[其他]铸铁表面喷焊铜合金的方法

说明书

本发明是关于在金属表面直接喷焊铜合金的方法。

在铸铁表面喷焊铜合金时，由于铸铁含杂质多，易氧化和产生气孔，喷焊时杂质、氧化物妨碍了铸铁表面与液态铜合金的湿润性，不能形成表面合金层。另一方面，铜合金粉的自熔性较差，喷焊时易产生氧化膜，较多的氧化膜形成难溶渣系，使喷焊层产生夹渣。

目前解决上述问题的方法一种是在铜合金粉末中掺入镍基粉末，如日本专利昭51-10825中介绍的C_u-N_i合金粉末。这种粉末含镍量达10-60%，含B0.1-0.6%，S_i0.1-8%。使用这种粉末喷焊，粉末成本高，起喷温度高于250℃，而且喷焊层硬度较高，限制了喷焊层的机械性能范围。另一种方法是先在铸铁表面喷焊一层镍基复盖层，然后再喷焊铜合金，这种方法不适于铜合金层的大面积加厚加宽。

本发明的目的在于提供一种能够把无镍或低镍（含N_i＜10%）、低硼（含B0.1-0.4%），无硅的铜基粉末直接喷焊在铸铁表面，并能大面积加厚加宽的方法，可以喷铜件代替全铜件或镶铜件。

本发明的任务是这样完成的：首先使用表面处理剂对铸铁表面进行化学处理，滴涂或浸渍，再用调制添加剂与无镍或低镍（含N_i＜10%），低硼（含B0.1-0.4%）、无硅的铜合金粉混合或复合进行调制改性处理后，采用配套工艺，用低温起喷低枪距较低的氧压和乙炔压喷焊。

本发明的铸铁表面处理剂是在非离子表面活性剂及助剂制成的金属清洗剂中加碳酸钠0-10%，硼酸钠0-20%（按重量计）等化合物的2-10%（重量）的水溶液制成的。

本发明中铜合金粉的调制添加剂是用氟硼酸钙或氟硼酸钠、硅酸钾或硅酸钠等制成的混合粉或烧结粉。其配比为：氟硼酸钙（或氟硼酸钠）60-85%，硅酸钾（或硅酸钠）15-40%（按重量计）。

本发明的调制添加剂还可以是用氟化钙4-12（份），硼酐2-8（份），钠玻璃粉3-8（份）（按重量计）制成的混合粉或烧结粉。

按本发明喷焊工艺过程如下：先把铸铁表面打磨或车削干净，将铸铁表面预热，预热温度（即起喷温度）小于90℃。再用表面处理剂滴涂或浸渍铸铁表面，然后将调制好的铜合金粉用氧乙炔焰喷焊于铸铁表面。喷焊用较小功率，微碳化焰或中性焰;枪距离焰芯0-4毫米。在加厚第二层时，可以使用中性焰。

利用本发明喷焊时，铸铁表面，具有良好的润湿性，铜液表面也会产生一种保护膜，喷焊层与铸铁相互扩散，喷层质量良好，结合强度高，不易产生夹渣和气孔，还可以大面积加厚加宽。用本发明喷焊后的工件，经金相检查，结合界面的显微组织有明显的0.1-0.16毫米的过渡层。进行拉伸试验，试棒是从铸铁处断裂。将喷焊后的试件从800℃、600℃分别入冷水试验，也不会因急骤冷却而使焊层裂开。用本发明喷焊的低压阀门密封面，其寿命远远超过现有的优质阀门。

利用本发明，低温即可起喷，直至喷焊层熔化温度的广阔范围内，喷焊操作都可以进行。

本发明除适用于铸铁喷焊外，对多种基材如钢、铜等的喷焊都可使用。同时还可用于铁铜复合件的制作及铜合金件磨损后的修复等。

在利用本发明所调制的铜合金粉末中，掺入镍基粉末（N_i0-50%）或适量的铁基粉末还可以调整铜喷焊层的机械性能。

本发明的最佳实施例如下：

1、铸铁表面处理剂是用非离子表面活性剂及助剂配制的金属清洗剂加无机助熔剂制成。配制方法如下：

例1：SS-2∶50克;水：500C.C.;焊剂301∶3克;无水碳酸钠：2克。

例2：802∶22.2克;水：750C.C.;焊剂301∶3克;无水碳酸钠：3克。

例3：8326∶25克;水：500C.C.。

2、调制添加剂配制如下：

例1：用C_aF₂10克加B₂O₃7克加钠玻璃7克的细粉混匀或烧结后制成细粉与铜合金粉末（N_i4-6%，B1-2.5%，S_n6-8%，P0.3-0.5%余C_u）相配，比例为铜基粉末100加调制添加剂0.1-0.5%，制成混合粉或复合粉。将工件预热至40℃-60℃（一般小于90℃）按前述工艺喷焊，喷层致密，成型好，HB＝140-170，可用于低压铸铁阀门阀板密封面的喷焊。