一种钼铁硼合金焊条及其制备方法与应用技术

本发明专利技术提供了一种钼铁硼合金焊条及其制备方法与应用，将原料依次进行球磨、冷等静压或挤压成型工艺、烧结得到钼铁硼合金焊条；本发明专利技术采用冷等静压或挤压成型工艺能够制备长径比大、精度高的钼铁硼合金焊条，且制备方法简单，易于工业应用；采用本发明专利技术所述制备方法得到的钼铁硼合金焊条长径比大、精度高、硬度高、耐腐蚀性强，且能在高长径比下保持较小的轴向形变。轴向形变。

【技术实现步骤摘要】
一种钼铁硼合金焊条及其制备方法与应用


[0001]本专利技术属于合金焊材
，具体涉及一种钼铁硼合金焊条及其制备方法与应用。

技术介绍

[0002]随着高新技术的不断发展，各行业对材料性能提出更高要求，既要求材料有较高的强韧性，又有极佳的耐磨耐腐蚀性，某些特殊工况下还需拥有较高的红硬性。三元硼化物Mo2FeB2金属陶瓷材料具有高熔点、高硬度、高耐磨性和高抗腐蚀等优良性能，其密度约为传统硬质合金的3/5，是种极具发展前景的硬质材料，且热膨胀系数与钢材相近，非常适合制作与钢基体覆合的表面覆层复合材料，未来应用前景极为广阔。
[0003]目前，国内对Mo2FeB2三元硼化物基金属陶瓷多应用于表面陶瓷涂层，采用真空液相反应烧结法、固相反应法、放电等离子烧结法等工艺，将金属陶瓷熔覆于金属母材表面，从而获得耐磨性高、耐腐蚀性好的产品，然而对于结构复杂的零部件表面，通过烧结方式就难以达到目的。
[0004]CN112195389A公开了一种3D打印三元硼化物Mo2FeB2合金粉及其生产工艺，其的元素含量百分比为：B3.5～6％，Mo32～60％，Cr4～16％，Ni2.5～8％，C0.2～1.2％，V0.5～3％，Nb0.5～3％，W0.1～5％，Ce0.1～0.6％，Mn0.1～1％，Ta0.1～1％，Fe余量，该方法采用3D打印三元硼化物Mo2FeB2合金粉制备出三元硼化物Mo2FeB2合金覆层产品以及结构复杂的3D打印零件，具有高熔点、高硬度、高耐磨性与高耐腐蚀性的优点，使用寿命长，可以应用于耐磨耐腐蚀的各个专业领域，但其对工艺设备要求以及作业环境要求很高，难以现场作业，制约着三元硼化物基金属陶瓷的更广泛的应用。
[0005]针对上述问题，需要研发一种可以降低对作业人员及设备要求的焊条，使得应用更为灵活，适应于各种工况条件下的Mo2FeB2金属陶瓷覆层零部件的制作。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种钼铁硼合金焊条及其制备方法与应用，将原料依次进行球磨、冷等静压或挤压成型工艺、烧结得到钼铁硼合金焊条；采用冷等静压或挤压成型工艺能够制备长径比大、精度高的钼铁硼合金焊条，且制备方法简单，易于工业应用；采用本专利技术所述制备方法得到的钼铁硼合金焊条长径比大、精度高、硬度高、耐腐蚀性强，且能在高长径比下保持较小的轴向形变。
[0007]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]本专利技术的目的之一在于提供一种钼铁硼合金焊条的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
[0009](1)将原料进行球磨得到球磨料；
[0010]其中，所述原料中包括硼元素、钼元素、铬元素、镍元素、碳元素、钒元素、铌元素、铜元素、铈元素、锰元素、钴元素、钛元素、硅元素、铪元素和铁元素；
[0011](2)将步骤(1)所述球磨料通过冷等静压或挤压成型工艺得到坯料；
[0012](3)将步骤(2)所述坯料进行烧结得到钼铁硼合金焊条。
[0013]本专利技术所述钼铁硼合金焊条的制备方法利用了冷等静压或挤压成型工艺，制备了长径比大、精度高的钼铁硼合金焊条，且制备方法简单，易于工业应用；采用本专利技术所述制备方法得到的钼铁硼合金焊条长径比大、精度高、硬度高、耐腐蚀性强，且能在高长径比下保持较小的轴向形变。
[0014]本专利技术为改善钼铁硼合金焊条的综合性能，加入适量铬、钒使硬质相转变为正方晶系而改善其力学性能；铬元素同时存在于硬质相和粘结相中，在硬质相中能强化钼铁硼基金属陶瓷的组织结构和性能，在粘结相中有利于提高合金的耐腐蚀性；铬、镍有利于改善粘结相中奥氏体组织结构，而提高其耐腐蚀性能；铈、钒、钛、铪、铌能显著抑制晶粒的长大；锰、钴、铜有利于改善润湿性，提高粘结相的强度；硅元素以固溶体形态存在于粘结相中，提高焊结性能，不易产生裂纹等缺陷；为降低钼铁硼基金属陶瓷焊条中的含氧量，添加碳元素还原，在烧结过程中生成一氧化碳排出；本专利技术所述钼铁硼合金焊条又可称为Mo2FeB2合金焊条。
[0015]作为本专利技术优选的技术方案，在步骤(1)所述原料中，所述硼元素的含量为2
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5.5wt％，例如可以是2wt％，2.2wt％，2.5wt％，2.8wt％，3wt％，3.2wt％，3.5wt％，3.8wt％，4wt％，4.3wt％，4.5wt％，4.7wt％，5wt％，5.2wt％，5.5wt％等，所述钼元素的含量为35
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55wt％，例如可以是35wt％，38wt％，40wt％，42wt％，45wt％，47wt％，50wt％，52wt％，55wt％等，所述铬元素的含量为1
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10wt％，例如可以是1wt％，2wt％，3wt％，4wt％，5wt％，6wt％，7wt％，8wt％，9wt％，10wt％等，所述镍元素的含量为1
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8wt％，例如可以是1wt％，2wt％，3wt％，4wt％，5wt％，6wt％，7wt％，8wt％等，所述碳元素的含量为0.5
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1wt％，例如可以是0.5wt％，0.55wt％，0.6wt％，0.65wt％，0.7wt％，0.75wt％，0.8wt％，0.85wt％，0.9wt％，0.95wt％，1wt％等，所述钒元素的含量为0.5
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12.5wt％，例如可以是0.5wt％，1wt％，1.5wt％，2wt％，2.5wt％，3wt％，3.5wt％，4wt％，4.5wt％，5wt％，5.5wt％，6wt％，6.5wt％，7wt％，7.5wt％，8wt％，8.5wt％，9wt％，9.5wt％，10wt％，10.5wt％，11wt％，11.5wt％，12wt％，12.5wt％等，所述铌元素的含量为1
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4.5wt％，例如可以是1wt％，1.2wt％，1.5wt％，1.8wt％，2wt％，2.3wt％，2.5wt％，2.8wt％，3wt％，3.2wt％，3.5wt％，3.7wt％，4wt％，4.2wt％，4.5wt％等，所述铜元素的含量为0.5
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2wt％，例如可以是0.5wt％，0.8wt％，1wt％，1.2wt％，1.4wt％，1.6wt％，1.8wt％，2wt％等，所述铈元素的含量为0.1
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1wt％，例如可以是0.1wt％，0.2wt％，0.3wt％，0.4wt％，0.5wt％，0.6wt％，0.7wt％，0.8wt％，0.9wt％，1wt％等，所述锰元素的含量为1
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3wt％，例如可以是1wt％，1.2wt％，1.5wt％，1.8wt％，2wt％，2.3wt％，2.5wt％，2.8wt％，3wt％等，所述钴元素的含量为0.1
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5wt％，例如可以是0.1wt％，0.5wt％，0.8wt％，1wt％，1.2wt％，1.5wt％，1.8wt％，2wt％，2.3wt％，2.5wt％，2.8wt％，3wt％，3.2wt％，3.5wt％，3.7wt％，4wt％，4.2wt％，4.5wt％，4.8w本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钼铁硼合金焊条的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：(1)将原料进行球磨得到球磨料；其中，所述原料中包括硼元素、钼元素、铬元素、镍元素、碳元素、钒元素、铌元素、铜元素、铈元素、锰元素、钴元素、钛元素、硅元素、铪元素和铁元素；(2)将步骤(1)所述球磨料通过冷等静压或挤压成型工艺得到坯料；(3)将步骤(2)所述坯料进行烧结得到钼铁硼合金焊条。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤(1)所述原料中，所述硼元素的含量为2
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5.5wt％，所述钼元素的含量为35
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55wt％，所述铬元素的含量为1
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10wt％，所述镍元素的含量为1
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8wt％，所述碳元素的含量为0.5
‑
1wt％，所述钒元素的含量为0.5
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12.5wt％，所述铌元素的含量为1
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4.5wt％，所述铜元素的含量为0.5
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2wt％，所述铈元素的含量为0.1
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1wt％，所述锰元素的含量为1
‑
3wt％，所述钴元素的含量为0.1
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5wt％，所述钛元素的含量为0.5
‑
4wt％，所述硅元素的含量为0.1
‑
1wt％，所述铪元素的含量为0.1
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0.5wt％，其余为所述铁元素。3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述球磨包括湿法球磨；优选地，在所述湿法球磨的过程中，加入粘结剂和第一溶剂；优选地，所述粘结剂与所述原料的质量比为(0.02
‑
0.08):1；优选地，所述粘结剂包括聚乙二醇、橡胶、树脂或石蜡中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述第一溶剂与所述原料的质量比为(1
‑
1.5):1；优选地，所述第一溶剂包括无水乙醇、甲醇、丙酮、正庚烷或正己烷中的任意一种或至少两种的组合。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述球磨的球料比为(1
‑
5):1；优选地，步骤(1)所述球磨在惰性气体氛围下进行；优选地，所述惰性气体包括氮气和/或氩气；优选地，步骤(1)所述球磨的转速为40
‑
200r/min；优选地，步骤(1)所述球磨的时间为10
‑
60h。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在步骤(2)之前，将步骤(1)所述球磨料进行固液分离；优选地，所述固液分离的方式为真空干燥；优选地，所述固液分离的温度为60
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90℃；优选地，所述固液分离的时间为6
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10h；优选地，步骤(1)所述球磨料的D50粒径为3
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8μm。6.根据权利要求1
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5任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述冷等静压的压力为100
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300MPa，进一步优选为100
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200MPa；优选地，步骤(2)所述冷等静压的温度为15
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30℃；优选地，步骤(2)所述冷等静压的时间为2
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4h；优选地，步骤(2)所述挤压成型工艺包括如下步骤：向步骤(1)所述球磨料中加入纤维素和第二溶剂，混合均匀得到混合料，将所述混合料依次进行挤压成型和干燥得到坯料；
优选地，所述纤维素的质量占比为2
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8wt％；优选地，所述第二溶剂包括无水乙醇、甲醇、丙酮、正庚烷或正己烷中的任意一种或至少两种的组合；优选地，所述挤压成型的压力为100
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300MPa；优选地，所述干燥包括一阶段干燥和二阶段干燥；优选地，所述一阶段干燥的温...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓俊杰，罗才元，
申请(专利权)人：广东博杰特新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：