CN112404799A - 一种巴氏合金埋弧钎焊用烧结焊剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种巴氏合金埋弧钎焊用烧结焊剂及其制备方法，所述烧结焊剂按质量百分比由如下组分：硼酸为25‑38％；硼砂为15‑30％；白刚玉为10‑25％；氟化钠为10‑20％；氯化钠为5‑15％；大理石为1‑10％组成；总质量百分比之和为100％。本发明具有生产效率高，综合成本低，制得巴氏合金钎焊层质量好等特点，可以有效防止钎焊层氧化、元素烧损以及焊接过程中的烟尘和飞溅等问题，焊剂焊后脱渣容易，提高了巴氏合金焊接生产效率，改善了生产环境。
Description
技术领域
本发明属于焊接材料技术领域，涉及一种焊剂，尤其是涉及一种巴氏合金埋弧钎焊用烧结焊剂及其制备方法。
背景技术
巴氏合金是一种软基体上分布着硬颗粒相的低熔点轴承合金。它具有良好的抗粘着性、减摩耐磨性、顺应性和嵌入性，主要使用于大型机械主轴的轴瓦、轴承、轴衬、轴套。传统的浇铸法生产巴氏合金层对浇铸工艺要求非常严格，质量不稳定，并且浇铸方法还需要很多加工余量，导致巴氏合金严重浪费。火焰喷涂巴氏合金生产工序复杂，烟尘多，且涂层与钢铁基体的结合强度低。公开号为CN201310042583.X的发明专利，公开了一种轴瓦喷涂巴氏合金的工艺，该专利提高了巴氏合金层与工件的结合强度，解决了浇注方式中因巴氏合金元素的密度不同而带来的偏析问题。然而该专利要求喷涂前去应力、粗加工、脱氢处理、精加工、搪锡、喷涂和炉内融合等诸多步骤，导致生产周期较长，生产效率较低。公开号为CN200610118186.6的发明专利，公开了一种巴氏合金钨极惰性气体保护钎焊方法，其中提供了一种用钎焊制备巴氏合金的方法，实施方便，成本较低，但常用的巴氏合金熔化极电弧焊飞溅大，非熔化极电弧焊焊接烟尘多，焊后氧化严重，焊接效率低，焊缝成型差。
埋弧焊由于有焊剂保护，可有效避免其它焊接方法常出现的飞溅大、焊接氧化严重以及焊接烟尘等问题，可改善焊缝成型，减少焊接缺陷，提高生产效率，改善焊接质量，可解决轴瓦巴氏合金层生产的难题。但目前尚未有适用于埋弧焊制备巴氏合金的焊剂。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的巴氏合金焊接中存在的问题，提供一种巴氏合金埋弧钎焊用烧结焊剂及其制备方法。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种巴氏合金埋弧钎焊用烧结焊剂，按质量百分比由如下组分组成：
硼酸：25-38％；
硼砂：15-30％；
白刚玉：10-25％；
氟化钠：10-20％；
氯化钠：5-15％；
大理石：1-10％；
以上组分均为粉料，组分的质量百分比之和为100％。
进一步优选的，一种巴氏合金埋弧钎焊用烧结焊剂，按质量百分比由组分，硼酸：27％；硼砂：20％；白刚玉：17％；氟化钠：20％；氯化钠：15％；大理石：1％组成。
进一步优选的，一种巴氏合金埋弧钎焊用烧结焊剂，按质量百分比由组分，硼酸：36％；硼砂：15％；白刚玉：25％；氟化钠：16％；氯化钠：5％；大理石：3％组成。
进一步优选的，一种巴氏合金埋弧钎焊用烧结焊剂，按质量百分比由组分，硼酸：25％；硼砂：30％；白刚玉：20％；氟化钠：10％；氯化钠：10％；大理石：5％组成。
进一步优选的，一种巴氏合金埋弧钎焊用烧结焊剂，按质量百分比由组分，硼酸：38％；硼砂：20％；白刚玉：10％；氟化钠：14％；氯化钠：8％；大理石：10％组成。
进一步优选的，所述硼酸中H3BO3含量≥95％。
进一步优选的，所述硼砂中Na2B4O7·10H2O含量≥95％。
进一步优选的，所述白刚玉中Al2O3含量≥85％。
进一步优选的，所述氟化钠中NaF含量≥95％。
进一步优选的，所述氯化钠中NaCl含量≥95％。
进一步优选的，所述大理石中CaCO3含量≥95％。
本发明技术方案中，所述的硼酸的主要作用是加热时分解形成硼酐，硼酐的熔点为580℃，它能与铁、锡、铜等氧化物形成易熔的硼酸盐。这些易熔硼酸盐以渣的形式浮在巴氏合金堆焊层表面上，既能达到去氧化膜的目的，又能隔绝空气，防止母材及巴氏合金氧化。
所述的硼砂的主要作用是去除氧化物。硼砂在741℃熔化,在液态下分解成硼酸酐和偏硼酸钠。硼砂去除氧化物的作用仍是基于硼酐与金属氧化物形成易熔的硼酸盐,但分解形成的偏硼酸钠能与硼酸盐形成熔点更低的复合化合物,更能有效地清除氧化物。因此,实际上硼砂清除氧化物的能力更强,但在钎剂中含量不能过高,否则钎剂的熔点将会提高,恶化钎焊后残渣的清洗性。
所述的白刚玉的主要作用是造渣，从而减少堆焊巴氏合金中元素的的氧化和烧损。
所述的氯化钠的主要作用是作为活性物质，可以降低焊剂的熔点,提高其流动性。
所述的氟化钠的主要作用一方面是降低熔敷金属中的氢含量，另一方面可以作为活性物质，降低焊剂熔点，提高硼酸和硼砂的去除氧化物效果。
所述的大理石的主要作用是造渣，从而减少堆焊巴氏合金中元素的氧化和烧损，同时调节焊剂的碱度。
本发明的一种巴氏合金埋弧钎焊用烧结焊剂的制备方法，包括步骤：
(1)将按质量百分比称好的粉料放在干混器中干混直至均匀；
(2)在干混均匀后的粉料中加入配料为总质量20—25％的水玻璃在湿拌器中进行湿拌直至湿拌均匀；
(3)将湿拌均匀的湿粉料送入造粒盘进行造粒，造粒的粒度为10目-60目；
(4)将造粒后的焊剂放置在200℃—300℃下烘干1.5-2.5小时；
(5)将烘干后的焊剂破碎和筛分，使得焊剂粒度为10目-40目；
(6)将筛分后的焊剂放置在350℃-450℃下烧结1-2小时；
(7)将高温烧结后的焊剂过10目到40目筛子，即得成品焊剂。
进一步优选的，所述的水玻璃选自钠水玻璃、钾水玻璃、钾钠水玻璃中的一种。
本发明的优点和有益效果如下：
1、本发明的烧结焊剂能够有效应用于埋弧钎焊制备巴氏合金，且具有生产效率高，综合成本低，制得巴氏合金钎焊层质量好等特点。
2、可以有效防止巴氏合金钎焊层氧化、元素烧损以及焊接过程中的烟尘和飞溅等问题，焊剂焊后脱渣容易，对于提高巴氏合金焊接生产效率，改善生产环境具有重要作用，非常适合巴氏合金埋弧钎焊。
具体实施方式
为了进一步理解本发明，下面结合具体实施例对本发明作进一步说明。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。
实施例1
一种巴氏合金埋弧钎焊用烧结焊剂，其原料及各原料组分重量百分比为：硼酸：27％；硼砂：20％；白刚玉：17％；氟化钠：20％；氯化钠：15％；大理石：1％。其中所述硼酸中H3BO3含量≥95％，所述硼砂中Na2B4O7·10H2O含量≥95％，所述白刚玉中Al2O3含量≥85％，所述氟化钠中NaF含量≥95％，所述氯化钠中NaCl含量≥95％，所述大理石中CaCO3含量≥95％。
一种巴氏合金埋弧钎焊用烧结焊剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将按重量百分比称好的粉料在干混器中干混直至均匀；
(2)在干混均匀后的粉料中加入配料总重量20％的钾钠水玻璃在湿拌器中进行湿拌直至湿拌均匀；
(3)将湿拌均匀的湿粉送入造粒盘进行造粒，造粒的粒度为10目-60目；
(4)将造粒后的焊剂在250℃下烘干2小时；
(5)将烘干后的焊剂破碎和筛分，使得焊剂粒度为10目-40目；
(6)将破碎和筛分后的焊剂在350℃下烧结1.5小时；
(7)将高温烧结后的焊剂过10目到40目筛子，即得成品焊剂。
本实施例制备的巴氏合金埋弧钎焊用烧结焊剂，配合Φ4mm的ZchSnSb11-6巴氏合金焊丝在Q235B低碳钢表面进行埋弧钎焊。采用焊接参数如下：焊接电流110A，焊接速度8mm/s，电弧长度4mm，送丝速度10mm/s。
焊后所得堆焊层剪切强度为156MPa，脱渣性较好，渣壳轻敲后可从堆焊层表面脱落。堆焊层成形良好，表面光亮平滑，无氧化烧损。
实施例2
一种巴氏合金埋弧钎焊用烧结焊剂，其原料及各原料组分重量百分比为：硼酸：36％；硼砂：15％；白刚玉：25％；氟化钠：16％；氯化钠：5％；大理石：3％。其中所述硼酸中H3BO3含量≥95％，所述硼砂中Na2B4O7·10H2O含量≥95％，所述白刚玉中Al2O3含量≥85％，所述氟化钠中NaF含量≥95％，所述氯化钠中NaCl含量≥95％，所述大理石中CaCO3含量≥95％。
一种巴氏合金埋弧钎焊用烧结焊剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将按重量百分比称好的粉料在干混器中干混直至均匀；
(2)在干混均匀后的粉料中加入配料总重量25％的钾钠水玻璃在湿拌器中进行湿拌直至湿拌均匀；
(3)将湿拌均匀的湿粉送入造粒盘进行造粒，造粒的粒度范围为10目-60目；
(4)将造粒后的焊剂在300℃下烘干1.5小时；
(5)将烘干后的焊剂破碎和筛分，使得焊剂粒度范围为10目-40目；
(6)将破碎和筛分后的焊剂在400℃下烧结1.5小时；
(7)将高温烧结后的焊剂过10目到40目筛子，即得成品焊剂。
本实施例制备的巴氏合金埋弧钎焊用烧结焊剂，配合Φ4mm的ZchSnSb11-6巴氏合金焊丝在Q235B低碳钢表面进行埋弧钎焊。采用焊接参数如下：焊接电流110A，焊接速度480mm/min，电弧长度4mm。
焊后所得堆焊层剪切强度为147MPa，脱渣性良好，无粘渣，焊后渣壳自动翘起脱落。堆焊层成形良好，表面光亮平滑，无氧化烧损。
实施例3
一种巴氏合金埋弧钎焊用烧结焊剂，其原料及各原料组分重量百分比为：硼酸：25％；硼砂：30％；白刚玉：20％；氟化钠：10％；氯化钠：10％；大理石：5％。其中所述硼酸中H3BO3含量≥95％，所述硼砂中Na2B4O7·10H2O含量≥95％，所述白刚玉中Al2O3含量≥85％，所述氟化钠中NaF含量≥95％，所述氯化钠中NaCl含量≥95％，所述大理石中CaCO3含量≥95％。
一种巴氏合金埋弧钎焊用烧结焊剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将按重量百分比称好的粉料在干混器中干混直至均匀；
(2)在干混均匀后的粉料中加入配料总重量25％的钾钠水玻璃在湿拌器中进行湿拌直至湿拌均匀；
(3)将湿拌均匀的湿粉送入造粒盘进行造粒，造粒的粒度范围为10目-60目；
(4)将造粒后的焊剂在200℃下烘干2小时；
(5)将烘干后的焊剂破碎和筛分，使得焊剂粒度范围为10目-40目；
(6)将破碎和筛分后的焊剂在450℃下烧结1小时；
(7)将高温烧结后的焊剂过10目到40目筛子，即得成品焊剂。
本实施例制备的巴氏合金埋弧钎焊用烧结焊剂，配合Φ4mm的ZchSnSb11-6巴氏合金焊丝在Q235B低碳钢表面进行埋弧钎焊。采用焊接参数如下：焊接电流110A，焊接速度480mm/min，电弧长度4mm。
焊后所得堆焊层剪切强度为174MPa，脱渣性较好，渣壳轻敲后可从堆焊层表面脱落。堆焊层成形良好，表面成形较好，无氧化烧损。
实施例4
一种巴氏合金埋弧钎焊用烧结焊剂，其原料及各原料组分重量百分比为：硼酸：38％；硼砂：20％；白刚玉：10％；氟化钠：14％；氯化钠：8％；大理石：10％。其中所述硼酸中H3BO3含量≥95％，所述硼砂中Na2B4O7·10H2O含量≥95％，所述白刚玉中Al2O3含量≥85％，所述氟化钠中NaF含量≥95％，所述氯化钠中NaCl含量≥95％，所述大理石中CaCO3含量≥95％。
一种巴氏合金埋弧钎焊用烧结焊剂的制备方法，包括以下步骤：
(1)将按重量百分比称好的粉料在干混器中干混直至均匀；
(2)在干混均匀后的粉料中加入配料总重量25％的钾钠水玻璃在湿拌器中进行湿拌直至湿拌均匀；
(3)将湿拌均匀的湿粉送入造粒盘进行造粒，造粒的粒度范围为10目-60目；
(4)将造粒后的焊剂在200℃下烘干2小时；
(5)将烘干后的焊剂破碎和筛分，使得焊剂粒度范围为10目-40目；
(6)将破碎和筛分后的焊剂在450℃下烧结1小时；
(7)将高温烧结后的焊剂过10目到40目筛子，即得成品焊剂。
本实施例制备的巴氏合金埋弧钎焊用烧结焊剂，配合Φ4mm的ZchSnSb11-6巴氏合金焊丝在Q235B低碳钢表面进行埋弧钎焊。采用焊接参数如下：焊接电流110A，焊接速度480mm/min，电弧长度4mm。
焊后所得堆焊层剪切强度为168MPa，脱渣性良好，无粘渣，焊后渣壳自动翘起脱落。堆焊层成形良好，表面成形较好，无氧化烧损。
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但本发明的保护范围并不局限于此，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。
Claims (10)
1.一种巴氏合金埋弧钎焊用烧结焊剂，其特征在于，按质量百分比由如下组分组成，总质量百分比之和为100％；其中，
硼酸：25-38％；
硼砂：15-30％；
白刚玉：10-25％；
氟化钠：10-20％；
氯化钠：5-15％；
大理石：1-10％。
2.如权利要求1所述的一种巴氏合金埋弧钎焊用烧结焊剂，其特征在于：所述硼酸中H3BO3含量≥95％。
3.如权利要求1所述的一种巴氏合金埋弧钎焊用烧结焊剂，其特征在于：所述硼砂中Na2B4O7·10H2O含量≥95％。
4.如权利要求1所述的一种巴氏合金埋弧钎焊用烧结焊剂，其特征在于：所述白刚玉中Al2O3含量≥85％。
5.如权利要求1所述的一种巴氏合金埋弧钎焊用烧结焊剂，其特征在于：所述氟化钠中NaF含量≥95％。
6.如权利要求1所述的一种巴氏合金埋弧钎焊用烧结焊剂，其特征在于：所述氯化钠中NaCl含量≥95％。
7.如权利要求1所述的一种巴氏合金埋弧钎焊用烧结焊剂，其特征在于：所述大理石中CaCO3含量≥95％。
8.如权利要求1所述的一种巴氏合金埋弧钎焊用烧结焊剂，其特征在于：所述组分均为粉料。
9.如权利要求1—8任一所述的一种巴氏合金埋弧钎焊用烧结焊剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)将按质量百分比称好的粉料放在干混器中干混直至均匀；
(2)在干混均匀后的粉料中加入配料为总质量20—25％的水玻璃在湿拌器中进行湿拌直至湿拌均匀；
(3)将湿拌均匀的湿粉料送入造粒盘进行造粒，造粒的粒度为10目-60目；
(4)将造粒后的焊剂放置在200℃—300℃下烘干1.5-2.5小时；
(5)将烘干后的焊剂破碎和筛分，使得焊剂粒度为10目-40目；
(6)将筛分后的焊剂放置在350℃-450℃下烧结1-2小时；
(7)将高温烧结后的焊剂过10目到40目筛子，即得成品焊剂。
10.如权利要求9所述的一种巴氏合金埋弧钎焊用烧结焊剂的制备方法，其特征在于，所述的水玻璃选自钠水玻璃、钾水玻璃、钾钠水玻璃中的一种。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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