金属表面高耐磨复合焊层焊料与制备方法以及在金属零部件方面的应用技术

本发明专利技术属金属表面耐磨材料领域，尤其涉及金属表面高耐磨复合焊层焊料与制备方法以及在金属零部件方面的应用，包括组份A及组份B；以质量百分含量计，组份A包括：钨75～86%；碳3～9%；钴7～16%；以质量百分含量计，组份B包括：铬4～9%；硼2～5%；硅3～8%；铁2～5%；钛0.03～0.08%；碳0.04～0.08%；镍70～88.93%；按原料的投料比将钨、碳及钴混合，搅拌，并进行压制，烧结成块，然后进行粉碎和分筛，即得组份A；按原料的投料比将铬、硼、硅、铁、钛、碳及镍混合，搅拌，经熔炼、雾化、冷却、筛分，即得组份B。本发明专利技术焊层厚度厚、耐蚀性能力强，使用寿命长，结合力理想，抗摩擦性能显著。

【技术实现步骤摘要】
金属表面高耐磨复合焊层焊料与制备方法以及在金属零部件方面的应用
本专利技术属金属表面耐磨材料领域，尤其涉及金属表面高耐磨复合焊层焊料与制备方法以及在金属零部件方面的应用。
技术介绍
金属表面耐磨处理通常分为普通热处理、表面热处理和化学热处理。这些处理都是为了提高金属材料的表面硬度，进而提高耐磨性。常见的普通热处理，用于提高硬度的就是淬火，淬火后通常需要回火，以稳定材料的组织表面热处理，常见的是物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积(CVD)，两者的区别是沉积材料是否与基体材料发生化学反应，不反映为前者，有化学反应为后者。共同的特点是都会大幅度提高金属材料的表面硬度。许多机械设备零部件制造所用的材料以金属为主，但在使用中金属材料由于摩擦造成磨损是难以避免的，所以做好金属抗磨尤为重要。为防止金属设备表面磨损腐蚀，一般会在其表面涂有一层耐磨涂层。从而减少维修费用、提高设备的利用率。现有金属表面耐磨材料普遍存在着结合力弱，耐蚀性能力差，涂层厚度薄，使用寿命短，抗摩擦能力不足等问题。
技术实现思路
本专利技术旨在克服现有技术的不足而提供一种耐腐蚀性能强，结合力理想，抗摩擦性能显著、表面硬度高的金属表面高厚度焊层，从而延长部件使用寿命的金属表面高耐磨复合焊层焊料与制备方法。本专利技术还提供一种上述金属表面高耐磨复合焊层焊料在金属零部件方面的应用。为解决上述技术问题，本专利技术是这样实现的：一种金属表面高耐磨复合焊层焊料，包括组份A及组份B；以质量百分含量计，组份A包括：<br>钨75～86％；碳3～9％；钴7～16％；以质量百分含量计，组份B包括：上述金属表面高耐磨复合焊层焊料的制造方法，包括如下步骤：(1)组份A的制备按原料的投料比将碳化钨及钴混合，搅拌，并进行压制，烧结成块，然后进行粉碎和分筛；(2)组份B的制备按原料的投料比将铬、硼、硅、铁、钛、碳及镍混合，搅拌，经熔炼、雾化、冷却、筛分；(3)将步骤(1)所得组份A粉末及步骤(2)所得组份B粉末混合搅拌均匀，并进行烘干处理，即得目的产物；(4)将步骤(3)所得焊层材料真空包装。上述金属表面高耐磨复合焊层焊料在金属零部件方面的应用，按如下方式实施：(1)根据零部件图纸设计焊层模具及工件的加工图；所述零部件为冲压模具的模冲；模具材料为石墨；(2)对零部件清洗烘干；(3)根据工件所需的耐磨部位及厚度，设计石墨模具图及工件图；按图加工石墨模具及工件；将所得石墨模具、工件及耐磨焊层材料组合一起，在真空炉中焊接；焊接条件为加热50～80分钟至750～850℃，在750～850℃维持15～30分钟，再加热至900～1110℃，在900～1110℃维持35～70分钟。上述金属表面高耐磨复合焊层焊料在金属零部件方面的应用，按如下方式实施：(1)根据零部件图纸设计焊层模具及工件的加工图纸，所述零部件为内腔焊层工件；模具材料为陶瓷；(2)陶瓷模具的制备方法如下：a、将陶瓷片清洁，干燥，并粉碎为粉末后与石墨烯充分混合均匀，一并倒入砂磨机内进行碾磨；b、将步骤a所得产物加水搅拌，放入固化剂及增韧剂形成膏状体；所述固化剂及增韧剂的重量比依次为25:12；c、将步骤b所得膏状体放入模型模具内并将装满膏状体的模型模具放置窖炉内烧结；(3)将所得的陶瓷模具、工件清洗后，把陶瓷模具、工件、耐磨焊层材料组合一起，在真空炉中焊接，焊接条件为：加热50～80分钟至750～850℃，在750～850℃维持15～30分钟，再加热至900～1110℃，在900～1110℃维持35～70分钟，再加热至1000～1250℃，在1000～1250℃维持50～80分钟。上述金属表面高耐磨复合焊层焊料在金属零部件方面的应用，按如下方式实施：(1)根据零部件图纸设计焊层模具及工件的加工图；所述零部件为高线导辊类外部焊层工件；模具材料为刚玉砂；(2)对零部件清洗烘干；(3)根据图纸制做砂模模具及工件并准备好刚玉砂；将模具、工件、刚玉及耐磨焊层材料组合一起，在真空炉中焊接。焊接条件为：加热50～80分钟至750～850℃，在750～850℃维持15～30分钟，再加热至900～1110℃，在900～1110℃维持35～70分钟，再加热至1000～1250℃，在1000～1250℃维持70～100分钟。上述金属表面高耐磨复合焊层焊料在金属零部件方面的应用，按如下方式实施：(1)根据零部件图纸设计焊层模具，确定模具材料；所述零部件为外部加焊耐磨层，模具局部焊耐磨层，管内焊耐磨层；根据工件所需的耐磨部位及厚度，设计陶瓷模、石墨模、砂模及工件加工图；按设计图要求加工焊接模具及工件；(2)对零部件清洗烘干；(3)将陶瓷模、石墨模或砂模与工件及耐磨焊层焊料组合在一起，置入真空炉焊接成型。本专利技术焊层结合力强(属冶金结合)，高厚度、耐磨、耐蚀性能好，使用寿命长，耐腐蚀性能理想，抗摩擦性能显著。本专利技术对酸的抗腐蚀性很强，除硝酸及王水外对一般酸均不起作用。本专利技术焊层会在工件表面形成一层致密、牢固的润滑膜厚，隔断了金属基体与空气的接触，使其不易出现锈蚀现象。摩擦磨损检测实验结果一、利用磨损试验机对金属磨损性能进行智能检测二、检测原理利用磨损试验机进行圆盘-销式实验，在一定的加载条件下，对式样进行干摩擦。不同的磨损时间得到不同的磨损量，利用天平对磨损量进行测定；摩擦力矩和摩擦系数由微机记录系统得到。三、检测设备计算机：MG-2000型高速高温摩擦磨损试验机：电子天平(sartorious,BS224S,Max220g,d＝0.0001g)；四、式样尺寸：Ф6mm×10mm；摩擦副W18Cr4V(直径60mm圆块)；五、数据处理以磨损时间为横轴，磨损量为纵轴绘制磨损量-时间曲线，以时间为横轴，摩擦系数为纵轴，绘制摩擦系数-时间曲线。两种样品曲线绘制在一起，以便比较。六、误差磨损试验机加载误差1％；转速误差2％；力矩误差1％。检测结果(磨损量mg)时间(min)20406080焊层材料(1#)0.30.81.03.8Cr12MoV(2#)2.97.511.847.5武Ⅱ(3#)10.214.320.728.4上Ⅲ(4#)20.439.161.8107.7上述数据可明显看出，采用本专利技术焊层材料(1#)耐磨性能。参见图6所示，图6为本专利技术磨损失重-时间曲线，从图6磨损失重曲线可明显看出，采用本专利技术焊层材料(1#)耐本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属表面高耐磨复合焊层焊料，其特征在于，包括组份A及组份B；/n以质量百分含量计，组份A包括：/n钨 75～86%；/n碳 3～9%；/n钴 7～16%；/n以质量百分含量计，组份B包括：/n铬 4～9%；/n硼 2～5%；/n硅 3～8%；/n铁 2～5%；/n钛 0.03～0.08%；/n碳 0.04～0.08%；/n镍 70～88.93%。/n

【技术特征摘要】
1.一种金属表面高耐磨复合焊层焊料，其特征在于，包括组份A及组份B；
以质量百分含量计，组份A包括：
钨75～86%；
碳3～9%；
钴7～16%；
以质量百分含量计，组份B包括：
铬4～9%；
硼2～5%；
硅3～8%；
铁2～5%；
钛0.03～0.08%；
碳0.04～0.08%；
镍70～88.93%。


2.根据权利要求1所述的金属表面高耐磨复合焊层焊料的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）组份A的制备
按原料的投料比将碳化钨及钴混合，搅拌，并进行压制，烧结成块，然后进行粉碎和分筛；
（2）组份B的制备
按原料的投料比将铬、硼、硅、铁、钛、碳及镍混合，搅拌，经熔炼、雾化、冷却、筛分；
（3）将步骤（1）所得组份A粉末及步骤（2）所得组份B粉末混合搅拌均匀，并进行烘干处理，即得目的产物；
（4）将步骤（3）所得焊层材料真空包装。


3.根据权利要求1所述的金属表面高耐磨复合焊层焊料在金属零部件方面的应用，其特征在于，按如下方式实施：
（1）根据零部件图纸设计焊层模具及工件的加工图；所述零部件为冲压模具的模冲；模具材料为石墨；
（2）对零部件清洗烘干；
（3）根据工件所需的耐磨部位及厚度，设计石墨模具图及工件图；按图加工石墨模具及工件；将所得石墨模具、工件及耐磨焊层材料组合一起，在真空炉中焊接；焊接条件为加热50～80分钟至750～850℃，在750～850℃维持15～30分钟，再加热至900～1110℃，在900～1110℃维持35～70分钟。


4.根据权利要求1所述的金属表面高耐磨复合焊层焊料在金属零部件方面的应用，其特征在于，按如下方式实施：
（1）根据零部件图纸设计焊层模具及工件的加工图纸，所述零部件为内腔焊层工件；模具材料为陶瓷；
（2）陶瓷模具的制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨传志，祁丽，
申请(专利权)人：杨传志，
类型：发明
国别省市：辽宁;21