3，粉末状的焊接金属材料2喷射到熔池3里，焊接金属材料2熔覆堆积形成成型件。
其中，焊接金属材料2包括C、Si、Mn、Cr、Ni、V、Cu，应当理解的是，焊接金属材料2中也可以包含不可避免的杂质。具体而言，焊接金属材料2的各组分占焊接金属材料2总重量的比例如下：
C：0.01％；
Si：0.7％；
Mn：1.2％；
Cr：0.25％；
Ni：0.25％；
V：1.8％；
Cu：0.03％。
实施例4
本实施例中，如图1所示，焊接金属材料2为粉末状。将粉末状焊接金属材料2均匀汇聚送入聚焦的激光光束1，且粉末流与激光光束1同轴耦合输出。激光光束1将工件4加热成熔池3，粉末状的焊接金属材料2喷射到熔池3里，焊接金属材料2熔覆堆积形成成型件。
其中，焊接金属材料2包括括Si、Mn、Cr、Ni、V、Cu，应当理解的是，焊接金属材料2中也可以包含不可避免的杂质。具体而言，焊接金属材料2的各组分占焊接金属材料2总重量的比例如下：
Si：0.7％；
Mn：1.2％；
Cr：0.25％；
Ni：0.25％；
V：1.8％；
Cu：0.03％。
本发明上述实施例中所述的焊接金属材料，可用于焊接锻造铁基材、轧制钢材、铸造铁基材。在无回火和预热条件下，焊接后硬度如表1所示。
表1，焊接金属材料的性能测试结果
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | |
| HRC硬度(单层) | 18-23 | 18-23 | 18-23 | 18-23 |
| HRC硬度(两层) | 25-28 | 25-28 | 25-28 | 25-28 |
| 表面光滑度 | 基本光滑 | 基本光滑 | 基本光滑 | 基本光滑 |
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。
Claims (10)
1.一种焊接金属材料的组合物，其特征在于，以所述组合物的总重量为基准，按照重量比例，包括：
C：≤0.6％；
Si：0.4-1.0％；
Mn：1.0-5％；
Cr：0.1-0.3％；
Ni：0.1-10％；
V：0.5-10.0％；
Cu：0.01-0.08％；
其余为Fe以及不可避免的杂质。
2.根据权利要求1所述焊接金属材料的组合物，其特征在于，以所述组合物的总重量为基准，按照重量比例，包括：
C：≤0.3％；
Si：0.5-0.9％；
Mn：1.1-4％；
Cr：0.1-0.25％；
Ni：0.15-3％；
V：0.6-8％；
Cu：0.02-0.06％；
其余为Fe以及不可避免的杂质。
3.根据权利要求1或2所述焊接金属材料的组合物，其特征在于，以所述组合物的总重量为基准，按照重量比例，包括：
C：≤0.12％；
Si：0.6-0.9％；
Mn：1.1-1.3％；
Cr：0.1-0.25％；
Ni：0.15-0.25％；
V：0.6-1.8％；
Cu：0.03-0.05％；
其余为Fe以及不可避免的杂质。
4.一种焊接金属材料，其特征在于，以所述金属材料的总重量为基准，按照重量比例，组分包括：
C：≤0.6％；
Si：0.4-1.0％；
Mn：1.0-5％；
Cr：0.1-0.3％；
Ni：0.1-10％；
V：0.5-10.0％；
Cu：0.01-0.08％；
其余为Fe以及不可避免的杂质。
5.根据权利要求4所述的焊接金属材料，其特征在于，以所述金属材料的总重量为基准，按照重量比例，组分包括：
C：≤0.3％；
Si：0.5-0.9％；
Mn：1.1-4％；
Cr：0.1-0.25％；
Ni：0.15-3％；
V：0.6-8％；
Cu：0.02-0.06％；
其余为Fe以及不可避免的杂质。
6.根据权利要求4所述的焊接金属材料，其特征在于，以所述金属材料的总重量为基准，按照重量比例，组分包括：
C：≤0.12％；
Si：0.6-0.9％；
Mn：1.1-1.3％；
Cr：0.1-0.25％；
Ni：0.15-0.25％；
V：0.6-1.8％；
Cu：0.03-0.05％；
其余为Fe以及不可避免的杂质。
7.根据权利要求4-6中任意一项所述的焊接金属材料，其特征在于，所述金属材料包括粉末，所述粉末全部为单质粉末，或者至少包括单质粉末。
8.根据权利要求7所述的焊接金属材料，其特征在于，所述粉末中，Fe占粉末的总重量的4-20％。
9.根据权利要求7所述的焊接金属材料，其特征在于，任意两种单质粉末的粒径相同或者不同。
10.根据权利要求7所述的焊接金属材料，其特征在于，所述单质粉末的粒径为50-250目。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150217412A1 (en) * | 2014-01-31 | 2015-08-06 | General Electric Company | Weld filler for nickel-base superalloys |
| CN106011622A (zh) * | 2016-06-11 | 2016-10-12 | 深圳市樊溪电子有限公司 | 一种超高强度高变形性能的焊接钢管的制造方法 |
| CN108698175A (zh) * | 2016-03-08 | 2018-10-23 | 新日铁住金株式会社 | 药芯焊丝、焊接接头的制造方法和焊接接头 |
| CN109773368A (zh) * | 2017-11-14 | 2019-05-21 | 大同特殊钢株式会社 | 模具用修补焊接材料 |
| CN110023030A (zh) * | 2016-11-08 | 2019-07-16 | 日本制铁株式会社 | 药芯焊丝、焊接接头的制造方法以及焊接接头 |
-
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20150217412A1 (en) * | 2014-01-31 | 2015-08-06 | General Electric Company | Weld filler for nickel-base superalloys |
| CN108698175A (zh) * | 2016-03-08 | 2018-10-23 | 新日铁住金株式会社 | 药芯焊丝、焊接接头的制造方法和焊接接头 |
| CN106011622A (zh) * | 2016-06-11 | 2016-10-12 | 深圳市樊溪电子有限公司 | 一种超高强度高变形性能的焊接钢管的制造方法 |
| CN110023030A (zh) * | 2016-11-08 | 2019-07-16 | 日本制铁株式会社 | 药芯焊丝、焊接接头的制造方法以及焊接接头 |
| CN109773368A (zh) * | 2017-11-14 | 2019-05-21 | 大同特殊钢株式会社 | 模具用修补焊接材料 |
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