铝锡药芯焊丝用的药芯、铝锡药芯焊丝及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种铝锡药芯焊丝用的药芯，所述药芯由如下质量百分数的化学成分组成：Sn：5

【技术实现步骤摘要】
铝锡药芯焊丝用的药芯、铝锡药芯焊丝及其制备方法


[0001]本专利技术涉及焊接材料及方法
，具体涉及铝锡药芯焊丝用的药芯、铝锡药芯焊丝及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着装备制造的快速发展，滑动轴承的需求量也快速增长，传统滑动轴承材料铜合金、巴氏合金，因为铜锡等有色金属资源的稀缺，使得滑动轴承的制造成本大幅增加，这种状况严重制约了滑动轴承行业的发展。寻找性能相当，或性能高于传统滑动轴承合金，并具有高性价比的新型滑动轴承合金材料是解决上述制约问题的研究方向。另外，传统的浇铸、轧制方法制作的滑动轴承加工成本高。相比较而言，采用堆焊技术堆焊性价比高于巴氏合金和铜合金的铝锡合金是滑动轴承制造的新途径。该方法设备简单，制作流程少，堆焊铝锡合金质量稳定，使用性能高于铜合金和巴士合金，综合成本低于铜合金和巴氏合金。可以满足相关企业降本增效的切实需求。
[0003]但是，长期以来钢背铝锡合金轴承材料只能使用浇铸、机械轧制。
[0004]基于上述情况，本专利技术提出了铝锡药芯焊丝用的药芯、铝锡药芯焊丝及其制备方法，可有效解决以上问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种铝锡药芯焊丝用的药芯、铝锡药芯焊丝及其制备方法，以解决现有技术中难以使用焊接方法实现钢背或铝合金背板熔覆堆焊铝锡合金材料的问题。
[0006]为解决以上技术问题，本专利技术提供的技术方案是：
[0007]一种铝锡药芯焊丝用的药芯，所述药芯由如下质量百分数的化学成分组成：Sn：5/>‑
45％，氟化物：10
‑
25％，，Cu：0.5
‑
2％，RE稀土元素：0.03
‑
1.0％,余量为Al及不可避免的杂质。
[0008]优选的，所述Sn为纯锡粉和纯锡线材中的至少一种或两种。
[0009]优选的，所述氟化物为氟铝酸钾、氟铝酸铯和氟铝酸铷中的至少一种或一种以上的混合物。
[0010]优选的，所述RE稀土元素为铈和钇中的至少一种或两种。
[0011]本专利技术还提供一种铝锡药芯焊丝，所述铝锡药芯焊丝包括铝制外皮和药芯；所述药芯为所述的铝锡药芯焊丝用的药芯。
[0012]优选的，所述铝制外皮为铝或铝合金。
[0013]优选的，所述铝合金由如下质量百分数的化学成分组成：Si：0.1
‑
6％，Fe：0.15
‑
0.35％，Cu：0.1
‑
0.5％，Mn：0.05％，Mg：0.05％，Zn：0.1
‑
0.2％，余量为Al及不可避免的杂质。
[0014]优选的，所述铝锡药芯焊丝中所述药芯占总质量的质量百分数为(填充率)为20
‑
50％。
[0015]优选的，所述铝制外皮的厚度为0.3
‑
0.6mm，所述铝锡药芯焊丝的直径为1.2
‑
2.0mm。
[0016]本专利技术还提供一种铝锡药芯焊丝的制备方法，包括如下步骤：
[0017]1)分别称取所述铝锡药芯焊丝用的药芯的各原料组分；
[0018]2)将所述铝锡药芯焊丝用的药芯的各原料氟化物助焊剂、锡粉、铜粉、稀土粉末混合均匀，通过送粉器定量将药芯粉末均匀送入药芯焊丝产线的铝带挤压变形工序，U型槽内，铝带通过不同定型滚轮传送带，由平面板变形为弧面板、U形槽、直至变形为O形管状焊丝，焊丝的药芯被包裹在管状焊丝内；或者所述铝锡药芯焊丝用的药芯的原料氟化物助焊剂、铜粉、稀土粉末混合均匀，并将锡线材至于中心位置，通过送粉器定量将氟化物助焊剂、铜粉、稀土粉末混合均匀送入药芯焊丝产线的铝带挤压变形工序，U型槽内，铝带通过不同定型滚轮传送带，由平面板变形为弧面板、U形槽、直至变形为O形管状焊丝，焊丝的药芯被包裹在管状焊丝内；
[0019]3)采用精密成型工艺将长条状的药芯条包裹在铝制外皮中；
[0020]4)再通过精拉减径、表面处理和密排层绕制成所述铝锡药芯焊丝。
[0021]本专利技术还提供一种基于铝锡药芯焊丝的焊接方法，包括如下：采用自动焊，在高纯氩气气体保护下，使用铝锡药芯焊丝对碳钢、合金钢或铝合金材质的滑动轴承工作面进行堆焊焊接，在连接面之间形成铝锡合金堆焊层；焊接电流为50
‑
180A，焊接电压为15
‑
25V，Ar气体流量为8
‑
25L/min。
[0022]本专利技术的基于铝锡药芯焊丝的焊接方法经过堆焊后形成均匀的Al和Sn机械混合物合金组织，其间弥散着Cu质点和δ相Cu
‑
Sn金属间化合物，氟化物作为助焊剂参与冶金反应后生成低熔点熔渣上浮在合金层表面。堆焊层的抗拉强度为90
‑
100MPa。
[0023]所述铝锡药芯焊丝焊丝通过CMT熔化极氩弧焊或钨极氩弧焊将铝锡合金堆焊到碳钢、合金钢或铝合金材料上，通过调控焊丝直径和工艺参数得到具有很高结合强度的铝锡合金堆焊层，且形成稳定均匀的焊缝组织，保证了基体材料与堆焊层之间的质量，保证了铝锡合金的滑动摩擦性能。
[0024]优选的，所述自动焊为脉冲TIG自动焊或CMT
‑
MIG自动焊。
[0025]优选的，所述堆焊焊接时母材温度为10
‑
120℃。
[0026]本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
[0027]本专利技术提供了一种铝锡药芯焊丝用的药芯、铝锡药芯焊丝及其制备方法，通过控制堆焊用焊丝药芯中氟化物的质量分数，在堆焊过程中，其可以吸附杂质、破除铝锡材料热熔结晶生成的氧化膜，从而达到铝锡合金可以连续均匀熔合以及铝锡合金与钢背或铝合金背的浸润性原子结合。另一方面，氟化物在冶金反应过程中吸附杂质，生成熔渣上浮到焊缝表面起到焊渣保护作用。同时，Si元素在冶金过程中强烈脱氧，极大的减少冶金过程中氧化锡的生成，氧化锡质点是铝锡合金中夹杂孔穴主要成因之一。采用本专利技术提供的焊丝进行堆焊后，其堆焊层的抗拉强度为90～100MPa。作为钢背增材堆焊轴承合金用铝锡药芯焊丝，保证300℃保温2小时热处理后，堆焊层铝锡合金晶粒细小，锡元素呈块状或团状均匀分布在铝基内，堆焊层表面无脱锡现象；并且焊接工艺性能良好，飞溅小，焊缝组织强化相与软基相分布均匀。该药芯焊丝合金系统和助焊剂设计合理。焊丝堆焊的综合成本低。
[0028]本专利技术解决了长期以来钢背铝锡合金轴承材料只能使用浇铸、机械轧制的局限。开创了钢背铝锡合金轴承制造的新途径。本专利技术中的铝锡药芯焊丝采用CMT熔化极氩弧焊堆焊或钨极氩弧焊堆焊，可以使用手工钨极氩弧焊，堆焊小批量零件。也可以使用自动钨极氩弧焊堆焊大批量零件，同理可以使用手工CMT熔化极氩弧焊堆焊小批量零件，也可以使用自动CMT熔化极氩弧焊堆焊大批量零件。优选地，自动堆焊过程连续，减少了焊接接头，极大的提高了生产效率，且焊接质量好，节约能源，降低了综合成本。
[0029]在滑动轴承制造行业，为了降本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铝锡药芯焊丝用的药芯，其特征在于，所述药芯由如下质量百分数的化学成分组成：Sn：5
‑
45％，氟化物：10
‑
25％，，Cu：0.5
‑
2％，RE稀土元素：0.03
‑
1.0％,余量为Al及不可避免的杂质。2.根据权利要求1所述的铝锡药芯焊丝用的药芯，其特征在于，所述Sn为纯锡粉和纯锡线材中的至少一种或两种。3.根据权利要求1所述的铝锡药芯焊丝用的药芯，其特征在于，所述氟化物为氟铝酸钾、氟铝酸铯和氟铝酸铷中的至少一种或一种以上的混合物。4.根据权利要求1所述的铝锡药芯焊丝用的药芯，其特征在于，所述RE稀土元素为铈和钇中的至少一种或两种。5.一种铝锡药芯焊丝，其特征在于，所述铝锡药芯焊丝包括铝制外皮和药芯；所述药芯为权利要求1至4任一项所述的铝锡药芯焊丝用的药芯。6.根据权利要求5所述的铝锡药芯焊丝，其特征在于，所述铝制外皮为铝或铝合金。7.根据权利要求6所述的铝锡药芯焊丝，其特征在于，所述铝合金由如下质量百分数的化学成分组成：Si：0.1
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6％，Fe：0.15
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0.35％，Cu：0.1
‑
0.5％，Mn：0.05％，Mg：0.05％，Zn：0.1
‑
0.2％，余量...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹忠慰，
申请(专利权)人：浙江涟屹轴承科技有限公司，
类型：发明
国别省市：