[发明专利]一种颗粒混合粉芯焊丝脉冲电弧颗粒种植方法

说明书

一种颗粒混合粉芯焊丝脉冲电弧颗粒种植方法，包括将待种植工件表面打磨平整去除杂质，清洗干净；制备颗粒混合的粉芯焊丝，将金属合金粉末与陶瓷颗粒按比例混合后装入薄壁金属管中；设置焊接参数；接通电路，实现和完成陶瓷颗粒种植过程。本发明在薄壁金属管中可以按需填充具有特殊性能的金属粉末，从而实现颗粒种植表面的抗氧化性、耐磨性、耐蚀性等功能，并且可通过调节金属粉末与陶瓷颗粒的比例实现对颗粒露出高度的调节，实现任意陶瓷颗粒的种植。

技术领域

本发明涉及一种颗粒混合粉芯焊丝脉冲电弧颗粒种植方法，属陶瓷冶金技术领域。

背景技术

现有技术中，公开号CN111468801A公开了一种精密脉冲电弧点焊陶瓷颗粒种植方法，包括在待种植陶瓷颗粒表面镀制备金属导电层；将工件接入点焊设备的负极，钨电极接入正极，表面金属化的陶瓷颗粒均匀预置于工件待种植表面，开启精密脉冲电弧点焊设备，设置颗粒种植参数；在电极与颗粒之间引入焊丝，焊丝、颗粒、工件直接接触，电极与工件存在一定距离时接通电源形成脉冲电弧，完成脉冲点焊颗粒种植过程；通过逐点种植的方式完成大面积的陶瓷颗粒种植，从而形成耐磨涂层。该发明适用于精密脉冲电弧点焊陶瓷颗粒种植。

公开号CN 111058039A公开了一种基于火花放电的陶瓷颗粒种植工艺，该发明在待种植陶瓷颗粒表面制备导电膜；将镀膜后的陶瓷颗粒按需求放置在金属基体表面；在电火花沉积设备上，将电极接入正极，金属基体接入负极，通电后调整相关工艺参数将电极与颗粒顶部接触；通过电极与颗粒导电膜之间脉冲放电生成热量熔化电极产生熔滴，滴落在陶瓷颗粒表面并将其包裹；陶瓷颗粒导电膜与金属基体之间脉冲放电熔化基体形成凹坑并将颗粒包裹；电极熔滴与基体熔化形成的熔滴相互熔合形成冶金结合的包裹层，完成陶瓷颗粒种植过程。该发明适用于磨料工具的陶瓷种植。

现有技术中，电弧力、保护气体容易将预置的陶瓷颗粒吹离预定位置。为此，寻求一种避免电弧力、保护气体吹力将预置的陶瓷颗粒吹离预定位置，从而实现按需种植的、具有广泛实用的陶瓷颗粒种植方法要求迫切。

发明内容

本发明的目的是，为了解决现有陶瓷种植存在的不足，寻求一种避免电弧力、保护气体吹力将预置的陶瓷颗粒吹离预定位置，从而实现按需种植的、具有广泛实用的陶瓷颗粒种植方法，提出一种颗粒混合粉芯焊丝脉冲电弧颗粒种植方法。

实现本发明的技术方案如下，本发明通过制备包裹陶瓷颗粒和金属合金粉末的特殊焊丝，采用脉冲电弧点焊工艺将陶瓷颗粒按需种植于工件表面，从而获得露出比例可调、对工件组织影响小、颗粒与工件产生冶金牢固结合的耐磨涂层。

一种颗粒混合粉芯焊丝脉冲电弧颗粒种植方法，包括以下步骤：

（1）将待种植工件表面打磨平整去除表面氧化膜和其他杂质，然后在无水乙醇或丙酮中清洗干净，吹干备用；

（2）制备颗粒混合的粉芯焊丝：将金属合金粉末与陶瓷颗粒按比例混合后装入薄壁金属管中，并对薄壁管口进行密封；为防止陶瓷颗粒与金属粉末分层，适当加入粘结剂；

（3）设置焊接参数，然后将焊丝置于工件表面，保持接触，将工件接入正极，焊枪接负极，焊枪的钨电极与工件表面保持1~2mm距离，钨电极喷嘴同步接入氩气作为保护气体；

（4）接通电路，实现陶瓷颗粒种植过程；电弧中的能量熔化焊丝及部分的工件材料，实现焊丝材料与工件材料的冶金结合，而陶瓷颗粒则从焊丝过渡到工件表面，被熔化的焊丝材料和工件材料所包埋，完成陶瓷颗粒的种植过程。

所述金属合金粉末与陶瓷颗粒的质量比为10:1~1:1；所述金属合金粉末粒度为1μm~200μm；所述陶瓷颗粒尺寸为150μm~3000μm；所述陶瓷颗粒为氧化物、氮化物、硼化物或碳化物具有高硬度、高熔点的陶瓷材料；所述薄壁金属管的内径为1~4mm，壁厚为0.1~1mm；薄壁金属管的材料为不锈钢、铝合金或铜合金；所述粘结剂应选择易挥发的有机粘结剂,粘结剂添加比例（重量比）0~20%，将颗粒、金属粉末和粘结剂混合后一同装入薄壁金属管。