一种高强度Co-Ni-Fe-B焊层材料及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及热喷涂技术领域，具体说是一种高强度Co-Ni-Fe-B焊层材料及其制 备方法。
【背景技术】
[0002] 埋弧焊、明弧焊具有突出的特点，这些特点主要表现在：1、表面工程和多种复合材 料的结合在材料设计中具有明显的优势；2、可方便地调整材料的化学成分；3、能够动态形 成具有特殊结构性能的复合材料；4、多种材料和多种技术的复合可获得优异的性能。
[0003] 然而，传统的表面处理技术使用的丝材结合强度差、气孔率高、使用率低。而新型 焊接丝材弥补了这些缺陷，采用新工艺、新方法、新配方制得的材料具有高硬度、高结合强 度、耐腐蚀性，微观组织结构均匀，材料使用率高，综合力学性能优良等特点，可广泛应用于 航空航天、工业生产、模具再制造等领域。为了拓展埋弧焊、明弧焊等传统焊接技术的应用 范围，人们需要新型的适合埋弧焊、明弧焊等传统焊接方法的新型材料。
【发明内容】
[0004] 为了弥补传统焊层材料的不足，本发明提供一种高强度Co-Ni-Fe-B焊层材料及 其制备方法。
[0005] 本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
[0006] 一种高强度Co-Ni-Fe-B焊层材料，其组分及各组分的质量份数为Co占28-39份、 Ni占36-47份、Fe占15份、B占12份、Cu占0? 13份、A1203占1份，所述A1 203增加了材料 的结合强度，减少气孔率。
[0007]Co的物理、化学性质决定了它是生产耐热合金、硬质合金、防腐合金、磁性合金和 各种钴盐的重要原料。Co作为粉末冶金中的粘结剂能保证硬质合金有一定的韧性。
[0008] 将Ni混入钢中可以提高机械强度。Ni与钢的合金用来制造机器承受较大压力、承 受冲击和往复负荷部分的零件，如涡轮叶片、曲轴、连杆等。
[0009] 一种高强度Co-Ni-Fe-B焊层材料的制备方法，包括以下步骤：
[0010] (1)采用气雾化法制得Co-Ni-Fe-B的纳米球；
[0011] ⑵向步骤⑴制得的纳米球中加入A1203，最后采用活性剂保护法制得纳米粉末。
[0012] 本发明的有益效果是：本发明既有合金钢材的高强度，又有钛金属的优异耐蚀性、 高静摩擦系数等特点。本发明制得的焊层的硬度可达到HRC38,具有较高的结合强度和较小 的气孔率，结合强度、抓附力高，焊层厚度可达6毫米，致密度良好为0. 73,适用于埋弧焊， 还可作为热喷涂层材料的底层材料，具有优异的结合强度，在相同的条件下，本发明的结合 度是普通丝材结合强度的1. 4倍左右，可见本发明具有优异的焊接性能。
【具体实施方式】
[0013] 为了使本发明实现的技术手段和创作特征易于明白了解，下面对本发明进一步阐 述。
[0014] 实施例一：
[0015] -种高强度Co-Ni-Fe-B焊层材料，其组分及各组分的质量份数为Co占28份、Ni 占36份、Fe占15份、B占12份、Cu占0? 13份、A1203占1份。
[0016] -种高强度Co-Ni-Fe-B焊层材料的制备方法，包括以下步骤：
[0017] (1)采用气雾化法制得Co-Ni-Fe-B的纳米球；
[0018] (2)向步骤⑴制得的纳米球中加入A1203，最后采用活性剂保护法制得纳米粉末。
[0019] 实施例二：
[0020] 一种高强度Co-Ni-Fe-B焊层材料，其组分及各组分的质量份数为Co占32份、Ni 占40份、Fe占15份、B占12份、Cu占0. 13份、A1203占1份。
[0021] 一种高强度Co-Ni-Fe-B焊层材料的制备方法，同实施例一。
[0022] 实施例三：
[0023] 一种高强度Co-Ni-Fe-B焊层材料，其组分及各组分的质量份数为Co占35份、Ni 占45份、Fe占15份、B占12份、Cu占0. 13份、A1203占1份。
[0024] 一种高强度Co-Ni-Fe-B焊层材料的制备方法，同实施例一。
[0025] 实施例四：
[0026] 一种高强度Co-Ni-Fe-B焊层材料，其组分及各组分的质量份数为Co占39份、Ni 占47份、Fe占15份、B占12份、Cu占0. 13份、A1203占1份。
[0027] -种高强度Co-Ni-Fe-B焊层材料的制备方法，同实施例一。
[0028] 采用埋弧焊焊接技术在以20C〇钢为基体的轧辊上制得Co-Ni-Fe-B焊层，带有所 述焊层的基体与无所述焊层的基体的结合强度、显微硬度、气孔率以及抗磨粒磨损性能对 比实验结果见表1 :
[0029] 表1Co-Ni-Fe-B焊层与20C〇钢基体的性能对比实验结果：
[0030]
[0031] 本旮明中所用"丝的选择既要考 1虑
焊剂成分的影i向，又要考虑母材k分的影响。 为达到所要求的焊缝金属成分，可采用一种焊剂（熔炼焊剂）与几种焊丝配合的焊接方式， 也可采用一种焊丝与几种焊剂（烧结焊剂）配合的焊接方式。
[0032] 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，本发明不受上述实施例的限制，上述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. 一种高强度Co-Ni-Fe-B焊层材料，其特征在于：其组分及各组分的质量份数为Co 占 28-39 份、Ni占 36-47 份、Fe占 15 份、B占 12 份、Cu占 0? 13 份、Al2O3 占 1 份。2. -种高强度Co-Ni-Fe-B焊层材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤： (1) 采用气雾化法制得Co-Ni-Fe-B的纳米球； (2) 向步骤⑴制得的纳米球中加入Al2O3，最后采用活性剂保护法制得纳米粉末。
【专利摘要】本发明涉及一种高强度Co-Ni-Fe-B焊层材料及其制备方法，其组分及各组分的质量百分数为Co占28-39份、Ni占36-47份、Fe占15份、B占12份、Cu占0.13份、Al2O3占1份，其制备方法为：首先采用气雾化法制得Co-Ni-Fe-B的纳米球，向制得的纳米球中加入Al2O3，最后采用活性剂保护法制得纳米粉末。本发明既有合金钢材的高强度，又有钛金属的优异耐蚀性、高静摩擦系数等特点，制得的焊层的硬度可达到HRC38，具有较高的结合强度和较小的气孔率，结合强度、抓附力较高，焊层厚度可达6毫米，致密度良好为0.73。
【IPC分类】C22C30/02, B23K35/30, B23K9/18
【公开号】CN104923957
【申请号】CN201510233020
【发明人】程敬卿
【申请人】安徽再制造工程设计中心有限公司
【公开日】2015年9月23日
【申请日】2015年5月9日