一种碳化硼焊接料的制造方法技术

技术编号:9981981 阅读:179 留言:0更新日期:2014-05-01 00:02
本发明专利技术公开了一种碳化硼焊接料的制造方法,包括制备碳化硼,其中制备碳化硼包括如下步骤:(1)碳纳米管的纯化与分散处理;(2)合成原料准备;(3)原料的化学反应及热处理;(4)超高压合成;(5)残余应力消除。根据该方法可以制成化学性质稳定且耐高温性能好的焊接料。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了,包括制备碳化硼,其中制备碳化硼包括如下步骤:(1)碳纳米管的纯化与分散处理;(2)合成原料准备;(3)原料的化学反应及热处理;(4)超高压合成;(5)残余应力消除。根据该方法可以制成化学性质稳定且耐高温性能好的焊接料。【专利说明】
本专利技术涉及一种焊接料的制造方法。
技术介绍
碳化硼(boron carbide),又名一碳化四硼,分子式为B4C,通常为灰黑色粉末。碳化硼俗称人造金刚石,其相对密度2.52,熔点2350°C,沸点> 3500°C,显微硬度> 3500kgf/_2,抗弯强度> 400Mpa,是一种有很高硬度的硼化物。与酸、碱溶液不起反应,容易制造而且价格相对便宜。由于碳化硼耐高温、化学性质稳定,因此碳化硼可用于特殊焊接,作为良好的焊接料。而如何合成性能优异的碳化硼材料一直是本领域技术人员致力解决的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种碳化硼焊接料,其包括化学性质稳定且耐高温性能好的碳化硼的制备方法。为了解决上述技术问题,本专利技术提供的焊接料的制造方法包括制备碳化硼,其中制备碳化硼包括如下步骤:(I)碳纳米管的纯化与分散处理:多壁或者单壁的碳纳米管采用丙酮浸泡清洗,纯化工艺如常规方法,然后将碳纳米管放置于混合溶液中进行超声波振荡分散,最后放入烘箱内烘干;(2)合成原料准备:合成原料配方:质量分数0.5?5%分散后的碳纳米管,其两倍摩尔比的氧化硼,粘接剂为18?22%,余量为粒径范围5μπι?20μπι的金刚石微粉,硬质合金基体;在使用之前金刚石微粉进行表面净化处理和预石墨化,硬质合金基体和粘接剂进行表面净化处理;使用的其他辅助材料进行相应的清洗处理;组装前的叶腊石块、叶腊石环必须除去水分;将金刚石微粉、粘接剂、碳纳米管和氧化硼混合料,先用无水乙醇湿混,烘干后干混制成混合原料;(3)原料的化学反应及热处理:将混合原料加热至800?900°C,时间为0.5?1.5h ;然后将反应后的原料放置在温度为80?100°C的烘箱中保存备用;(4)超高压合成:将合成块放置于叶腊石块模具中,在模具外加装上叶腊石环、导电钢圈和触媒片,在六面顶压机中进行超高压高温合成实验;合成工艺参数为:烧结温度1450?1600°C,烧结压力5?6GPa,保温保压时间为3?5分钟;(5)残余应力消除:将合成后产品进行真空时效退火。所述的混合溶液为200ml无水乙醇+0.1?1.0g十二烧基硫酸钠混合溶液中。所述的六面顶压机为铰链式六面顶压机,合成中采用液相传压方式。所述的硬质合金基体和粘接剂的表面净化处理是指:首先将结合表面进行打磨抛光处理,抹去结合表面的氧化层和坑穴,直至露出新鲜表面,然后进行去油、水洗、超声波清洗、红外烘干,最后装入干净器皿中备用。所述的粘接剂为钻片和钦片。本专利技术通过上述制造方法,制备了一种具有化学性质稳定且耐高温性能好的碳化硼,进而制备性能优异的焊接料。【具体实施方式】下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1:用于形成焊接料的碳化硼的制备方法包括如下步骤:(I)碳纳米管的纯化与分散处理多壁或者单壁的碳纳米管采用丙酮浸泡清洗,纯化工艺如常规方法,然后将碳纳米管放置于200ml无水乙醇+0.5g十二烧基硫酸钠混合溶液中,进行超声波振荡分散,最后放入烘箱内烘干;(2)合成原料准备合成原料配方:质量分数0.5%分散后的碳纳米管,其两倍摩尔比的氧化硼,粒径范围5?IOym的金刚石微粉,粘接剂为22%,硬质合金基体;在使用之前金刚石微粉必须进行表面净化处理和预石墨化,硬质合金基体、钴片、钛片原辅材料,首先将结合表面进行打磨抛光处理,抹去结合表面的氧化层和坑穴,直至露出新鲜表面,然后进行去油、水洗、超声波清洗、红外烘干,最后装入干净器皿中备用;使用的其他辅助材料也应进行相应的清洗处理;组装前的叶腊石块、叶腊石环必须先进行焙烧处理,以除去叶腊石中的水分;将金刚石微粉、粘接剂、碳纳米管和氧化硼混合料,先用无水乙醇湿混,烘干后干混,保存混合原料;(3)原料的化学反应及热处理将混合原料加热至850 C,时间1.5h,然后将反应后的原料放直在供箱中保存备用,烘箱温度为80°C ;(4)超高压合成 将合成块放置于由叶腊石块模具中,在模具外加装上叶腊石环、导电钢圈和触媒片,在铰链式六面顶压机中进行超高压高温合成实验;合成中采用液相传压方式,合成工艺参数为:烧结温度1600摄氏度,烧结压力5GPa,保温保压时间为3分钟;(5)残余应力消除将合成后产品进行真空时效退火。样品效果:利用磨削碳化硅砂轮方法测定碳化硼的磨耗比约为2.70461X105 ;利用重锤冲击法测试的抗冲击韧性,单次冲击功1.4J,样品平均冲击次数为13次。实施例2:用于形成焊接料的碳化硼的制备方法包括如下步骤:(I)碳纳米管的纯化与分散处理多壁或者单壁的碳纳米管采用丙酮浸泡清洗,纯化工艺如常规方法,然后将碳纳米管放置于200ml无水乙醇+0.1g十二烷基硫酸钠混合溶液中,进行超声波振荡分散,最后放入烘箱内烘干;(2)合成原料准备合成原料配方:质量分数1%分散后的碳纳米管,其两倍摩尔比的氧化硼,粒径范围15?20 μ m的金刚石微粉,粘接剂为20%,硬质合金基体;在使用之前金刚石微粉必须进行表面净化处理和预石墨化,硬质合金基体、钴片、钛片原辅材料,首先将结合表面进行打磨抛光处理,抹去结合表面的氧化层和坑穴,直至露出新鲜表面,然后进行去油、水洗、超声波清洗、红外烘干,最后装入干净器皿中备用;使用的其他辅助材料也应进行相应的清洗处理;组装前的叶腊石块、叶腊石环必须先进行焙烧处理,以除去叶腊石中的水分;将金刚石微粉、粘接剂、碳纳米管和氧化硼混合料,先用无水乙醇湿混,烘干后干混,保存混合原料;(3)原料的化学反应及热处理将混合原料加热至800?900 C,时间Ih,然后将反应后的原料放直在供箱中保存备用,烘箱温度为90°C ;(4)超高压合成将合成块放置于由叶腊石块模具中,在模具外加装上叶腊石环、导电钢圈和触媒片,在铰链式六面顶压机中进行超高压高温合成实验;合成中采用液相传压方式,合成工艺参数为:烧结温度1500°C,烧结压力5.5GPa,保温保压时间为5分钟;(5)残余应力消除将合成后产品进行真空时效退火。样品效果:利用磨削碳化硅砂轮方法测定碳化硼的磨耗比约为2.70461 X 105 ;利用重锤冲击法测试的抗冲击韧性,单次冲击功1.4J,样品平均冲击次数为14次。实施例3:用于形成焊接料的碳化硼的制备方法包括如下步骤:(I)碳纳米管的纯化与分散处理多壁或者单壁的碳纳米管采用丙酮浸泡清洗,纯化工艺如常规方法,然后将碳纳米管放置于200ml无水乙醇+1.0g十二烷基硫酸钠混合溶液中,进行超声波振荡分散,最后放入烘箱内烘干;(2)合成原料准备合成原料配方:质量分数5%分散后的碳纳米管,其两倍摩尔比的氧化硼,粒径范围10?20 μ m的金刚石微粉,粘接剂为18%,硬质合金基体;在使用之前金刚石微粉必须进行表面净化处理和预石墨化,硬质合金基体、钴片、钛片原辅材料,首先将结合表面进行打磨抛光处理,抹去结合表面的氧化层和坑穴,直至露出新鲜表面,然后进行去油、水洗、超声波清洗、红外烘干,最后装入干净器本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:张翠
申请(专利权)人:溧阳市江大技术转移中心有限公司
类型:发明
国别省市:

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