[发明专利]用于圆形金属零件表面改性的包覆材料及制备和焊接方法

摘要

本发明公开了一种用于圆形金属零件表面改性的包覆材料及制备和焊接方法，所述包覆材料包括硬质合金“金属布”与NiCrBSi钎料“金属布”，硬质合金“金属布”由以下重量百分比的组分组成：Ni包碳化钨粉34％～40％、Co包碳化钨粉21％～24％、Ni粉5％～8％、Co粉4％～6％、Ti粉2％～3％、NiCrBSi钎料粉24％～28％。本发明中包覆材料的成分主要为WC硬质合金，通过钎焊的方法将包覆材料焊在零件表面大大提高零件表面的硬度及耐磨性，包覆材料与零件表面结合强度高；由于材料中包含细颗粒的Ni粉、Co粉及Ti粉，能够有效填充钎焊涂层中硬质合金颗粒之间的间隙，同时硬质合金“金属布”中包含钎料NiCrBSi，也能达到同样的目的，以获得致密的钎焊涂层。 1

主权项

1.一种用于圆形金属零件表面改性的包覆材料，其特征在于：所述包覆材料包括硬质合金金属布与NiCrBSi钎料金属布，所述硬质合金金属布与NiCrBSi钎料金属布通过钎焊胶粘结成一整体，硬质合金金属布由以下重量百分比的组分组成：Ni包碳化钨粉34%～40%、Co包碳化钨粉21%～24%、Ni粉5%～8%、Co粉4%～6%、Ti粉2%～3%、NiCrBSi钎料粉24%～28%，其中Ni包碳化钨粉颗粒尺寸为25μm～35μm，Co包碳化钨粉颗粒尺寸为25～35μm，Ni粉颗粒尺寸为5μm～15μm，Co粉颗粒尺寸为5μm～15μm，Ti粉颗粒尺寸为5μm～15μm，NiCrBSi钎料粉颗粒尺寸为5μm～15μm。

2.根据权利要求1所述的用于圆形金属零件表面改性的包覆材料，其特征在于：所述硬质合金金属布中加入粘结剂，粘结剂与硬质合金金属布质量之比为1：20。

3.根据权利要求2所述的用于圆形金属零件表面改性的包覆材料，其特征在于：所述粘结剂为有机硅树脂，工作温度为300℃～350℃。

4.一种如权利要求3所述的用于圆形金属零件表面改性的包覆材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）按质量百分比称取Ni包碳化钨粉、Co包碳化钨粉、Ni粉、Co粉、Ti粉、NiCrBSi钎料粉，并将其混合；

（2）将混合物装入自动搅拌设备器皿中，并加入粘结剂，然后将器皿封闭，搅拌15~20min，得均匀的混合体，其中混合物与粘结剂质量比为20：1；

（3）将步骤2得到的混合物放在电热恒温箱中加热到100~150℃，保温1~2h；

（4）利用金属布轧制装置对步骤3搅拌得到的混合物进行轧制，通过改变轧辊的高度，经过初轧、成型及终轧三个阶段轧制出硬质合金金属布；

（5）按照步骤（4）轧制纯钎料粉NiCrBSi金属布

（6）按照圆形金属零件的尺寸对硬质合金金属布与NiCrBSi钎料金属布进行裁剪，通过钎焊胶连接成一整体。

5.一种利用权利要求3所述的用于圆形金属零件表面改性的包覆材料的焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）焊前准备：对待焊的圆形金属零件进行表面清理，除去油污、杂质及氧化膜，并置于丙酮中采用超声波方法清洗15‑20min，根据零件的尺寸分别裁剪硬质合金金属布及钎料金属布；

（2）试样装配：在零件表面及两种金属布表面刷上一层钎焊胶，将硬质合金金属布贴在钎料金属布上面，再将钎料金属布贴在待焊零件表面；

（3）钎焊连接：将装配好的试样置于真空度不低于1.5×10^‑3Pa的真空钎焊设备中，首先以5~10℃/min的速率升温至300℃~350℃，保温15~20min，以5~10℃/min的速率升温至500~550℃，保温20~30min，再以8~12℃/min的速率升温至850℃~950℃，保温10~15min，再以10~20℃/min的速率继续升温至钎焊温度1025~1055℃，保温时间20~30min，再以5~10℃/min的速率冷却至700~800℃，最后以5~10℃/min的速率冷却至300℃~400℃，随炉冷却至室温，取出被焊试样即可。