CN201175805Y

CN201175805Y - 一种堆焊用设定横截面的夹芯合金粉块

Info

Publication number: CN201175805Y
Application number: CNU2007200217485U
Authority: CN
Inventors: 孙俊生
Original assignee: Shandong University
Current assignee: Shandong University
Priority date: 2007-05-23
Filing date: 2007-05-23
Publication date: 2009-01-07
Anticipated expiration: 2017-05-23

Abstract

本实用新型公开了一种堆焊用设定横截面的夹芯合金粉块，由金属芯和包裹其外的药皮组成，所述夹芯合金粉块的形状为横截面是三角形、梯形、半圆形、长方形、正方形之一的几何体；所述夹芯合金粉块几何体的外层是药皮，其内夹有数量为1～5个的金属芯，金属芯对称分布于合金粉块横截面的几何中心，金属芯之间的间距为0～3mm，金属芯外表面紧密连接药皮，且金属芯外围药皮的最小厚度不小于1mm。本实用新型为堆焊提供了一种高效化的焊接材料，大大提高了堆焊的生产效率，并且容易实现自动化，克服了耐磨焊条需要手工操作的弊端。

Description

一种堆焊用设定横截面的夹芯合金粉块

技术领域

本实用新型涉及一种合金粉块，尤其涉及一种堆焊用设定横截面的合金粉块。

背景技术

工业生产和加工中，机械零件经常在异常复杂和苛刻的条件下工作，大量的机械装备往往因磨损、腐蚀或磨蚀而报废。这就要求在高温高压、承受较大载荷以及氧化、腐蚀等工作条件下的机械装备表面具有良好的耐磨、耐腐蚀、耐高温和抗氧化等性能。堆焊因工艺简单、设备投资少、操作灵活、适应面广而被广泛用于在零件表面制备特殊性能金属层。

目前，人们为适应各种堆焊方法开发了各种堆焊材料。例如：

中国专利CN85102440B“耐磨堆焊合金粉块”提出了将合金粉末制备成合金块用于堆焊，目前应用的该专利合金粉块的几何形状是尺寸为90mm×30mm×3mm、60mm×30mm×3mm或其他尺寸的长方体(见文献1998年第4期的《西北电力技术》，1997年第1期的《中国甜菜糖业》)。熔敷热源为电弧(如碳弧、等离子弧、钨极氩弧)。该合金粉块合金元素的过渡系数比焊条、焊丝、焊剂等常规堆焊材料高。合金粉块熔敷于工件上的前提是合金粉块覆盖的母材必须熔化，实际上使用电弧熔敷时，由于电弧的热能必须穿过合金粉块才能到达母材，合金粉块由于是各种合金粉末的混合物(不是合金)，而每种合金粉末往往具有较高的熔点，难以熔化，这样就造成了母材和粉块均难以熔化，有时合金粉块还没有熔化就被电弧的等离子流力吹散了，使得堆焊金属成型极差，施工工艺性能不好。只有母材熔化形成熔池后，覆盖于其上的合金粉块通过熔池液态金属的对流传热，才会加速熔化形成堆焊金属层。

鉴于此，随着机械零部件使用工况的日益苛刻，如磨损、腐蚀、高温等，开发低成本、使用方便、性能优异、能够高效化熔敷的堆焊用材料的愿望和需求也更加迫切。

发明内容

针对现有堆焊材料的缺点和不足，本实用新型要解决的问题是提出一种堆焊用设定横截面的夹芯合金粉块。

本实用新型所述堆焊用设定横截面的夹芯合金粉块，由金属芯和包裹其外的药皮组成，体积为3cm³～60cm³，其特征是：所述夹芯合金粉块的形状为横截面是三角形、梯形、半圆形、长方形、正方形之一的几何体；所述夹芯合金粉块几何体的外层是药皮，其内夹有数量为1～5个的金属芯，金属芯对称分布于合金粉块横截面的几何中心，金属芯之间的间距为0～3mm，金属芯外表面紧密连接药皮，且金属芯外围药皮的最小厚度不小于1mm。(见图1～图8)

所述不夹芯合金粉块的形状为横截面是三角形、梯形、半圆形之一的几何体，见图9～图11；不夹芯合金粉块几何体的内外层均是药皮。

其中：所述夹芯合金粉块的形状为横截面优选三角形(见图5)、梯形(见图7和图8)、半圆形(见图6)之一的几何体。

上述堆焊用设定横截面的合金粉块中：所述药皮由金属和铁合金粉末、粘接剂、增塑剂制成，其中，以重量比计，金属和铁合金粉末∶粘接剂∶增塑剂为100∶5～15∶0～8。

上述堆焊用设定横截面的合金粉块中：所述金属芯是生产焊条用的钢芯或生产药芯焊丝用的钢带。金属芯与药皮的重量比值为1∶0.3～12。

本实用新型所述堆焊用设定横截面的合金粉块可以采用碳弧、钨极电弧、等离子电弧、熔化极的焊条电弧、以及熔化极气体保护焊电弧等电弧熔敷。夹芯合金粉块除了电弧熔敷外，亦可采用感应加热熔敷。

本实用新型通过合金粉块横截面几何形状的设计，使得电弧更容易穿过难以熔化的合金粉块熔化母材，母材的熔化又加速了合金粉块的熔化，解决了合金粉块难以熔化，易被电弧的等离子流力吹散的难题，大大提高了生产效率。

本实用新型实施具有如下明显效果：

(1)本专利提出的两种合金粉块通过横截面几何形状的合理设计，使得电弧熔敷的工艺性能较专利CN85102440B的耐磨堆焊合金粉块有显著的改善。

(2)本专利提出的合金粉块可以采用焊条液压涂粉机生产，可以利用现有的焊条自动生产线，不用新购生产设备，并且生产效率较高。与专利CN85102440B合金粉块只能采用模压工艺生产不同。

(3)本专利的实施为堆焊提供了一种高效化的焊接材料，大大提高了堆焊的生产效率，并且容易实现自动化，克服了耐磨焊条需要手工操作的弊端。

(4)本专利提出的夹芯合金粉块既可以采用感应热源熔敷，也可以采用电弧熔敷，而CN85102440B“耐磨堆焊合金粉块”专利提出的合金粉块不适于感应熔敷，电弧熔敷时工艺性能也较差。

附图说明

图1～图8本实用新型所述部分夹芯合金粉块的横截面形状示意图

其中：图1示长(正)方形横截面(夹一个焊芯)

图2示长(正)方形横截面(夹两个焊芯)

图3示长(正)方形横截面(夹一个焊带)

图4示长(正)方形横截面(夹两个焊带)

图5示三角形横截面(夹一个焊芯)

图6示半圆形横截面(夹一个焊芯)

图7示梯形横截面(夹一个焊芯)

图8示梯形横截面(夹一个焊带)。

图9～图11本实用新型所述部分不夹芯合金粉块的横截面形状示意图

其中：图9示半圆形横截面

图10示梯形横截面

图11示三角形横截面

图12电弧熔敷合金粉块方法示意图

上述图中：1为焊芯，2为药皮，1和2组成合金粉块，3为欲堆焊金属(基体)，4为产生电弧的碳棒或钨极。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

实施例1：奥氏体高锰钢堆焊金属合金粉块，合金系为C-Mn-Si-W。

横截面为长方形的夹芯合金粉块，由金属芯和包裹其外的药皮组成；所述夹芯合金粉块几何体的外层是成分为25.2％的中碳锰铁(含79％Mn、1.2％C)、3.5％的硅铁(含45％Si、3％Mn)、1.1％的石墨、3.8％的钨铁(含70％W、0.4％C、1.0％Si)、余为铁粉的药皮2，其内夹有一个直径为4.0mm的金属芯1(H08A焊芯)，金属芯1对称分布于合金粉块横截面的几何中心，金属芯1外表面紧密连接药皮，且金属芯1外围药皮的最小厚度不小于1mm(合金粉块横截面形状见图1)。

实施例2：碳化物高铬合金铸铁堆焊金属夹芯合金粉块，合金系为C-Cr-Si-B-V。

横截面为等边三角形的夹芯合金粉块，由金属芯和包裹其外的药皮组成；所述夹芯合金粉块几何体的外层是成分为48.0％的高碳铬铁(含65％Cr、7％C、3％Si)、2.3％的钒铁(含50％V、0.5％Si、0.2％C)、28.0％的硼铁(含10％B、0.01％C)、3.8％的硅铁(含45％Si、3％Mn)、余为铁粉的药皮2，其内夹有一个直径为2.5mm的金属芯1(H08A焊芯)，金属芯1对称分布于合金粉块横截面的几何中心，金属芯1外表面紧密连接药皮，且金属芯1外围药皮的最小厚度不小于1mm(合金粉块横截面形状见图5)。

Claims

1.一种堆焊用设定横截面的夹芯合金粉块，由金属芯(1)和包裹其外的药皮(2)组成，体积为3cm³～60cm³，其特征是：所述夹芯合金粉块的形状为横截面是三角形、梯形、半圆形、长方形、正方形之一的几何体；所述夹芯合金粉块几何体的外层是药皮(2)，其内夹有数量为1～5个的金属芯(1)，金属芯对称分布于合金粉块横截面的几何中心，金属芯之间的间距为0～3mm，金属芯外表面紧密连接药皮，且金属芯外围药皮的最小厚度不小于1mm。

2.如权利要求1所述堆焊用设定横截面的夹芯合金粉块，其特征是：所述夹芯合金粉块的形状为横截面是三角形、梯形、半圆形之一的几何体。

3.如权利要求1所述堆焊用设定横截面的夹芯合金粉块，其特征是：所述金属芯是生产焊条用的钢芯或生产药芯焊丝用的钢带。