一种Co-Mn-Si-Fe焊层及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及埋弧焊焊接技术领域，具体是一种Co-Mn-Si-Fe焊层及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 随着机械化进程的不断加快，自动化的设备逐步替代了传统的人工手工操作，提 高了加工效率，降低了劳动成本的投入。对于自动化的设备来说，主要的成本投入是设备购 买和使用、维护的成本，设备中存在着易磨损件，一旦磨损超出磨损极限后，会导致该零件 的性能急剧下降，使用寿命缩短，影响到设备的正常使用。经过检修替换零部件后，已磨损 的零部件则被丢弃，造成资源浪费，没有实现回收再利用，增加了设备使用和维护的成本。
【发明内容】
[0003] 本发明所要解决的技术问题是提供一种Co-Mn-Si-Fe焊层及其制备方法。
[0004] 本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
[0005] 一种Co-Mn-Si-Fe焊层，包括以下质量百分比的组分：Co占66 %~78%，Mn占 14%~27%、51占4%~6%、卩6占4%~6%，六1203占0.5%~1.5%，添加剂占1%~ 2%。本发明采用纳米技术应用在焊接领域中，实现对已磨损零部件的修复，并起到改善零 部件使用性能的作用；Co即钴，质地较硬，具有较好的耐腐蚀性;A1203能够提高整体的结合 强度，减小焊层的气孔率。
[0006] 所述组分的最佳质量百分比为：Co占71%，Mn占17%、Si占4. 5%、Fe占5%， A1203占1%，添加剂占1. 5%。
[0007] 所述添加剂为CBN，CBN即立方氮化硼，硬度仅次于金刚石的超硬材料，具有高热 稳定性，化学稳定性强，从而可保证焊层的质量。
[0008]-种Co-Mn-Si-Fe焊层的制备方法，方法步骤如下：所述(：〇、]?11、51、？6、41203均采用气雾化法制得纳米球，再与经过研磨后的添加剂均匀混合制成纳米焊条，最终焊接在零 部件表面形成纳米焊层。
[0009] 本发明的有益效果是：本发明制成的纳米焊层结合强度高，耐磨性、耐腐蚀性较 高，实现对已磨损零部件的磨损区域的修复，同时改善了零部件的使用性能，延长了零部件 的使用寿命。
【具体实施方式】
[0010] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面对 本发明进一步阐述。
[0011] 实施例一：
[0012] 一种Co-Mn-Si-Fe焊层，包括以下质量百分比的组分：Co占71%，Mn占17%、Si 占 4. 5%、Fe占 5%，A1203占 1%，CBN占 1. 5%。
[0013]一种Co-Mn-Si-Fe焊层的制备方法，方法步骤如下：所述(：〇111、51、？6、41203均采 用气雾化法制得纳米球，再与经过研磨后的CBN均匀混合制成纳米焊条，最终焊接在零部 件表面形成纳米焊层。
[0014] 实施例二：
[0015] -种Co-Mn-Si-Fe焊层，包括以下质量百分比的组分：Co占76%，Mn占14. 5%、 Si占 4%、Fe占 4%，A1203占 0? 5%，CBN占 1%。
[0016] 一种Co-Mn-Si-Fe焊层的制备方法，方法步骤如下：所述(：〇111、51、？6、41203均采 用气雾化法制得纳米球，再与经过研磨后的CBN均匀混合制成纳米焊条，最终焊接在零部 件表面形成纳米焊层。
[0017] 实施例三：
[0018] 一种Co-Mn-Si-Fe焊层，包括以下质量百分比的组分：Co占66%，Mn占18. 5%、 Si占 6%、Fe占 6%，A1203占 1. 5%，CBN占 2%。
[0019] 一种Co-Mn-Si-Fe焊层的制备方法，方法步骤如下：所述(：〇111、51、？6、41203均采 用气雾化法制得纳米球，再与经过研磨后的CBN均匀混合制成纳米焊条，最终焊接在零部 件表面形成纳米焊层。
[0020] 实施例四：
[0021] 一种Co-Mn-Si-Fe焊层，包括以下质量百分比的组分：Co占68%，Mn占22. 5%、 Si占 4%、Fe占 4%，A1203占 0? 5%，CBN占 1%。
[0022] 一种Co-Mn-Si-Fe焊层的制备方法，方法步骤如下：所述(：〇111、51、？6、41203均采 用气雾化法制得纳米球，再与经过研磨后的CBN均匀混合制成纳米焊条，最终焊接在零部 件表面形成纳米焊层。
[0023] 为了论证本发明的实际效果，特采用埋弧焊焊接技术在轧辊上制备了纳米焊层， 将实施例一至实施例四实施后，分别测试了焊层的结合强度、显微硬度、气孔率以及抗磨粒 磨损性能，并利用XRD对焊层进行了相结构分析。实验结果如下：
[0024]
[0025] 其中，对比组为普通合金丝材。
[0026] 由上述实验对比数据可知，本发明采用纳米材料经过焊接后形成纳米焊层，相比 于传统的焊条制成的焊层，具有较高的结合强度和显微硬度，孔隙率较小，可使零部件的性 能得以改善，最终达到延长零部件使用寿命的目的，同时，实现了已磨损零部件的回收再制 造，避免了零部件的频繁的拆卸、更换，降低了设备使用和维护的成本。
[0027] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术 人员应该了解，本发明不受步骤实施例的限制，步骤实施例和说明书中描述的只是本发明 的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和 改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效 物界定。
【主权项】
1. 一种Co-Mn-Si-Fe焊层，其特征在于：包括以下质量百分比的组分： C〇A66%~78%，MnAl4%~27%、SiA4%~6%、FeA4%~6%，Al203A〇.5%~ 1. 5%，添加剂占1%~2%。2. 根据权利要求1所述的一种Co-Mn-Si-Fe焊层，其特征在于：所述组分的最佳质量 百分比为：Co占71%，Mn占17%、Si占4. 5%、Fe占5%，Al2O3占1%，添加剂占1. 5%。3. 根据权利要求1或2所述的一种Co-Mn-Si-Fe焊层，其特征在于：所述添加剂为CBN。4. 根据权利要求1所述的一种Co-Mn-Si-Fe焊层的制备方法，其特征在于：方法步骤 如下： 所述Co、Mn、Si、Fe、Al2O3均采用气雾化法制得纳米球，再与经过研磨后的添加剂均匀 混合制成纳米焊条，最终焊接在零部件表面形成纳米焊层。
【专利摘要】本发明涉及一种Co-Mn-Si-Fe焊层及其制备方法，包括以下质量百分比的组分：Co占66％～78％，Mn占14％～27％、Si占4％～6％、Fe占4％～6％，Al2O3占0.5％～1.5％，添加剂占1％～2％，所述添加剂为CBN。方法步骤如下：所述Co、Mn、Si、Fe、Al2O3均采用气雾化法制得纳米球，再与经过研磨后的添加剂均匀混合制成纳米焊条，最终焊接在零部件表面形成纳米焊层。本发明制成的纳米焊层结合强度高，耐磨性、耐腐蚀性较高，实现对已磨损零部件的磨损区域的修复，同时改善了零部件的使用性能，延长了零部件的使用寿命。
【IPC分类】B23K35/30, B23K9/18, B23K35/40, C22C19/07
【公开号】CN104923958
【申请号】CN201510233312
【发明人】程敬卿
【申请人】芜湖鼎恒材料技术有限公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年5月9日