【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及合金加工，具體為一種耐高溫耐磨的鋁鎂合金焊絲及其制備工藝。
技術(shù)介紹
1、隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種新技術(shù)、新工藝不斷涌現(xiàn)，在實(shí)踐中，人們對(duì)材料的性能也不斷提出新的或更高的要求。焊絲作為填充金屬的金屬絲焊接材料，在機(jī)械設(shè)備中占有不可或缺的地位。
2、在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中，尤其在電力、冶金及基建施工中大量使用機(jī)械設(shè)備，而各種機(jī)械設(shè)備在使用過(guò)程中都不同程度的存在金屬部件的磨損，且絕大多數(shù)機(jī)械設(shè)備的工作環(huán)境均為高溫高腐蝕等惡劣環(huán)境，故而對(duì)焊絲提出了更高的要求的同時(shí)，不僅要求其實(shí)現(xiàn)更好的連接能力，還需要具備良好的耐高溫和耐腐蝕性能；但現(xiàn)有的焊絲由于存在工藝和選材的缺陷，導(dǎo)致硬度、耐磨性、耐高溫性不夠理想，所以，如何對(duì)其進(jìn)行改良優(yōu)化，也成為了焊絲制備技術(shù)優(yōu)化進(jìn)程中，所亟需解決的技術(shù)難題。
3、綜上所述，本專利技術(shù)將制備一種耐高溫耐磨的鋁鎂合金焊絲，以適應(yīng)惡劣環(huán)境，延長(zhǎng)機(jī)械設(shè)備的使用壽命，帶來(lái)更高的經(jīng)濟(jì)收益。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的目的在于提供一種耐高溫耐磨的鋁鎂合金焊絲及其制備工藝，以解決上述
技術(shù)介紹
中提出的問(wèn)題。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供如下技術(shù)方案：
3、一種耐高溫耐磨的鋁鎂合金焊絲，所述鋁鎂合金焊絲，包括以下原料組分：按質(zhì)量百分比計(jì)為：鎂4～6％、鉻0.3～0.5％、錳0.05～0.2％、鋅0.02～0.05％、稀土金屬0.5～1.5％、增強(qiáng)相顆粒1～2％，其余為鋁和不可避免的雜質(zhì)，其中雜質(zhì)≤0.03％。>
4、較為優(yōu)化地，所述稀土金屬包括但不限于鈰、釔、鉺中的至少一種。
5、較為優(yōu)化地，所述稀土金屬為鈰、釔、鉺以質(zhì)量比1:1:1混合得到。
6、較為優(yōu)化地，所述增強(qiáng)相顆粒包括但不限于碳化硅、碳化鉻、碳化鎢、碳氮化鈦、碳化鈦、碳化釩、硼化鈦中的至少一種。
7、較為優(yōu)化地，所述增強(qiáng)相顆粒還必須包括石墨烯/鈧/鎳@硅復(fù)合材料。
8、較為優(yōu)化地，所述增強(qiáng)相顆粒為碳化硅、碳氮化鈦、硼化鈦、石墨烯/鈧/鎳@硅復(fù)合材料以質(zhì)量比2:1:1:2混合得到。
9、較為優(yōu)化地，所述石墨烯/鈧/鎳@硅復(fù)合材料的制備方法為：
10、(1)將石墨烯研磨至粉末狀，加入到四氫呋喃溶液中，經(jīng)超聲分散30～60min，得到濃度為2×10-4～2×10-3g/ml的石墨烯懸濁液；
11、(2)在氬氣保護(hù)下，在石墨烯懸濁液中加入萘、鈧源、還原劑，在20～80℃下，攪拌反應(yīng)2～6h后，待其自然冷卻至室溫后，經(jīng)離心、洗滌、干燥，得到石墨烯/鈧復(fù)合材料；
12、(3)將納米硅加入到30～40wt％的乙醇溶液中，加入氫氟酸，攪拌15～30min，使納米硅表面附帶上氫，得到預(yù)處理后的納米硅；
13、(4)將預(yù)處理后的納米硅浸入化學(xué)鍍液中20～50min，使其表面包覆一層金屬鎳，得到鎳@硅復(fù)合材料；
14、(5)將鎳@硅復(fù)合材料加入到三甘醇中，攪拌5～15min，再向其中加入石墨烯/鈧復(fù)合材料的堿性溶液，于150～200℃下，攪拌8～16h，經(jīng)過(guò)濾、洗滌、干燥，最后在氬氣保護(hù)下，升溫至300～500℃，退火處理3～6h，得到石墨烯/鈧/鎳@硅復(fù)合材料。
15、較為優(yōu)化地，所述鈧源包括異丙氧化鈧、水合乙酰丙酮鈧中的任一種。
16、較為優(yōu)化地，所述還原劑包括鉀、鈉、鋰、鈣中的任一種。
17、較為優(yōu)化地，所述石墨烯、萘、鈧源、還原劑四者質(zhì)量比為1:50:(5～8):25。
18、較為優(yōu)化地，所述納米硅、氫氟酸兩者質(zhì)量比為1:1.5。
19、較為優(yōu)化地，所述化學(xué)鍍液由20～30g/l氯化鎳、25～45g/l檸檬酸三銨、20～25g/l次磷酸鈉、5～20g/l檸檬酸鈉、30～70mg/l十二烷基磺酸鈉混合組成，加入氨水調(diào)節(jié)化學(xué)鍍液ph值至8～10。
20、較為優(yōu)化地，所述石墨烯/鈧復(fù)合材料的堿性溶液的配制方法為：將石墨烯/鈧復(fù)合材料加入到10wt％的氫氧化鈉溶液中，超聲分散5～15min，配制得到濃度為20～30wt％的石墨烯/鈧復(fù)合材料的堿性溶液。
21、較為優(yōu)化地，所述石墨烯/鈧復(fù)合材料、鎳@硅復(fù)合材料兩者質(zhì)量比為1:(0.5～1)。
22、較為優(yōu)化地，所述一種耐高溫耐磨的鋁鎂合金焊絲的制備方法為：
23、(1)在氬氣保護(hù)下，將坩堝預(yù)熱至250～300℃，加入鋁錠升溫至680～720℃，使鋁錠熔化，得到鋁液；
24、(2)向鋁液中加入鎂、鉻、錳、鋅，攪拌5～15min后，再向其中加入稀土金屬攪拌5～15min，最后升溫至780～820℃，加入增強(qiáng)相顆粒，同時(shí)降溫至合金半固態(tài)，攪拌30～60min；
25、(3)升溫至730～740℃，保溫30～60min，后將熔液表面的殘?jiān)浅僭诠β蕿?～2kw、頻率為18～22khz下超聲處理15～30min；
26、(4)將熔液澆鑄到預(yù)熱好的模具中，得到鑄錠，待其自然冷卻至室溫后，再進(jìn)行熱處理、拉拔成型，得到耐高溫耐磨的鋁鎂合金焊絲。
27、較為優(yōu)化地，所述合金半固態(tài)中固相分?jǐn)?shù)為40～50％。
28、較為優(yōu)化地，所述熱處理為：將鑄錠升溫至400～500℃，保溫2～4h，再進(jìn)行油淬，最后升溫至150～200℃，保溫5～10h，待其自然冷卻自室溫，完成熱處理過(guò)程。
29、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)所達(dá)到的有益效果是：本專利技術(shù)通過(guò)對(duì)鋁鎂合金焊絲組分的調(diào)配，加入稀土金屬、增強(qiáng)相顆粒對(duì)鋁鎂合金的性能進(jìn)行改善；其中增強(qiáng)相顆粒主要通過(guò)細(xì)化晶粒，改善鋁鎂合金性能，稀土金屬則對(duì)鋁鎂合金的延伸率進(jìn)行補(bǔ)償，兩者協(xié)同使得鋁鎂合金具有較好的耐高溫性能和耐磨性能。
30、(1)方案中，通過(guò)先在石墨烯表面原位生成了鈧層，再在其表面原位生成一層鎳@硅層，最終制備了一種石墨烯/鈧/鎳@硅復(fù)合材料，且通過(guò)控制反應(yīng)時(shí)長(zhǎng)，制備出合適尺徑的復(fù)合材料；該復(fù)合材料中石墨烯被包覆在其中，避免了石墨烯在熔液中出現(xiàn)團(tuán)聚；另外鈧能夠?qū)︿X合金晶粒細(xì)化有強(qiáng)烈影響，其與鋁基體共格的鈧化鋁能夠釘扎位錯(cuò)，阻止合金再結(jié)晶，產(chǎn)生顯著的亞結(jié)構(gòu)強(qiáng)化，進(jìn)而顯著提升鋁合金的力學(xué)性能和再結(jié)晶溫度，另外其還可以在一定程度上改善焊接性；其中的鎳@硅則起到了脫氧作用，在焊接過(guò)程能夠提高焊縫金屬的性能；
31、(2)將制備的石墨烯/鈧/鎳@硅復(fù)合材料與碳化硅、碳氮化鈦、硼化鈦按一定質(zhì)量比混合，作為增強(qiáng)相顆粒，協(xié)同對(duì)鋁鎂合金進(jìn)行增強(qiáng)；增強(qiáng)相顆粒主要通過(guò)細(xì)化晶粒，使晶粒在長(zhǎng)大過(guò)程中收到一定的推擠作用，從而達(dá)到阻礙晶粒長(zhǎng)大的效果，使合金更為致密，進(jìn)而改善合金的性能，最終起到提升合金耐磨性能和耐高溫性能的作用；
32、(3)盡管增強(qiáng)相顆粒能夠大幅提升鋁鎂合金的致密性，使其具有較高的耐高溫性和耐磨性，但材料的延伸率會(huì)受到明顯的影響，所以方案中加入了較多的鉻和稀土金屬進(jìn)行改善，另外稀土金屬能消除合金中的有害雜質(zhì)，進(jìn)而提高合金的熱穩(wěn)定性本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種耐高溫耐磨的鋁鎂合金焊絲，其特征在于：所述鋁鎂合金焊絲，包括以下原料組分，按質(zhì)量百分比計(jì)為：鎂4～6％、鉻0.3～0.5％、錳0.05～0.2％、鋅0.02～0.05％、稀土金屬0.5～1.5％、增強(qiáng)相顆粒1～2％，其余為鋁和不可避免的雜質(zhì)，其中雜質(zhì)≤0.03％；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高溫耐磨的鋁鎂合金焊絲，其特征在于：所述增強(qiáng)相顆粒還包括石墨烯/鈧/鎳@硅復(fù)合材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種耐高溫耐磨的鋁鎂合金焊絲，其特征在于：所述石墨烯/鈧/鎳@硅復(fù)合材料的制備方法為：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種耐高溫耐磨的鋁鎂合金焊絲，其特征在于：所述石墨烯/鈧復(fù)合材料、鎳@硅復(fù)合材料兩者質(zhì)量比為1:(0.5～1)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種耐高溫耐磨的鋁鎂合金焊絲，其特征在于：所述增強(qiáng)相顆粒為碳化硅、碳氮化鈦、硼化鈦、石墨烯/鈧/鎳@硅復(fù)合材料以質(zhì)量比2:1:1:2混合得到。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高溫耐磨的鋁鎂合金焊絲，其特征在于：所述稀土金屬為鈰、釔、鉺以質(zhì)量比1:1:1混合得到。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種耐高溫耐磨的鋁鎂合金焊絲，其特征在于：所述鋁鎂合金焊絲，包括以下原料組分，按質(zhì)量百分比計(jì)為：鎂4～6％、鉻0.3～0.5％、錳0.05～0.2％、鋅0.02～0.05％、稀土金屬0.5～1.5％、增強(qiáng)相顆粒1～2％，其余為鋁和不可避免的雜質(zhì)，其中雜質(zhì)≤0.03％；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種耐高溫耐磨的鋁鎂合金焊絲，其特征在于：所述增強(qiáng)相顆粒還包括石墨烯/鈧/鎳@硅復(fù)合材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種耐高溫耐磨的鋁鎂合金焊絲，其特征在于：所述石墨烯/鈧/鎳@硅復(fù)合材料的制備方法為：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種耐高溫耐磨的鋁鎂合金焊絲，其特征在于：所述石墨烯/鈧復(fù)合材料、鎳@硅復(fù)合材料兩者質(zhì)量比為1:(0.5～1)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種耐高溫耐磨的鋁鎂合金焊絲，其特征在于：所述增強(qiáng)相顆粒為碳化硅、碳氮化鈦、硼化鈦、石墨烯/鈧/鎳@硅復(fù)合材料以質(zhì)量比2:1:1:2混合得到。
6.根...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：徐建明，徐建祥，徐祺瑋，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：江蘇港纜新材料科技有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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