一種硬質(zhì)Fe-Si-Mn-W焊層材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及熱噴涂技術(shù)領(lǐng)域，具體說(shuō)是一種硬質(zhì)Fe-Si-Mn-W焊層材料及其制備 方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 焊接時(shí)看得見(jiàn)光（電弧光）的叫明弧焊，如焊條電弧焊、氬弧焊、二保焊。埋弧焊 是在焊劑下面進(jìn)行的，而不是弧光焊接。明弧焊和埋弧焊的應(yīng)用極具潛力。其應(yīng)用特點(diǎn)可 概括為以下四點(diǎn)：1、表面工程和多種復(fù)合材料的結(jié)合在材料設(shè)計(jì)中具有明顯的優(yōu)勢(shì)；2、可 方便地調(diào)整材料的化學(xué)成分；3、能夠動(dòng)態(tài)形成具有特殊結(jié)構(gòu)性能的復(fù)合材料；4、多種材料 和多種技術(shù)的復(fù)合可獲得優(yōu)異的性能。
[0003] 然而埋弧焊和明弧焊技術(shù)的發(fā)展卻受著材料短板的制約，傳統(tǒng)使用的絲材結(jié)合強(qiáng) 度差、氣孔率高、使用率低，越來(lái)越難以滿足人們的使用要求，尤其是難以滿足人們?cè)谔胤N 環(huán)境下的使用要求，而這正是人們采用明弧焊和埋弧焊技術(shù)過(guò)程中所要追求的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了彌補(bǔ)傳統(tǒng)焊層的不足，本發(fā)明提供一種硬質(zhì)Fe-Si-Mn-W焊層材料及其制備 方法。
[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：
[0006] 一種硬質(zhì)Fe-Si-Mn-W焊層材料，其組分及各組分的質(zhì)量份數(shù)為Fe占16-22份、Si 占51-67份、Mn占10份、W占8份、Al2O3占1份。
[0007] Si具有較高的熔點(diǎn)和密度，化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定，常溫下很難與其他物質(zhì)反應(yīng)。
[0008] W是一種硬質(zhì)銀白色金屬，外形似鋼。W的熔點(diǎn)高，蒸氣壓很低，蒸發(fā)速度也較小。 W的化學(xué)性質(zhì)很穩(wěn)定，常溫時(shí)不跟空氣和水反應(yīng)，不溶于鹽酸、硫酸、硝酸和堿溶液。是稀有 高熔點(diǎn)金屬，加入納米涂層中能有效提高涂層硬度、耐磨性和耐腐性。
[0009] 所述Al2O3增加了材料的結(jié)合強(qiáng)度，減少了氣孔率。
[0010] 一種硬質(zhì)Fe-Si-Mn-W焊層材料的制備方法，包括以下步驟：
[0011] (1)首先采用氣霧化法制得Fe-Si-Mn-W的納米球；
[0012] (2)向步驟⑴制得的納米球中加入Al2O3，最后根據(jù)所焊接母材的不同，采用活性 劑保護(hù)法混合不同種類的合金粉末制得納米粉末。
[0013] 本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明既有合金鋼材的高強(qiáng)度，又有鈦金屬的優(yōu)異耐蝕性、 高靜摩擦系數(shù)等特點(diǎn)。本發(fā)明制得的焊層的硬度可達(dá)到HRC38,具有較高的結(jié)合強(qiáng)度和較 小的氣孔率，結(jié)合強(qiáng)度、抓附力較高，焊層厚度可達(dá)5毫米，致密度良好為0. 85,適用于明弧 焊，還可作為熱噴涂層材料的底層材料，具有優(yōu)異的結(jié)合強(qiáng)度，在相同的條件下，本發(fā)明的 結(jié)合強(qiáng)度、耐腐蝕性是普通絲材結(jié)合強(qiáng)度的2-3倍，可見(jiàn)本發(fā)明具有優(yōu)異的焊接性能。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段和創(chuàng)作特征易于明白了解，下面對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步闡 述。
[0015] 實(shí)施例一
[0016] -種硬質(zhì)Fe-Si-Mn-W焊層材料，其組分及各組分的質(zhì)量份數(shù)為Fe占16份、Si占 51份、Mn占10份、W占8份、Al 2O3占1份。
[0017] -種硬質(zhì)Fe-Si-Mn-W焊層材料的制備方法，包括以下步驟：
[0018] (1)采用氣霧化法制得Fe-Si-Mn-W的納米球；
[0019] (2)向步驟（1)制得的納米球中加入Al2O3，最后根據(jù)所焊接母材的不同，采用活性 劑保護(hù)法混合包括Al在內(nèi)的不同種類的合金粉末制得納米粉末。
[0020] 實(shí)施例二
[0021] 一種硬質(zhì)Fe-Si-Mn-W焊層材料，其組分及各組分的質(zhì)量份數(shù)為Fe占18份、Si占 55份、Mn占10份、W占8份、Al 2O3占1份。
[0022] -種硬質(zhì)Fe-Si-Mn-W焊層材料的制備方法，同實(shí)施例一。
[0023] 實(shí)施例三
[0024] 一種硬質(zhì)Fe-Si-Mn-W焊層材料，其組分及各組分的質(zhì)量份數(shù)為Fe占20份、Si占 61份、Mn占10份、W占8份、Al 2O3占1份。
[0025] -種硬質(zhì)Fe-Si-Mn-W焊層材料的制備方法，同實(shí)施例一。
[0026] 實(shí)施例四
[0027] -種硬質(zhì)Fe-Si-Mn-W焊層材料，其組分及各組分的質(zhì)量份數(shù)為Fe占22份、Si占 67份、Mn占10份、W占8份、Al 2O3占1份。
[0028] -種硬質(zhì)Fe-Si-Mn-W焊層材料的制備方法，同實(shí)施例一。
[0029] 采用明弧焊焊接技術(shù)在以20C〇鋼為基體的軋輥上制得Fe-Si-Mn-W焊層，帶有所 述焊層的基體與無(wú)所述焊層的基體的結(jié)合強(qiáng)度、顯微硬度、氣孔率以及抗磨粒磨損性能對(duì) 比實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1 :
[0030] 表1 Fe-Si-Mn-W焊層與20C〇鋼基體的性能對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果：
[0031]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種硬質(zhì)Fe-Si-Mn-W焊層材料，其特征在于：其組分及各組分的質(zhì)量份數(shù)為Fe占 16-22 份、Si 占 51-67 份、Mn 占 10 份、W 占 8 份、Al2O3占 1 份。
2. -種硬質(zhì)Fe-Si-Mn-W焊層材料的制備方法，其特征在于：包括以下步驟： (1) 采用氣霧化法制得Fe-Si-Mn-W的納米球； (2) 向步驟⑴制得的納米球中加入Al2O3，最后根據(jù)所焊接母材的不同，采用活性劑保 護(hù)法混合不同種類的合金粉末制得納米粉末。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種硬質(zhì)Fe-Si-Mn-W焊層材料及其制備方法，其組分及各組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為Fe占16-22份、Si占51-67份、Mn占10份、W占8份、Al2O3占1份，其制備方法為：采用氣霧化法制得Fe-Si-Mn-W的納米球；然后向制得的納米球中加入Al2O3，最后根據(jù)所焊接母材的不同，采用活性劑保護(hù)法混合不同種類的合金粉末制得納米粉末。本發(fā)明既有合金鋼材的高強(qiáng)度，又有鈦金屬的優(yōu)異耐蝕性、高靜摩擦系數(shù)等特點(diǎn)，制得的焊層的硬度可達(dá)到HRC38，具有較高的結(jié)合強(qiáng)度和較小的氣孔率，結(jié)合強(qiáng)度、抓附力較高，焊層厚度可達(dá)5毫米，致密度良好為0.85。
【IPC分類】B22F1-00, C22C30-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104858420
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510236064
【發(fā)明人】程敬卿
【申請(qǐng)人】蕪湖鼎恒材料技術(shù)有限公司
【公開(kāi)日】2015年8月26日
【申請(qǐng)日】2015年5月9日