[发明专利]焊接用陶瓷衬料及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及焊接用陶瓷衬料及其生产方法，特别涉及有用的焊接用陶瓷衬料，由于在原料煅烧期间衬料经历了较少的收缩或变形，因而提高了成品的量纲特性，确保了充分的焊接加工性能，从而该衬料能够用于平焊和向上立焊。

背景技术

在工业设备如造船或桥梁建设中通常用于单面焊接的焊接用陶瓷衬料主要用于平焊中。因此，已有产品的改进主要集中于平焊的焊接性上。但是，由于造船厂所用钢板等既重又大，运输起来不仅困难，而且花费巨大，增加了生产成本，因而，向上立焊技术的应用在近期呈现一种递增的趋势。

通常，对用于向上立焊技术的焊接用陶瓷衬料而言，为增强耐火性，包含增量Al₂O₃的产品被大量采用，从而，该产品能够承受高焊接输入热量，例如，第316343号韩国专利公开了一种包含高达75％重量比的Al₂O₃的如是产品。

如果耐火性增强，向上立焊的加工性能可得到一定程度地提高。然而，在平焊中，熔融物料滚动等现象总会发生，焊接加工性能的下降问题也得不到解决。此外，当焊接操作涉及大间隙时，即使在向上立焊中，焊接加工性能也可能被部分削弱，从而导致经济效益下降。

另一方面，关于通常用于平焊的焊接用衬料，采用包含由适量二氧化硅(SiO₂)、氧化镁(MgO)和三氧化二铝(Al₂O₃)组成的陶瓷衬料组合物，以生成具有良好耐热性和抗冲击性的堇青石晶相作为主要组分。例如，授权给本发明发明人的第149272号韩国专利公开了该技术问题的详细内容。

尽管如此，该陶瓷组合物会产生具有相对低粘度的熔渣，因而不适于向上立焊。此外，由于该陶瓷组合物主要采用高岭土基泥质矿物作为二氧化硅源，在成品成型和烧结过程中会出现诸如产品收缩或变形的问题。因而，由于产品的低量纲特性导致的生产率下降，增加了生产成本。

因此，亟需新型焊接用陶瓷衬料，其能无任何问题用于平焊和向上立焊中，且在产品生产中具有较小的煅烧收缩风险。

本发明在如此情况下完成，本发明发明人发现，将主要用做焊接用陶瓷衬料中二氧化硅源的部分高岭土替换为瓷石，能够防止在产品烧结过程中由于煅烧产生的收缩而导致的产品变形，还能够得到即能用于平焊、又能用于向上立焊的焊接用陶瓷衬料，从而完成了本发明。

发明公开

因此，本发明考虑了相关技术中的上述问题而设计。本发明目的是提供焊接用陶瓷衬料，以促进常规平焊和向上立焊技术中焊接性的提高，从而使单一焊接衬料能同时用于平焊和向上立焊中，且抑制了煅烧中焊接衬料的收缩或变形，因而，大大提高了产品的均匀性和生产率。本发明的另一目的是提供生产衬料的方法。

为实现上述目的，根据本发明的一方面，提供了通过成型和烧结陶瓷粉末获得的焊接用陶瓷衬料，以重量百分比计，该衬料包含48-52％的二氧化硅、34-37％的三氧化二铝、8-13％的氧化镁、0.5-2％的氧化钙，剩余部分为不可缺少的杂质，包括K₂O、Na₂O和Fe₂O₃，其中，基于原料总量，用作二氧化硅源的原料包含30-49％重量比的高岭土和5-15％重量比的瓷石。

根据本发明的另一方面，提供了生产焊接用陶瓷衬料的方法，该方法包括，通过混合各粉末态组分，得到30-49％重量比的高岭土、5-15％重量比的瓷石、30-40％重量比的滑石和10-20％重量比的三氧化二铝的混合物作为原料，并将该混合物顺序成型和烧结。

通常，焊接用陶瓷衬料采用粘土基材如高岭土，与滑石、三氧化二铝等一起生产。尽管如此，在决定二氧化硅含量中起重要作用的包括高岭土在内的粘土基材具有10-14％的烧失量，会在煅烧后导致产品收缩或变形。

瓷石是一种包含泥质组分、硅质组分和长石质组分于一体的材料，其组分用作陶瓷的主要原料。因此，众所周知，瓷石是一种煅烧时瓷化并形成陶瓷的粘土。

通常，含绢云母作为主要矿物的瓷石具有高K₂O含量，而含高岭石作为主要矿物的瓷石具有高Al₂O₃含量且几乎不含碱性组分(K₂O+Al₂O₃)。含叶蜡石作为主要矿物的瓷石具有高SiO₂含量，而含长石作为主要矿物的瓷石包含不超过5％的碱性组分。