【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及焊接材料领域，尤其涉及一种高性能镍基焊丝及其制备方法。
技术介绍
1、镍基焊丝凭借其出色的耐活泼性气体、苛性介质及还原性酸介质腐蚀性能，加之高强度、良好塑性、可冷热变形及加工成形的特点，在石油化工、冶金、原子能、航空等领域得到了广泛应用。然而，现有镍基焊丝在面临高应力和重载环境时，易发生断裂或失效，限制了其工艺性能和应用范围。
2、具体而言，实心焊丝在全位置焊接中易产生飞溅，主要适用于薄板焊接，且其电弧过渡方式多为短路过渡，可能导致熔深不足，进而影响焊接质量。相比之下，药芯焊丝通过灵活调整焊剂组分和比例，能更精准地控制焊缝化学组分，展现出更广泛的适应性。尽管如此，镍基合金焊丝在焊接的过程中，容易出现下列问题：熔敷金属易产生热裂纹、冲击韧性、抗拉强度较低，最重要的是很难同时维持较高的抗拉强度和伸长率，这些不足限制了其应用范围。
3、因此，本专利技术的核心在于开发一种高性能镍基焊丝，旨在显著提升熔敷金属的力学性能和强度，确保焊接接头在长期使用中保持高度的稳定性，克服现有焊丝存在的局限性。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的不足，本专利技术的第一目的在于提供一种高性能镍基焊丝，所述高性能焊丝在焊接过程熔池合金均匀分布，熔敷金属能够兼备良好的屈服强度、抗拉强度和伸长率。
2、本专利技术的第二目的在于一种高性能镍基焊丝的制备方法，该方法制备工艺简单高效。
3、本专利技术的第一目的采用如下技术方案实现：
4、一种高性能
5、进一步地，包括焊皮和药芯，所述药芯包括以下重量份的原料：镍粉12份、锰粉5份、铬粉7份、氮化硼粉3份、镁铁层状双金属氢氧化物5份、氟化钙粉0.75份、埃洛石纳米管1.1份、六硼化铈0.5份、纳米钛酸锂0.75份。
6、进一步地，所述镁铁层状双金属氢氧化物各元素含量：c：6.7wt％、o：52.2wt％、mg：27.2wt％、fe：13.9wt％；所述镁铁层状双金属氢氧化物的尺寸为50-200nm。
7、进一步地，所述埃洛石纳米管的直径为50-300nm，长度为1-10μm。
8、进一步地，所述药芯质量占所述焊丝总质量的28-34％。
9、进一步地，所述六硼化铈的粒径为1-3μm；所述纳米钛酸锂的粒径为80-100nm。
10、纳米钛酸锂在电弧作用下部分分解，钛元素可形成氧化物和碳化物，和未分解的纳米钛酸锂、六硼化铈一起作为焊缝组织的形核质点，起到自发形核作用，细化熔敷金属的晶粒，可提高熔敷金属的低温冲击韧性。
11、六硼化铈：在电弧作用下部分分解出铈，可以促进熔池合金均匀化，帮助提高熔敷金属的强度。
12、埃洛石纳米管和镁铁层状双金属氢氧化物：具有较多的暴露位点、更低的扩散势垒以及更短的扩散路径，利用其管状、层状结构和吸附作用，在焊接过程使熔池合金均匀分布，得到的熔敷金属具有较好的力学性能。
13、本专利技术的第二目的采用如下技术方案实现：
14、上述一种高性能镍基焊丝的制备方法，包括以下步骤：
15、(1)按照重量份称取上述药芯的原料并混匀，干燥即得药芯；
16、(2)将焊皮进行轧制，制得u型槽；将步骤(1)所述药芯填充到u型槽中并将接口处封闭完全，制得包裹有药芯的u型槽；
17、(3)将包裹有药芯的u型槽经过拉拔、减径，得到所述高性能镍基焊丝。
18、进一步地，步骤(3)中所述焊丝的直径为1.0-2.2mm。
19、进一步地，步骤(2)中所述焊皮采用inconel 625钢带。
20、更进一步地，所述inconel625钢带：c≤0.10，si≤0.50，mn≤0.5，p≤0.015，s≤0.015，cr：20.0-23.0，al≤0.40，ti≤0.40，fe≤5.00，co≤1.00，ni余量。
21、进一步地，步骤(1)中所述干燥的温度为100-150℃，干燥的时间为2-3h。
22、相比现有技术，本专利技术的有益效果在于：
23、本专利技术通过对药芯的组成进行改进，添加的纳米钛酸锂可提高熔敷金属的低温冲击韧性、六硼化铈能帮助提高熔敷金属的强度。埃洛石纳米管和镁铁层状双金属氢氧化物在焊接过程使熔池合金均匀分布，得到的熔敷金属具有较好的力学性能。上述组分配合使用，可以有效解决熔敷金属力学性能差、强度低的问题。
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1.一种高性能镍基焊丝，其特征在于，包括焊皮和药芯，所述药芯包括以下重量份的原料：镍粉10-15份、锰粉3-6份、铬粉5-10份、氮化硼粉2-5份、镁铁层状双金属氢氧化物3-7份、氟化钙粉0.5-1份、埃洛石纳米管0.8-1.4份、六硼化铈0.2-0.8份、纳米钛酸锂0.5-1份。
2.根据权利要求1所述一种高性能镍基焊丝，其特征在于，包括焊皮和药芯，所述药芯包括以下重量份的原料：镍粉12份、锰粉5份、铬粉7份、氮化硼粉3份、镁铁层状双金属氢氧化物5份、氟化钙粉0.75份、埃洛石纳米管1.1份、六硼化铈0.5份、纳米钛酸锂0.75份。
3.根据权利要求1所述一种高性能镍基焊丝，其特征在于，所述镁铁层状双金属氢氧化物各元素含量：C：6.7wt％、O：52.2wt％、Mg：27.2wt％、Fe：13.9wt％；所述镁铁层状双金属氢氧化物的尺寸为50-200nm。
4.根据权利要求1所述一种高性能镍基焊丝，其特征在于，所述埃洛石纳米管的直径为50-300nm，长度为1-10μm。
5.根据权利要求1所述一种高性能镍基焊丝，其特征在于，所述
6.根据权利要求1所述一种高性能镍基焊丝，其特征在于，所述六硼化铈的粒径为1-3μm；所述纳米钛酸锂的粒径为80-100nm。
7.根据权利要求1-6任一项所述一种高性能镍基焊丝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述一种高性能镍基焊丝的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述焊丝的直径为1.0-2.2mm。
9.根据权利要求7所述一种高性能镍基焊丝的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述焊皮采用Inconel 625钢带。
10.根据权利要求7所述一种高性能镍基焊丝的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述干燥的温度为100-150℃，干燥的时间为2-3h。
...【技术特征摘要】
1.一种高性能镍基焊丝，其特征在于，包括焊皮和药芯，所述药芯包括以下重量份的原料：镍粉10-15份、锰粉3-6份、铬粉5-10份、氮化硼粉2-5份、镁铁层状双金属氢氧化物3-7份、氟化钙粉0.5-1份、埃洛石纳米管0.8-1.4份、六硼化铈0.2-0.8份、纳米钛酸锂0.5-1份。
2.根据权利要求1所述一种高性能镍基焊丝，其特征在于，包括焊皮和药芯，所述药芯包括以下重量份的原料：镍粉12份、锰粉5份、铬粉7份、氮化硼粉3份、镁铁层状双金属氢氧化物5份、氟化钙粉0.75份、埃洛石纳米管1.1份、六硼化铈0.5份、纳米钛酸锂0.75份。
3.根据权利要求1所述一种高性能镍基焊丝，其特征在于，所述镁铁层状双金属氢氧化物各元素含量：c：6.7wt％、o：52.2wt％、mg：27.2wt％、fe：13.9wt％；所述镁铁层状双金属氢氧化物的尺寸为50-200nm。
4.根据权利要求1所述一种高性能镍...
【专利技术属性】
技术研发人员：贺顺达，张睿，贺惠民，李玲环，刘芳，吴志军，李明智，
申请(专利权)人：湖南湘工环保科技开发有限公司，
类型：发明
国别省市：
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