一种焊接材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种焊接材料及其制备方法。该焊接材料由以下质量份数的原料组成：25~30份W，43~55份Mo，8~10份Ni，8~10份Co，3~5份Fe，1~2份Ti、V、Ru、Re中至少一种。制备方法为：将上述原料中加入乙醇，在氩气下充分研磨后干燥，再加入润滑剂混匀进行温压成型，最后经氢气预烧除去润滑剂即可。本发明专利技术焊接材料特别适用于合金钢与钨电极之间的焊接，可增加该两种材料成分的同质性，增大接口强度，保证钨电极在工作时的耐久性；焊接后的钨电极较常规钨电极，既降低了成本又能保持原有焊接性能，接口强度高，良好的起弧性能，电弧静特性好，抗高温蠕变和抗烧蚀性能等，能够在各种工况下替代常规钨电极。

【技术实现步骤摘要】
一种焊接材料及其制备方法
本专利技术属于稀有难熔金属焊接材料领域，涉及一种焊接材料及其制备方法。
技术介绍
焊接工艺是一种以加热方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术。不同的焊接方法有不同的焊接工艺和焊接材料。焊接材料主要根据被焊工件的材质、化学成分，焊件结构类型，焊接性能要求来确定。焊接时形成的连接两个被连接体的接缝称为焊缝（或接口）。接口的两侧在焊接时会受到焊接热作用，而发生组织和性能变化，这一区域被称为热影响区。焊接时因工件材料、焊接材料、焊接电流等不同，焊后在焊缝和热影响区可能产生过热、脆化、淬硬或软化现象，也使焊件性能下降，恶化焊接性。这就需要调整焊接条件，焊前对焊件接口处预热、焊时保温和焊后热处理可以改善焊件的焊接质量。钨电极在实际使用过程中，由于需要夹持，电极棒后端常会有3~5cm利用不到，造成材料的极大浪费和使用成本的增加。因此可以将钨电极棒末端3~5cm换成其他廉价材料，如Cr-W-Mo-V合金钢，将大大降低钨电极的加工和使用成本，节省大量钨资源和稀土资源。但采用什么样的焊接材料和焊接工艺才能即可以将钨电极与Cr-W-Mo-V合金钢在高温下进行完整的焊接，又能保证接口的高强度及焊件的良好性能，是目前急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种焊接材料。本专利技术的另一目的在于提供一种焊接材料的制备方法。本专利技术所采取的技术方案是：一种焊接材料，其由以下质量份数的原料组成：25~30份W，43~55份Mo，8~10份Ni，8~10份Co，3~5份Fe，1~2份Ti、V、Ru、Re中的至少一种。进一步的，上述原料W的粒径为20~800µm，Mo的粒径为10~500µm，Ni、Co、Fe、Ti、V、Ru、Re的粒径独立为10~400µm。一种焊接材料的制备方法，包括以下步骤：1）称取以下质量份的原料粉末：25~30份W，43~55份Mo，8~10份Ni，8~10份Co，3~5份Fe，1~2份Ti、V、Ru、Re中的至少一种，混匀；2）球磨：在球磨罐中加入混匀的原料和乙醇，在氩气气氛下以100~300r/min研磨30~50h，将研磨后的粉末进行干燥；3）将干燥后的粉末中加入润滑剂，混合30~180min，取混合物按照需要的规格进行温压成型，得到成型坯；4）将成型坯在400~900℃条件下经氢气氛预烧5~20min，除去其中的润滑剂，即可。进一步的，上述步骤2）中乙醇体积与原料粉末重量和的比为（0.4～1.2）mL：1g。进一步的，上述步骤2）中所述干燥为在红外灯照射下进行干燥。进一步的，上述红外灯的功率为100~500W。进一步的，上述干燥的时间为5~10min。进一步的，上述步骤3）中所述润滑剂的质量为原料粉末重量和的2%～20%。进一步的，上述润滑剂选自二甲基硅油、硬脂酸正丁酯、石蜡、甘油中至少一种。进一步的，上述步骤3）中所述温压成型所用压机为落锤式高速压制成形机，压制速率2~5m/s，冲击锤质量100kg，温度为20~28℃，模具为硬质合金材料制成，模具加热温度为80~180℃。本专利技术的有益效果是：1）本专利技术焊接材料的原料配方独特，廉价易得，制备方法简便易行快速。2）本专利技术焊接材料焊接后的接口的强度高，可高达498.8N，对应接口的正应力近800~1000MPa。3）本专利技术焊接材料特别适用于合金钢与钨电极之间的焊接，增加了与两边材料成分的同质性，增大了冶金结合界面强度，保证了钨电极在工作时的耐久性；焊接后的钨电极较常规钨电极，既降低了成本又能保持原有焊接性能，如接口强度高，良好的起弧性能，电弧的静特性好，抗高温蠕变性能和抗烧蚀性能，能够在各种工况下替代常规钨电极。附图说明图1为推力计测定焊接接口部位力学强度的示意图；图2为焊接后钨电极零场发射电流密度随温度变化曲线；图3为焊接后钨电极的电弧静特性曲线。具体实施方式实施例1：1）按表1的配比称取各原料粉末共250g，混匀；表1焊接材料的原料配方2）球磨：在球磨罐中加入上述混匀的原料、乙醇100~300ml、硬质合金球0.25~2.5kg，在氩气气氛下以100~300r/min研磨30~50h，将研磨后的粉末在功率为100~500W红外灯下进行干燥5~10min；3）将干燥后的粉末中加入5~50g润滑剂（二甲基硅油、硬脂酸正丁酯、石蜡、甘油中至少一种），混合30~180min，取0.4~2.0g复合粉末进行温压成型制得厚0.5~0.8mm的圆片状合金坯，得到成型坯；其中温压成型所用压机为落锤式高速压制成形机，压制速率2~5m/s，冲击锤质量100kg，温度为20~28℃，模具为硬质合金材料制成，模具加热温度为80~180℃；4）将成型坯在卧式电阻炉中400~900℃条件下经氢气氛预烧5~20min，除去其中的润滑剂，即可。实施例2：1）按表2的配比称取各原料粉末共250g，混匀；表2焊接材料的原料配方2）球磨：在球磨罐中加入上述混匀的原料、乙醇200ml、硬质合金球0.5kg，在氩气气氛下以300r/min研磨30h，将研磨后的粉末在功率为200W红外灯下进行干燥10min；3）将干燥后的粉末中加入35g润滑剂硬脂酸正丁酯，混合60min，取1.0g复合粉末进行温压成型制得厚0.5mm的圆片状合金坯，得到成型坯；其中温压成型所用压机为落锤式高速压制成形机，压制速率4m/s，冲击锤质量100kg，温度为20~28℃，模具为硬质合金材料制成，模具加热温度为120℃；4）将成型坯在卧式电阻炉中500℃条件下经氢气氛预烧10min，除去其中的润滑剂，即可。实施例3：1）按表3的配比称取各原料粉末共250g，混匀；表3焊接材料的原料配方2）球磨：在球磨罐中加入上述混匀的原料、乙醇200ml、硬质合金球0.5kg，在氩气气氛下以300r/min研磨30h，将研磨后的粉末在功率为200W红外灯下进行干燥10min；3）将干燥后的粉末中加入35g润滑剂二甲基硅油，混合60min，取1.0g复合粉末进行温压成型制得厚0.5mm的圆片状合金坯，得到成型坯；其中温压成型所用压机为落锤式高速压制成形机，压制速率4m/s，冲击锤质量100kg，温度为20~28℃，模具为硬质合金材料制成，模具加热温度为120℃；4）将成型坯在卧式电阻炉中500℃条件下经氢气氛预烧10min，除去其中的润滑剂，即可。实施例41）按表4的配比称取各原料粉末共250g，混匀；表4焊接材料的原料配方2）球磨：在球磨罐中加入上述混匀的原料、乙醇300ml、硬质合金球2.5kg，在氩气气氛下以100r/min研磨50h，将研磨后的粉末在功率为500W红外灯下进行干燥5min；3）将干燥后的粉末中加入50g润滑剂甘油，混合180min，取1.0g复合粉末进行温压成型制得厚0.5mm的圆片状合金坯，得到成型坯；其中温压成型所用压机为落锤式高速压制成形机，压制速率5m/s，冲击锤质量100kg，温度为28℃，模具为硬质合金材料制成，模具加热温度为180℃；4）将成型坯在卧式电阻炉中900℃条件下经氢气氛预烧5min，除去其中的润滑剂，即可。实施例51）按表5的配比称取各原料粉末共250g，混匀；表5焊接材料的原料配方2）球磨：在球磨罐中加入上述混匀的原料、乙醇100ml、硬本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种焊接材料，其特征在于：其由以下质量份数的原料组成：25~30份W，43~55份Mo，8~10份Ni，8~10份Co，3~5份Fe，1~2份Ti、V、Ru、Re中的至少一种。

【技术特征摘要】
1.一种用于合金钢与钨电极之间焊接的焊接材料，其特征在于：其由以下质量份数的原料组成：25~30份W，43~55份Mo，8~10份Ni，8~10份Co，3~5份Fe，1~2份Ti、V、Ru、Re中的至少一种。2.根据权利要求1所述的一种用于合金钢与钨电极之间焊接的焊接材料，其特征在于：所述原料W的粒径为20~800µm，Mo的粒径为10~500µm，Ni、Co、Fe、Ti、V、Ru、Re的粒径独立为10~400µm。3.权利要求1所述的一种焊接材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1）按权利要求1所述的配比称取各原料粉末，混匀；2）球磨：在球磨罐中加入混匀的原料和乙醇，在氩气气氛下以100~300r/min研磨30~50h，将研磨后的粉末进行干燥；3）将干燥后的粉末中加入润滑剂，混合30~180min，取混合物按照需要的规格进行温压成型，得到成型坯；4）将成型坯在400~900℃条件下经氢气氛预烧5~20min...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐玄，顾进跃，顾伟华，袁克艳，
申请(专利权)人：深圳市威勒达科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44