[其他]鑄鐵表面噴焊銅合金的方法

在審

• 申請號: 101986000006201
• 申請日: 1986-09-12
• 公開（公告）號: CN1005635B
• 公開（公告）日: 1989-11-01
• 發明（設計）人: 郭治安
• 申請（專利權）人: 山西礦業學院
• 代理公司: 山西太原科衛專利事務所
• 代理人: 楊玉榮;楊翼林

鑄鐵表面噴焊銅合金，使用表面處理劑和調制添加劑，把無鎳或低鎳無硅的銅合金粉噴溶于鑄鐵表面，噴層質量良好，結合強度高，不易產生夾渣和氣孔，并能大面積加厚加寬。表面處理劑是在金屬清洗劑中加碳酸鈉、硼酸鈉等化合物制成。調制添加劑是用氟硼酸鈣（或氟硼酸鈉），硅酸鉀（或硅酸鈉）制成；或是用氟化鈣、硼酐、鈉玻璃粉等配制而成。

本發明是關于在金屬表面直接噴焊銅合金的方法。

在鑄鐵表面噴焊銅合金時，由于鑄鐵含雜質多，易氧化和產生氣孔，噴焊時雜質、氧化物妨礙了鑄鐵表面與液態銅合金的濕潤性，不能形成表面合金層。另一方面，銅合金粉的自熔性較差，噴焊時易產生氧化膜，較多的氧化膜形成難溶渣系，使噴焊層產生夾渣。

目前解決上述問題的方法一種是在銅合金粉末中摻入鎳基粉末，如日本專利昭51-10825中介紹的Cu-Ni合金粉末。這種粉末含鎳量達10-60%，含B0.1-0.6%，Si0.1-8%。使用這種粉末噴焊，粉末成本高，起噴溫度高于250℃，而且噴焊層硬度較高，限制了噴焊層的機械性能范圍。另一種方法是先在鑄鐵表面噴焊一層鎳基復蓋層，然后再噴焊銅合金，這種方法不適于銅合金層的大面積加厚加寬。

本發明的目的在于提供一種能夠把無鎳或低鎳（含Ni＜10%）低硼（含B0.1-0.4%）、無硅的銅基粉末直接噴焊在鑄鐵表面，并能大面積加厚加寬的方法，可以噴銅件代替全銅件或鑲銅件。

本發明的任務是這樣完成的：首先用調制添加劑與無鎳或低鎳（含Ni＜10%）、低硼（含B0.1-0.4%）、無硅的銅合金粉混合或復合進行調制改性處理，再用表面處理劑對鑄鐵表面進行化學處理（滴涂或浸漬），然后將調制好的粉末采用配套工藝，即低溫起噴、低槍距、較低的氧壓和乙炔壓噴焊于經過處理的鑄鐵表面。

本發明的鑄鐵表面處理劑是在非離子表面活性劑及助劑制成的金屬清洗劑中加碳酸鈉0-10%、硼酸鈉0-20%（按重量計）等化合物的2-10%（重量）的水溶液制成的。

本發明中銅合金粉的調制添加劑是用氟硼酸鈣或氟硼酸鈉、硅酸鉀或硅酸鈉等制成的混合粉或燒結粉。其配比為：氟硼酸鈣（或氟硼酸鈉）60-85%、硅酸鉀（或硅酸鈉）15-40%（按重量計）。

本發明的調制添加劑還可以是用氟化鈣4-12（份）、硼酐2-8（份）、鈉玻璃粉3-8（份）（按重量計）制成的混合粉或燒結粉。

按本發明噴焊工藝過程如下：先把鑄鐵表面打磨或車削干凈，將鑄鐵表面預熱，預熱溫度（即起噴溫度）小于90℃。再用表面處理劑滴涂或浸漬鑄鐵表面，然后將調制好的銅合金粉用氧乙炔焰噴焊于鑄鐵表面。噴焊用較小功率，較低的氧壓和乙炔壓，微碳化焰或中性焰;槍距離焰芯0-4毫米。在加厚第二層時，可以使用中性焰。

利用本發明噴焊時，鑄鐵表面具有良好的潤濕性，銅液表面也會產生一種保護膜，噴焊層與鑄鐵相互擴散，噴層質量良好，結合強度高，不易產生夾渣和氣孔，還可以大面積加厚加寬。用本發明噴焊后的工件，經金相檢查，結合界面的顯微組織有明顯的0.1-0.16毫米的過渡層。進行拉伸試驗，試棒是從鑄鐵處斷裂。將噴焊后的試件從800℃，600℃分別入冷水試驗，也不會因急驟冷卻而使焊層裂開。用本發明噴焊的低壓閥門密封面，其壽命遠遠超過現有的優質閥門。

利用本發明，低溫即可起噴，直至噴焊層熔化溫度的廣闊范圍內，噴焊操作都可以進行。

本發明除適用于鑄鐵噴焊外，對多種基材如鋼、銅等的噴焊都可使用。同時還可用于鐵銅復合件的制作及銅合金件磨損后的修復等。

在利用本發明所調制的銅合金粉末中，摻入鎳基粉末（Ni0-50%）或適量的鐵基粉末還可以調整銅噴焊層的機械性能。

本發明的最佳實施例如下：

1、鑄鐵表面處理劑是用非離子表面活性劑及助劑配制的金屬清洗劑加無機助熔劑制成。配制方法如下：

例1：SS-2∶50克;水：500C·C·;焊劑301∶3克;無水碳酸鈉：2克。

例2：802∶22.2克;水：750C·C·;焊劑301∶3克;無水碳酸鈉：3克。