CN114012095A - 一种用于火焰清理烧嘴强化增寿工艺的过渡粘接材料及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于火焰清理烧嘴强化增寿工艺的过渡粘接材料及其应用，所述过渡粘接材料由锡、锌、铜和镍铜合金组成。各组成原材料经混合后，通过烧结使粘接材料密实，并且使烧嘴本体铜合金和耐高温合金层之间冶金结合，完成受损旧烧嘴的强化修复，实现清理烧嘴的循环利用。本发明用于烧嘴强化增寿工艺过程，实现烧嘴本体铜合金和耐高温合金层两种不同类型材料的粘接，粘接强度>10MPa，粘接后的烧嘴可满足连铸坯火焰清理过程的高温、高粉尘、高水汽的应用的需要，具有重要的应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种火焰清理烧嘴强化增寿工艺的过渡粘接材料及其应用，属于钢铁行业特种设备技术领域，用于设备关键零件的增寿。
背景技术
随着我国钢铁行业的发展，尤其是对高端钢铁产品需求的日益提高，连铸坯火焰清理机被广泛应用于连铸坯的表面缺陷层清理，其使用的关键部件之一就是火焰清理烧嘴，该烧嘴采用铜合金制造，长期在高温、高粉尘、高湿度环境下使用，作业环境苛刻，腐蚀损失，造成烧嘴使用使用寿命低，而且随着烧嘴的损伤，清理质量也逐步下降，而且该零件为进口件，使用成本高昂，需要开发一种可实现火焰清理烧嘴本体的铜合金和耐高温合金层两种不同类型材料粘接的过渡材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于火焰清理烧嘴强化增寿工艺的过渡粘接材料及其应用。
本发明提出的一种用于火焰清理烧嘴强化增寿工艺的过渡粘接材料，所述过渡粘接材料由锡、锌、铜和镍铜合金组成，其中：
组份 重量百分比
锡（Sn） 4.0～8.0wt%
锌（Zn） 7.0～10.0wt%
镍铜合金（NiCu） 15.0～20.0wt%
其余为铜，其总重量满足100%；
其中：锡、锌、铜和镍铜合金的粒度均<75μm，锡、锌和铜的纯度>99%，镍铜合金中镍含量78-82wt%。
本发明提出的过渡粘接材料的制备方法，按照重量百分比称取原料，将锡、锌、铜和镍铜合金混合均匀，混合时间30-60分钟，即得到所需过渡粘接材料。
本发明提出的过渡粘接材料在火焰清理烧嘴强化增寿上的应用，将制备好的过渡粘接材料放置于火焰清理烧嘴本体与耐高温合金层之间，装入烧结炉，完成装炉；然后通过烧结使过渡粘接材料密实以及与火焰清理烧嘴本体和耐高温合金层结合，出炉后的产品经机加工至最终要求尺寸，为最终可用产品。
本发明中，所得火焰清理烧嘴本体的铜合金以及耐高温合金层粘接强度>10MPa。
本发明设计思想及原理如下：
为解决铜合金和耐高温合金层两种不同类型材料的结合问题，研发出一种过渡粘接材料，该过渡粘接材料与铜合金和耐高温合金层两种材料均具良好有亲和性，同时包含多种温度梯度材料的组合，从而保证烧结后铜合金和耐高温合金层粘接的强度和使用性能，解决了两种不同类型材料的结合问题。
本发明的有益效果在于：
应用本发明过渡粘接材料，实现了铜合金和耐高温合金层两种不同类型材料的结合，让烧嘴零件在使用中充分发挥耐高温合金层耐高温、抗氧化性好的优点，提高烧嘴使用寿命，达到强化增寿的目的。应用本发明所制造的强化增寿烧嘴，是一种新型的创新性产品，烧嘴本体铜合金以及耐高温合金层粘接强度>10MPa，可满连铸坯火焰清理过程的高温、高粉尘、高水汽的应用的需要。现已成功试用于连铸坯火焰清理机上，大大降低了使用维护成本，提高了清理质量，具有重要的应用价值。
具体实施方式
下面通过实施例进一步说明本发明。
实施例1：
本实施例中过渡粘接材料化学成分为（wt.%）：
Sn 6%，Zn 8%，NiCu 16%，Cu 为余量，其总重量满足100%。其中：锡、锌、铜和镍铜合金的粒度均<75μm，锡、锌和铜的纯度>99%，镍铜合金中镍含量78-82%。
将上述锡、锌、铜和镍铜合金混合均匀，混合时间40分钟，得到所需过渡粘接材料。
制备好的过渡粘接材料放在烧嘴本体铜合金和耐高温合金层中间，装入烧结炉，完成装炉。然后通过烧结使粘接材料密实以及与烧嘴本体铜合金和耐高温合金层冶金结合，出炉后的产品经机加工至最终要求尺寸，为最终可用产品。控制烧结压力为0.5MPa，烧结温度为900℃，烧结时间为1.5小时。
烧嘴本体铜合金以及耐高温合金层粘接强度14.6MPa，满足使用要求。
实施例2：
本实施例中过渡粘接材料化学成分为（wt.%）：
Sn 8%，Zn 10%，NiCu 20%，Cu 为余量，其总重量满足100%。其中：锡、锌、铜和镍铜合金的粒度均<75μm，锡、锌和铜的纯度>99%，镍铜合金中镍含量78-82%。
将上述锡、锌、铜和镍铜合金混合均匀，混合时间30分钟，即得到所需过渡粘接材料。
制备好的过渡粘接材料放在烧嘴本体铜合金和耐高温合金层中间，装入烧结炉，完成装炉。然后通过烧结使粘接材料密实以及与烧嘴本体铜合金和耐高温合金层冶金结合，出炉后的产品经机加工至最终要求尺寸，为最终可用产品。控制烧结压力为1.0MPa，烧结温度为800℃，烧结时间为1.5小时。
烧嘴本体铜合金以及耐高温合金层粘接强度17.2MPa，满足使用要求。
实施例3：
本实施例中过渡粘接材料化学成分为（wt.%）：
Sn 4%，Zn 7%，NiCu 15%，Cu 为余量，其总重量满足100%。其中：锡、锌、铜和镍铜合金的粒度均<75μm，锡、锌和铜的纯度>99%，镍铜合金中镍含量78-82%。
将上述锡、锌、铜和镍铜合金混合均匀，混合时间60分钟，即得到所需过渡粘接材料。
制备好的过渡粘接材料放在烧嘴本体铜合金和耐高温合金层中间，装入烧结炉，完成装炉。然后通过烧结使粘接材料密实以及与烧嘴本体铜合金和耐高温合金层冶金结合，出炉后的产品经机加工至最终要求尺寸，为最终可用产品。控制烧结压力为0.8MPa，烧结温度为850℃，烧结时间为1小时。
烧嘴本体铜合金以及耐高温合金层粘接强度15.5MPa，满足使用要求。
Claims (4)
1.一种用于火焰清理烧嘴强化增寿的过渡粘接材料，其特征在于：所述过渡粘接材料由锡、锌、铜和镍铜合金组成，其中：
组份 重量百分比
锡（Sn） 4.0～8.0wt%
锌（Zn） 7.0～10.0wt%
镍铜合金（NiCu） 15.0～20.0wt%
其余为铜，其总重量满足100%；
其中：锡、锌、铜和镍铜合金的粒度均<75μm，锡、锌和铜的纯度>99%，镍铜合金中镍含量78-82%。
2.一种如权利要求1所述过渡粘接材料的制备方法，其特征在于：按照重量百分比称取原料，将锡、锌、铜和镍铜合金混合均匀，混合时间30-60分钟，即得到所需过渡粘接材料。
3.一种如权利要求1所述过渡粘接材料在火焰清理烧嘴强化增寿上的应用，其特征在于：将制备好的过渡粘接材料放置于火焰清理烧嘴本体与耐高温合金层之间，装入烧结炉，完成装炉；然后通过烧结使过渡粘接材料密实以及与火焰清理烧嘴本体和耐高温合金层结合，出炉后的产品经机加工至最终要求尺寸，为最终可用产品。
4.根据权利要求3所述的应用，其特征在于：所得火焰清理烧嘴本体的铜合金以及耐高温合金层粘接强度>10MPa。
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