高温镍基合金用丝极埋弧烧结焊剂及其制备方法技术

本发明专利技术涉及高温镍基合金用丝极埋弧烧结焊剂及其制备方法。具体地说，该高温镍基合金用丝极埋弧焊烧结焊剂，由如下细粉混合制成：萤石、硅线石、白刚玉、菱苦土、云母、冰晶石、陶土。该焊剂是照如下工艺制备得到的：将配方比例的萤石、硅线石、白刚玉、菱苦土、云母、冰晶石、陶土七种细粉混合干拌，然后加入硅酸钾钠继续搅拌混合，得到混合物；将该混合物先进行低温180～230℃烘干，再经高温700～900℃烧结、过筛，得到呈颗粒状的高温镍基合金用丝极埋弧焊烧结焊剂。本发明专利技术所得焊剂呈现如说明书所述优良效果。所述优良效果。

【技术实现步骤摘要】
高温镍基合金用丝极埋弧烧结焊剂及其制备方法


[0001]本专利技术属于焊接材料领域，涉及一种烧结焊剂，具体涉及一种高温镍基合金用丝极埋弧烧结焊剂。该烧结焊剂配合镍基合金焊丝，可用于镍基合金的焊接，并呈现如本文所述优良效果。本专利技术还涉及此类高温镍基合金用丝极埋弧烧结焊剂的制备方法。

技术介绍

[0002]近年来随着现代工业的发展，对材料性能的要求越来越高，设备的服役环境越来越苛刻。为了满足各种严苛的使用环境，耐高压、高温的镍基耐蚀合金凭借其优异的性能得到各行业的普遍认可。广泛应用于陆基或船基燃汽轮机，各种航天、航空发动机的高温燃烧室、热电厂的烟气脱硫设备、军用武器装备以及石油精炼及各种化工等传统工业设备上，镍基合金在核电、光电等清洁能源领域中的应用也占据重要地位，耐高压、高温的镍基耐蚀合金需求量日益增长，因此高效的高温镍基合金用丝极埋弧焊焊材的开发，将有显著的经济效益和广阔的应用前景。
[0003]镍基合金焊接时，焊缝中的主要成分是铁和镍，铁和镍能够无限互溶，不形成金属间化合物。在一般情况下，焊接接头的熔合区不会形成扩散层。焊接的主要问题是在焊缝中容易产生气孔和热裂纹。对固溶强化的镍基合金，为了避免在冷却过程中形成碳化物或致脆化的细粒，要求从固溶退火温度就进行快速冷却。
[0004]固溶强化处理会通过提高固溶温度，延长固溶时间，增加固溶步骤来减少合金元素偏析，但随着固溶温度的升高，合金的室温抗拉强度和屈服强度逐渐降低，而伸长率逐渐升高。因此要确保焊缝金属在固溶退火温度快速冷却后的力学性能。
[0005]基于上述背景，开发一种高温镍基合金用丝极埋弧烧结焊剂，配合镍基合金焊丝焊接后，所得焊缝金属具有良好的抗晶间腐蚀能力和高温拉伸强度，和/或，焊缝金属及其焊接接头经固溶处理后仍具备优异的高温拉伸性能并满足相应工况的使用条件，仍是本领域技术人员迫切期待的。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的提供一种高温镍基合金用丝极埋弧焊烧结焊剂，期待其配合镍基合金焊丝焊接后，所得焊缝金属具有良好的抗晶间腐蚀能力和/或高温拉伸强度，和/或，焊缝金属及其焊接接头经固溶处理后，仍具备优异的高温拉伸性能，满足相应工况的使用条件。本专利技术人出人意料的发现，所设计的主要化学成分为CaF2‑
Al2O3的铝氟碱型烧结焊剂，配合镍合金焊丝施焊，能够获得一个或者多个上述优良技术性能，本专利技术基于此类发现而得以完成。
[0007]为此，本专利技术第一方面提供了一种高温镍基合金用丝极埋弧焊烧结焊剂，其特征在于，其是由如下比例细粉混合制成：萤石30
‑
40重量份、硅线石15
‑
30重量份、白刚玉20
‑
30重量份、菱苦土3
‑
10重量份、云母3
‑
10重量份、冰晶石3
‑
10重量份、陶土3
‑
10重量份。
[0008]根据本专利技术第一方面的高温镍基合金用丝极埋弧焊烧结焊剂，其特征在于，其是
由如下比例细粉混合制成：萤石30
‑
38重量份、硅线石15
‑
25重量份、白刚玉20
‑
25重量份、菱苦土6
‑
10重量份、云母5
‑
7重量份、冰晶石5
‑
7重量份、陶土5
‑
10重量份。
[0009]根据本专利技术第一方面的高温镍基合金用丝极埋弧焊烧结焊剂，其特征在于，其是由如下比例细粉混合制成：萤石35重量份、硅线石18重量份、白刚玉22重量份、菱苦土8重量份、云母5重量份、冰晶石6重量份、陶土8重量份。例如其具有任一实施例所述配料比例。
[0010]根据本专利技术第一方面的高温镍基合金用丝极埋弧焊烧结焊剂，其特征在于，其是由所述比例的细粉与粘结剂硅酸钾钠制备得到的颗粒物。
[0011]根据本专利技术第一方面的高温镍基合金用丝极埋弧焊烧结焊剂，其特征在于，其是由所述比例的细粉与粘结剂硅酸钾钠制备得到的颗粒物，所用硅酸钾钠重量是细粉总重量的22～25％。
[0012]根据本专利技术第一方面的高温镍基合金用丝极埋弧焊烧结焊剂，其特征在于，所述粘结剂硅酸钾钠的钾钠比为1.5:1。
[0013]根据本专利技术第一方面的高温镍基合金用丝极埋弧焊烧结焊剂，其特征在于，所述粘结剂硅酸钾钠的模数为2.7。
[0014]根据本专利技术第一方面的高温镍基合金用丝极埋弧焊烧结焊剂，其特征在于，所述粘结剂硅酸钾钠在温度为20℃时其波美度为43。
[0015]根据本专利技术第一方面的高温镍基合金用丝极埋弧焊烧结焊剂，其特征在于，所述粘结剂硅酸钾钠的钾钠比为1.5:1、模数为2.7、20℃时波美度为43。
[0016]根据本专利技术第一方面的高温镍基合金用丝极埋弧焊烧结焊剂，其特征在于，其是照如下工艺制备得到的：将配方比例的萤石、硅线石、白刚玉、菱苦土、云母、冰晶石、陶土七种细粉混合干拌(例如2～10min，例如3min～5min)，然后加入硅酸钾钠继续搅拌混合(例如2～10min，例如4min～6min)，得到混合物；将该混合物先进行低温(例如180～230℃例如200℃)烘干(例如35
‑
60min，例如45min，例如除去99％的水分)，再经高温(例如700～900℃例如800℃)烧结(例如50
‑
70min，例如60min)、过筛，得到呈颗粒状的高温镍基合金用丝极埋弧焊烧结焊剂(其可用于与相应焊丝配套使用)。
[0017]根据本专利技术第一方面的高温镍基合金用丝极埋弧焊烧结焊剂，其具有10
‑
60目的粒度，例如具有10～50目的粒度。
[0018]根据本专利技术第一方面的高温镍基合金用丝极埋弧焊烧结焊剂，其具有如下N1～N5任一项所述重量比例的配方：
[0019]N1：萤石30重量份、硅线石25重量份、白刚玉20重量份、菱苦土10重量份、云母5重量份、冰晶石5重量份、陶土5重量份；
[0020]N2：萤石35重量份、硅线石15重量份、白刚玉25重量份、菱苦土8重量份、云母5重量份、冰晶石5重量份、陶土10重量份；
[0021]N3：萤石35重量份、硅线石18重量份、白刚玉22重量份、菱苦土8重量份、云母5重量份、冰晶石6重量份、陶土8重量份；
[0022]N4：萤石35重量份、硅线石20重量份、白刚玉20重量份、菱苦土6重量份、云母5重量份、冰晶石7重量份、陶土8重量份；
[0023]N5：萤石35重量份、硅线石18重量份、白刚玉22重量份、菱苦土6重量份、云母7重量份、冰晶石7重量份、陶土8重量份。
[0024]根据本专利技术第一方面的高温镍基合金用丝极埋弧焊烧结焊剂，其具有如下N1～N5任一项所述重量比例的配方：
[0025]N1：萤石30重量份、硅线石25重量份、白刚玉20重量份、菱苦土10重量份、云母5重量份、冰晶石5重量份、陶土5重量份；
[0026]N2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高温镍基合金用丝极埋弧焊烧结焊剂，其特征在于，其是由如下比例细粉混合制成：萤石30
‑
40重量份、硅线石15
‑
30重量份、白刚玉20
‑
30重量份、菱苦土3
‑
10重量份、云母3
‑
10重量份、冰晶石3
‑
10重量份、陶土3
‑
10重量份。2.根据权利要求1所述的高温镍基合金用丝极埋弧焊烧结焊剂，其特征在于，其是由如下比例细粉混合制成：萤石30
‑
38重量份、硅线石15
‑
25重量份、白刚玉20
‑
25重量份、菱苦土6
‑
10重量份、云母5
‑
7重量份、冰晶石5
‑
7重量份、陶土5
‑
10重量份。3.根据权利要求1所述的高温镍基合金用丝极埋弧焊烧结焊剂，其特征在于，其是由如下比例细粉混合制成：萤石35重量份、硅线石18重量份、白刚玉22重量份、菱苦土8重量份、云母5重量份、冰晶石6重量份、陶土8重量份。4.根据权利要求1所述的高温镍基合金用丝极埋弧焊烧结焊剂，其特征在于，其是由所述比例的细粉与粘结剂硅酸钾钠制备得到的颗粒物；其是由所述比例的细粉与粘结剂硅酸钾钠制备得到的颗粒物，所用硅酸钾钠重量是细粉总重量的22～25％；所述粘结剂硅酸钾钠的钾钠比为1.5:1；所述粘结剂硅酸钾钠的模数为2.7；和/或所述粘结剂硅酸钾钠在温度为20℃时其波美度为43。5.根据权利要求1所述的高温镍基合金用丝极埋弧焊烧结焊剂，其特征在于，所述粘结剂硅酸钾钠的钾钠比为1.5:1、模数为2.7、20℃时波美度为43。6.根据权利要求1所述的高温镍基合金用丝极埋弧焊烧结焊剂，其特征在于，其是照如下工艺制备得到的：将配方比例的萤石、硅线石、白刚玉、菱苦土、云母、冰晶石、陶土七种细粉混合干拌(例如2～10min，例如3min～5min)，然后加入硅酸钾钠继续搅拌混合(例如2～10min，例如4min～6min)，得到混合物；将该混合物先进行低温(例如180～230℃例如200℃)烘干(例如35
‑
60min，例如45min，例如除去99％的水分)，再经高温(例如700～900℃例如800℃)烧结(例如50
‑
70min，例如60min)、过筛，得到呈颗粒状的高温镍基合金用丝极埋弧焊烧结焊剂。7.根据权利要求1所述的高温镍基合金用丝极埋弧焊烧结焊剂，其具有10
‑
60目的粒度，例如具有10～50目的粒度。8.根据权利要求1所述的高温镍基合金用丝极埋弧焊烧结焊剂，其具有如下N1～N5任一项所述重量比例的配方：N1：萤石30重量份、硅线石25重量份、白刚玉20重量份、菱苦土10重量份、云母5重量份、冰晶石5重量份、陶土5重...

【专利技术属性】
技术研发人员：王学东，李伟，边境，朱海滨，李柱，王立志，姜澎，眭向荣，王士山，
申请(专利权)人：中冶建筑研究总院有限公司，
类型：发明
国别省市：