[发明专利]一种利用硅碳掺杂堆焊材料焊接钻头的方法

摘要

本发明公开了一种利用硅碳掺杂堆焊材料焊接钻头的方法，本发明所采用的堆焊材料优良的抗裂性能及塑韧性能，所述堆焊材料熔敷金属组织中的加入活性炭负载硅纳米材料，使得堆焊焊丝的焊接工艺性能，特别是保证堆焊焊丝焊接完全熔化及焊道的浸润性良好；采用本发明工艺焊接的钻头有良好的耐热性、耐磨性及高强度、高硬度，同时具备一定的韧性。

主权项

一种利用硅碳掺杂堆焊材料焊接钻头的方法，该方法包括如下步骤：（1）制备活性炭负载硅纳米材料粉体将装有纳米一氧化硅粉末的小瓷舟水平放置于氧化铝管中间，然后将该管放在高温管式炉中，抽真空在20‑50Pa，然后将温度900‑1000℃并分别保温60‑80min，之后升温到1300‑1400℃保温4‑6h；之后以10‑15℃/min的速率降温到500‑600℃并保温30‑40min，同时以60sccm鼓入空气到炉腔，自然冷却至室温，得到硅纳米线，备用；将硅烷偶联剂加入到去离子水，并用醋酸调节pH至3.5，在室温下搅拌30‑50min，之后加入所述硅纳米线，在85‑95℃回流反应15‑20h，抽滤、洗涤、干燥，得到偶联后的硅纳米线复合物；将得到的偶联后的硅纳米线复合物、纳米活性炭加入到去离子水，用超声波在45℃、150W的条件下混匀30‑50min，室温下静止老化30‑40h，用去离子水清洗多次至流出液呈中性，120‑150℃烘干15‑20h至恒重，再350‑400℃焙烧3‑5小时，冷却、干燥，制得活性炭负载硅纳米线，球磨粉碎得到活性炭负载硅纳米粉体；（2）按照如下重量份配料:上述活性炭负载硅粉体      2‑3份V                         2‑5份Co                        6‑9份Ge                        2‑3.5份稀土氧化物                0.1‑0.3份W                         0.3‑0.6份Cu                        1‑2份Fe                        65‑70份；（3）按上述各组成的配比选择相应的化合物或合金粉体，按比例混合均匀得到复合堆焊材料粉体；用纵剪机将厚度为0.5‑1.0mm的冷轧钢带纵剪成宽10‑20mm的钢带，将钢带轧制成截面呈U形，向钢带的U型凹槽中填入复合堆焊材料粉体，随后将钢带轧制成截面为O形、截面直径为5‑7mm的焊丝坯管；用多联直线拉丝机将焊丝坯管拉拔至成品截面直径为2‑3mm的焊丝；（4）对钻头座体采用电加热或火加热进行预热，预热温度200‑250℃，保温时间20‑25min；采用上述焊丝配以TIG焊接钻刃，焊接工艺参数为：采用钨极氩弧焊焊接时，Ar气流量为10‑15L/min；焊接电流为300‑400A；电压为30‑32V；焊后采用热处理炉对钻头进行650‑700℃保温15‑20min的热处理。