阅读说明：本技术 Ni-Cr-B-Si合金焊丝的制备方法 (Preparation method of Ni-Cr-B-Si alloy welding wire ) 是由 陈业高 于 2020-06-05 设计创作，主要内容包括：本发明涉及合金焊丝制备领域,公开了一种Ni-Cr-B-Si合金焊丝的制备方法,混粉：将粒径范围在150~250目之间的各金属粉末或者合金粉末均匀混合后干燥；加粘结剂：向混合干燥好的混合粉末中加入粘结剂,使混合粉末在压力下具有一定的流动性；挤压制丝：将具有流动性的混合粉末加入模具中,常温挤压成直径为0.8~1.2mm的合金细丝；模压定型：将上述合金细丝摆在与其匹配的凹槽内,并使用压板压在凹槽上方压住合金细丝；真空烧结：真空度≤10<Sup>-2</Sup>Pa,以15~30℃/min从室温升温至300℃,保温30~60min,接着以20~50℃/min升温至965~985℃,保温0.8~2h,空冷至室温,得Ni-Cr-B-Si合金焊丝。本方法可制备超大长径比的Ni-Cr-B-Si合金焊丝,拓宽了Ni-Cr-B-Si合金的应用范围。(The invention relates to the field of alloy welding wire preparation, and discloses a preparation method of a Ni-Cr-B-Si alloy welding wire, which comprises the following steps of: uniformly mixing all metal powder or alloy powder with the particle size range of 150-250 meshes, and drying; adding a binder: mixing the dried mixed powderAdding a binder into the powder to ensure that the mixed powder has certain fluidity under pressure; extruding and preparing silk: adding the mixed powder with fluidity into a die, and extruding the mixed powder into alloy filaments with the diameter of 0.8-1.2 mm at normal temperature; molding and shaping: the alloy filaments are arranged in the grooves matched with the alloy filaments, and the alloy filaments are pressed above the grooves by using a pressing plate; and (3) vacuum sintering: vacuum degree is less than or equal to 10 ‑2 Pa, heating from room temperature to 300 ℃ at a speed of 15-30 ℃/min, preserving heat for 30-60 min, then heating to 965-985 ℃ at a speed of 20-50 ℃/min, preserving heat for 0.8-2 h, and air cooling to room temperature to obtain the Ni-Cr-B-Si alloy welding wire. The method can prepare the Ni-Cr-B-Si alloy welding wire with the super-large length-diameter ratio, and widens the application range of the Ni-Cr-B-Si alloy.)

Ni-Cr-B-Si合金焊丝的制备方法

技术领域

本发明涉及合金焊丝制备领域，特别涉及一种Ni-Cr-B-Si合金焊丝的制备方法。

背景技术

镍铬硼硅合金是一种高温耐磨合金，具有优良的抗热疲劳性能，多用于易磨损表面的涂层，起到减磨的作用。该合金的合金元素含量高，高温强度大，传统方法难以制备出高质量的母材。目前，该合金多采用粉末冶金法制备高质量的母合金粉末，然后再采用高能束喷涂或者堆焊的方法将该合金以冶金结合的方式覆于工件表面，提高工件的性能。

镍铬硼硅合金由于其较好的耐高温、耐腐蚀和耐磨性能，比较适合做高温合金焊丝，可作为钎焊材料，用于叶片焊接、引擎焊接、磨损补焊和裂纹补焊等。但是镍铬硼硅合金通过什么样的工艺制备成合金焊丝目前国内外都现有报道，而且镍铬硼硅合金由于是脆性合金，使用普通的合金锭挤压工艺很难形成长径比较高的镍铬硼硅合金焊丝；所以，亟待找到一种制备镍铬硼硅合金焊丝的方法。

发明内容

发明目的：针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种Ni-Cr-B-Si合金焊丝的制备方法，可制备超大长径比的Ni-Cr-B-Si合金焊丝，拓宽了Ni-Cr-B-Si合金的应用范围。

技术方案：本发明提供了一种Ni-Cr-B-Si合金焊丝的制备方法，包括以下步骤：混粉：将粒径范围在150~250目之间的各金属粉末或者合金粉末均匀混合后干燥；加粘结剂：向混合干燥好的混合粉末中加入粘结剂，使混合粉末在压力下具有一定的流动性；挤压制丝：将具有流动性的混合粉末加入模具中，常温挤压成直径为0.8~1.2mm的合金细丝；模压定型：将上述合金细丝摆在与其匹配的凹槽内，并使用压板压在凹槽上方压住合金细丝；真空烧结：真空度≤10^-2Pa，以15~30℃/min从室温升温至300℃，保温30~60min，接着以20~50℃/min升温至965~985℃，保温0.8~2h，空冷至室温，得Ni-Cr-B-Si合金焊丝。

优选地，所述粘结剂为以下任意一种或其组合：聚丙烯酸酯、石蜡-油-聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇缩丁醛、聚乙二醇、非离子型聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚酰亚胺、油酸。

优选地，在所述S1中，各金属粉末或者合金粉末通过球磨方式均匀混合。

优选地，所述金属粉末包括镍粉、无定形硼粉、硅粉、钼粉、铁粉和铬粉。

优选地，所述合金粉末包括Ni、Cr、B、Si、Mo、Fe中的二元或者三元合金粉末，如Ni-Cr、Ni-B、Ni-Si、Ni-Mo、Ni-Fe，Ni-Cr-B。

优选地，所述凹槽为石墨材质。

本发明还提供了一种Ni-Cr-B-Si合金，包括以下重量百分比的组分：Cr 12.5~15%，B 3.0~3.8%，Fe 4.2~4.8%，Si 4.2~4.8%，Mo 1.5~3.0%，C ≤ 0.75%，Mn ≤0.5%，W ≤0.2%，Al ≤0.03%，Ti ≤0.1%，N ≤0.001%，P ≤0.001%，S ≤0.001%，余量为Ni。

有益效果：本发明中通过先将适宜粒径的金属粉末或者合金粉末混合干燥，然后向其中加入粘结剂使其具有流动性，然后通过挤出成型的方式挤出所需直径的合金细丝，然后对合金细丝进行真空烧结，使各种金属或合金粉末烧结到一起的同时，将粘结剂烧结去除，得到超高长径比的Ni-Cr-B-Si合金焊丝，由于Ni-Cr-B-Si合金焊丝的材质较脆容易断裂，所以在烧结过程中需要将合金细丝置于与其长度和直径匹配的凹槽内限定位置，防止其在烧结过程中弯曲变形断裂。

通过本发明的方法能够制备出超大长径比的Ni-Cr-B-Si合金焊丝，且该合金焊丝的熔点860~890℃，焊接熔池不飞溅，润湿性好，拓宽了Ni-Cr-B-Si合金的应用范围，为其它脆性丝材产品的制备提供新思路。本发明的方法简便、成本低、效率高，能够制备出性能较好的脆性焊丝。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细的介绍。

实施方式1：

本实施方式提供了一种Ni-Cr-B-Si合金焊丝的制备方法，包括以下步骤：

混粉：将粒径范围在150~250目之间的镍粉、无定形硼粉、硅粉、钼粉、铁粉和铬粉，通过球磨的方式均匀混合后干燥；

加粘结剂：向混合干燥好的混合粉末中加入粘结剂聚乙烯醇缩丁醛和油酸，使混合粉末在压力下具有一定的流动性；

挤压制丝：将具有流动性的混合粉末加入模具中，常温挤压成直径为1.0mm的合金细丝；

模压定型：将上述合金细丝摆在与其匹配的石墨板凹槽内，并使用压板压在凹槽上方压住合金细丝；

真空烧结：真空度≤10^-2Pa，以20℃/min从室温升温至300℃，保温60min，接着以20℃/min升温至965~985℃，保温1h，空冷至室温，得Ni-Cr-B-Si合金焊丝。

上述Ni-Cr-B-Si合金焊丝由以下重量百分比的组分组成：Cr 13%，B 3.5%，Fe4.5%，Si 4.2%，Mo 2%，C ≤ 0.75%，Mn ≤0.5%，W ≤0.2%，Al ≤0.03%，Ti ≤0.1%，N ≤0.001%，P ≤0.001%，S ≤0.001%，余量为Ni。

实施方式2：

本实施方式提供了一种Ni-Cr-B-Si合金焊丝的制备方法，包括以下步骤：

混粉：将粒径范围在150~250目之间的Ni-Cr粉、无定形硼粉、硅粉、Ni-Mo粉和Ni-Fe粉，通过球磨的方式均匀混合后干燥；

加粘结剂：向混合干燥好的混合粉末中加入粘结剂石蜡-油-聚乙烯，使混合粉末在压力下具有一定的流动性；

挤压制丝：将具有流动性的混合粉末加入模具中，常温挤压成直径为1.2mm的合金细丝；

模压定型：将上述合金细丝摆在与其匹配的石墨板凹槽内，并使用压板压在凹槽上方压住合金细丝；

真空烧结：真空度≤10^-2Pa，以30℃/min从室温升温至300℃，保温60min，接着以30℃/min升温至965~985℃，保温1h，空冷至室温，得Ni-Cr-B-Si合金焊丝。

上述Ni-Cr-B-Si合金焊丝由以下重量百分比的组分组成：Cr 15%，B 3.8%，Fe4.8%，Si 4.2%，Mo 1.5%，C ≤ 0.75%，Mn ≤0.5%，W ≤0.2%，Al ≤0.03%，Ti ≤0.1%，N ≤0.001%，P ≤0.001%，S ≤0.001%，余量为Ni。

实施方式3：

本实施方式提供了一种Ni-Cr-B-Si合金焊丝的制备方法，包括以下步骤：

混粉：将粒径范围在150~250目之间的镍粉、无定形硼粉、硅粉、钼粉、铁粉和铬粉，通过球磨的方式均匀混合后干燥；

加粘结剂：向混合干燥好的混合粉末中加入粘结剂聚甲基丙烯酸甲酯，使混合粉末在压力下具有一定的流动性；

挤压制丝：将具有流动性的混合粉末加入模具中，常温挤压成直径为1.0mm的合金细丝；

模压定型：将上述合金细丝摆在与其匹配的石墨板凹槽内，并使用压板压在凹槽上方压住合金细丝；

真空烧结：真空度≤10^-2Pa，以15℃/min从室温升温至300℃，保温30min，接着以30℃/min升温至965~985℃，保温2h，空冷至室温，得Ni-Cr-B-Si合金焊丝。

上述Ni-Cr-B-Si合金焊丝由以下重量百分比的组分组成：Cr 14%，B 3.1%，Fe4.3%，Si 4.3%，Mo 2.0%，C ≤ 0.75%，Mn ≤0.5%，W ≤0.2%，Al ≤0.03%，Ti ≤0.1%，N ≤0.001%，P ≤0.001%，S ≤0.001%，余量为Ni。

上述实施方式1至3中制备得到的Ni-Cr-B-Si合金焊丝的性能参数如表1。

表1

性能	润湿角（与Ni基体）	熔点	致密度
				实施方式1	0~5°	865~885℃	0.9
实施方式2	0~5°	870~890℃	0.92
				实施方式3	0~5°	875~890℃	0.92

从表1可以看出本发明制备的焊丝具有较高的致密度、较低的熔点和较好的润湿性。焊接过程中，熔池稳定，排气性较好；引弧电压稳定，不产生***飞溅。该焊丝可填补高温合金焊丝空白，用于高温合金的补焊、连接、增材加工等，使焊缝具有耐高温、耐腐蚀和高温强度高等优点。

上述实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。