鈦鋼復合結構過渡層用銅-釩基氣保護焊絲及其制備方法技術

本發明專利技術公開了鈦鋼復合結構過渡層用銅

【技術實現步驟摘要】
鈦鋼復合結構過渡層用銅
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釩基氣保護焊絲及其制備方法


[0001]本專利技術屬于金屬材料
，涉及一種鈦鋼復合結構過渡層用銅
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釩基氣保護焊絲，還涉及上述銅
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釩基氣保護焊絲的制備方法。

技術介紹

[0002]隨著金屬材料的發展，金屬材料在工程實際應用中會遇到苛刻的工作條件，通常要求一個工程零件同時具備多方面的特殊性能，如比強度高、抗腐蝕、抗高溫性、經濟性，絕大多數單種金屬材料不可能同時具有多方面的性能，傳統單一的金屬材料已經難以滿足行業發展需求。而鈦合金和合金鋼雙金屬復合材料同時兼具鈦合金良好的塑韌性、比強度高、抗腐蝕性、抗高溫性及鋼材料良好的焊接穩定性、價格低廉等優點，能夠在核電、航空航天、船舶車輛、國防軍事和石油化工等領域發揮重要作用。但是鈦與鋼連接的過程中易生成大量的金屬間脆性化合物，并伴隨熱應力的產生，致使焊縫變脆，產生裂紋，為鈦與鋼異種金屬材料的焊接帶來了很大的困難。無論是從材料連接方法，還是從技術操作層面來看，都會使其比同種材料連接難度系數高。

技術實現思路

[0003]本專利技術的目的是提供一種鈦鋼復合結構過渡層用銅
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釩基氣保護焊絲，解決了現有技術中存在的金屬間脆性化合物含量較高導致焊縫裂紋的問題。
[0004]本專利技術所采用的技術方案是,鈦鋼復合結構過渡層用銅
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釩基氣保護焊絲，所述焊絲的藥芯按質量百分比包括以下組分：
[0005]V30％～50％、Ni2％～5％、Ag1％～4％、Nb2％～5％、P≤0.003％、S≤0.003％，稀土元素為1％，其余為銅粉，以上組分含量的質量百分比之和為100％。
[0006]本專利技術的特點還在于：
[0007]焊絲的焊皮T2紫銅帶。
[0008]焊絲的藥芯填充率為15.5wt％～16.5wt％。
[0009]本專利技術的另一目的是提供一種鈦鋼復合結構過渡層用銅
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釩基氣保護焊絲的制備方法。
[0010]本專利技術所采用的另一技術方案是,鈦鋼復合結構過渡層用銅
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釩基氣保護焊絲的制備方法，包括以下步驟：
[0011]步驟1、按質量百分比分別稱取原料：V30％～50％、Ni2％～5％、Ag1％～4％、Nb2％～5％、P≤0.003％、S≤0.003％，稀土元素為1％，其余為銅粉，以上組分含量的質量百分比之和為100％；
[0012]步驟2、將步驟1中原料在惰性氣體氛圍中加熱并保溫；
[0013]步驟3、將步驟2處理后的原料在混料機中進行混合，然后加入黏結劑進行造粒，得到顆粒；
[0014]步驟4、對所述顆粒進行燒結、冷卻、破碎、篩分得到藥粉顆粒；
[0015]步驟5、將所述藥粉顆粒包裹在焊皮內，閉合后得到焊絲半成品；
[0016]步驟6、對所述焊絲半成品進行清潔、拉拔得到焊絲。
[0017]步驟2中使用的惰性氣氛為氬氣，加熱溫度為100℃～300℃，保溫時間為1h～3h。
[0018]步驟3中所述顆粒的粒徑為124～420μm。
[0019]黏結劑與混合后原料的質量比為4:72～6:120，黏結劑為鉀鈉水玻璃。
[0020]步驟4具體過程為：對所述顆粒在600～800℃進行燒結并保溫1h～3h，然后冷卻、破碎，最后篩分得到150～250μm的藥粉顆粒；
[0021]焊絲的直徑為1mm～3mm。
[0022]本專利技術的有益效果是：
[0023]本專利技術鈦鋼復合結構過渡層用銅
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釩基氣保護焊絲，用于鈦鋼層狀結構過渡層的焊接，降低鈦鋼復合界面Fe
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Ti化合物脆性相的含量，使其具有較高強度和良好韌性的焊接接頭，滿足實際工程應用；具有很好的焊接工藝性，穩弧性好，焊接飛濺少；本專利技術鈦鋼復合結構過渡層用銅
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釩基氣保護焊絲的制備方法，工藝簡潔、可操作性強、成本低適合批量化生產。
附圖說明
[0024]圖1是本專利技術鈦鋼復合結構過渡層用銅
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釩基氣保護焊絲的制備方法得到焊絲接頭金相組織圖。
具體實施方式
[0025]下面結合附圖和具體實施方式對本專利技術進行詳細說明。
[0026]鈦鋼復合結構過渡層用銅
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釩基氣保護焊絲，焊絲的藥芯按質量百分比包括以下組分：
[0027]V30％～50％、Ni2％～5％、Ag1％～4％、Nb2％～5％、P≤0.003％、S≤0.003％，稀土元素為1％，其余為銅粉，以上組分含量的質量百分比之和為100％。
[0028]焊絲的焊皮T2紫銅帶，紫銅帶尺寸為6mm
×
0.1mm～8mm
×
0.3mm。焊絲的藥芯填充率為15.5wt％～16.5wt％。
[0029]本專利技術焊絲的藥芯中各個組分的作用是：
[0030]Cu：由于Cu元素為fcc面心立方結構，滑移系較多，塑性變形能力強，不但不與基層鋼形成金屬間化合物脆性相，并且可以改變鈦鋼復合結構過渡層組織形貌。銅做為中間層，對鈦和鐵元素形成金屬間化合物有一定的隔離作用，在熔敷金屬過渡層中，鈦和鐵的金屬間化合物層被鈦和銅的金屬間化合物代替，使焊縫的塑性和韌性有一定的提高，由于鈦和銅的金屬間化合物相對較軟，使得熔敷金屬中的熱應力相對減少，可以防止焊縫裂紋的產生。銅的固溶體可以打斷鈦和鐵的金屬間化合物，并且可以減少焊縫的硬度。
[0031]V：V元素與Ti元素焊接性接近，可以形成連續固溶體，從而減少了Ti元素與Fe元素之間反應生成Fe2Ti和FeTi脆性金屬間化合物。
[0032]Ni：鎳在鐵中有著很高的固溶度。溫度為900℃時，鐵
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鎳化合物可以生成。鈦
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鎳之間也可以生成化合物，如Ti2Ni、Ti3Ni、TiNi等。與鐵
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鈦化合物相比，鎳
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鈦化合物具有更優良的塑性，能夠承受較大的變形而不開裂，這能夠提高復合結構界面的結合強度，防止界面
在變形過程中過早開裂。
[0033]Ag：Ag元素作為藥芯焊絲中藥粉的主要組元，與Ti、Cu反應可以形成塑韌性較好的共晶組織。
[0034]Nb：Nb熔點比Cu、Ti高，與Ni可以無限固溶，且均不與Cu反應，在過渡層熔池中V、Nb元素最先析出，可為后續凝固組織提供形核質點，從而起到彌散Cu
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Ni金屬間化合物分布的作用。
[0035]S、P：合金中磷和硫為雜質元素，在焊縫金屬中過多存在時，使焊縫金屬的韌性和延展性惡化，容易誘發高溫裂紋，所以要盡量減少這兩個元素的含量。
[0036]鈦鋼復合結構過渡層用銅
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釩基氣保護焊絲的制備方法，包括以下步驟：
[0037]步驟1、按質量百分比分別稱取原料：V30％～50％、Ni2％～5％、Ag1％～4％、Nb2％～5％、P≤0.00本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.鈦鋼復合結構過渡層用銅
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釩基氣保護焊絲，其特征在于，所述焊絲的藥芯按質量百分比包括以下組分：V30％～50％、Ni2％～5％、Ag1％～4％、Nb2％～5％、P≤0.003％、S≤0.003％，稀土元素為1％，其余為銅粉，以上組分含量的質量百分比之和為100％。2.根據權利要求1所述的鈦鋼復合結構過渡層用銅
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釩基氣保護焊絲，其特征在于，所述焊絲的焊皮T2紫銅帶。3.根據權利要求1所述的鈦鋼復合結構過渡層用銅
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釩基氣保護焊絲，其特征在于，所述焊絲的藥芯填充率為15.5wt％～16.5wt％。4.鈦鋼復合結構過渡層用銅
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釩基氣保護焊絲的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟1、按質量百分比分別稱取原料：V30％～50％、Ni2％～5％、Ag1％～4％、Nb2％～5％、P≤0.003％、S≤0.003％，稀土元素為1％，其余為銅粉，以上組分含量的質量百分比之和為100％；步驟2、將步驟1中原料在惰性氣體氛圍中加熱并保溫；步驟3、將步驟2處理后的原料在混料機中進行混合，然后加入黏結劑進行造粒，得到顆粒；步驟4、對所述顆粒進行燒結、冷卻、破碎、篩...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張敏，尚靜，郝琛，郜雅彥，李毅，曹齊魯，
申請(專利權)人：西安理工大學，
類型：發明
國別省市：