一种适用于增材制造的镍基药芯焊丝的制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114700656A(43)申请公布日2022.07.05(21)申请号202210418659.3(22)申请日2022.04.20(71)申请人广东省科学院中乌焊接研究所地址510000广东省广州市天河区长兴路363号(72)发明人曹艺牛犇潘琳琳邹晓东易江龙(74)专利代理机构北京超凡宏宇专利代理事务所(特殊普通合伙)11463专利代理师姚大雷(51)Int.Cl.B23K35/40(2006.01)B23K35/30(2006.01)B23K35/02(2006.01)权利要求书1页说明书10页附图4页(54)发明名称一种适用于增材制造的镍基药芯焊丝的制备方法(57)摘要本发明公开了一种适用于增材制造的镍基药芯焊丝的制备方法，该方法包括采用静电自组装工艺将纳米碳化铪颗粒均匀负载于雾化镍粉末表面，然后与合金粉末、联合脱氧剂混合形成药芯粉末，再将药芯粉末填充至镍带中即得镍基药芯焊丝；纳米碳化铪颗粒在药芯粉末中的质量百分比为1.0‑5.0％。本发明制备的药芯焊丝具有高强度、耐高温性能、耐磨性能及耐腐蚀性能。其中，纳米碳化铪颗粒与镍基体之间有较好晶格匹配度，可以作为异质形核剂，起到细化、强化晶粒的作用；并且在增材制造过程中，弥散分布的碳化铪颗粒还能起到抑制柱状晶生成、诱导等轴晶生成的作用，实现对增材制造组织及性能调控，进一步增强增材制造组织的综合性能。CN114700656ACN114700656A权利要求书1/1页1.一种适用于增材制造的镍基药芯焊丝的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括先采用静电自组装工艺将纳米碳化铪颗粒均匀负载于雾化镍粉末表面，然后与合金粉末、联合脱氧剂混合形成药芯粉末，再将药芯粉末填充至镍带中即得所述镍基药芯焊丝；所述纳米碳化铪颗粒在所述药芯粉末中的质量百分比为1.0‑5.0％。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述静电自组装工艺包括在超声条件下将硅烷化试剂、所述雾化镍粉末、水和醇类溶剂混合，使所述雾化镍粉末带正电；然后利用阴离子表面活性剂使得纳米碳化铪颗粒带负电，再将两种带电荷的分散体系混合，在正、负电荷间的静电相互吸引作用下，即可将所述纳米碳化铪颗粒均匀负载于所述雾化镍粉末表面；所述醇类溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇和异丙醇中的至少一种；所述水与醇类溶剂的体积比为0.1‑5:5。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基硫酸铵、十二烷基苯磺酸钠、十六烷基硫酸钠、十八烷基硫酸钠中的一种。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述药芯粉末中包括的纳米碳化铪的粒径范围为100‑200nm，纯度≥99.9％。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述合金粉末包括Cr，Mo，Nb和Co；所述联合脱氧剂包括Zr，Si和Sc。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述雾化镍粉末、合金粉末和联合脱氧剂在所述药芯粉末中的质量百分比为：Ni57.0‑75.0％，Cr15.0‑25.0％，Mo2.0‑8.0％，Nb1.0‑6.0％，Co0‑1.0％，Zr0‑1.0％，Si0‑1.0％，Sc0‑1.0％。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述雾化镍粉末、合金粉末和联合脱氧剂在所述药芯粉末中的质量百分比为：Ni63.0‑75.0％，Cr20.0‑25.0％，Mo2.0‑3.5％，Nb2.0‑6.0％，Co0.4‑1.0％，Zr0.1‑0.5％，Si0.1‑0.5％，Sc0.1‑0.5％。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述合金粉末的粒径范围为100‑150μm。9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述药芯粉末的填充率为25.0‑35.0％。10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述药芯焊丝的直径范围为1.2‑2.0mm。2CN114700656A说明书1/10页一种适用于增材制造的镍基药芯焊丝的制备方法技术领域[0001]本发明涉及焊接材料技术领域，具体而言，涉及一种适用于增材制造的镍基药芯焊丝的制备方法。背景技术[0002]随着我国先进制造业的蓬勃发展，机械设备以及构件也正朝着高性能、高参数、高效率的方向进步，尤其是应用于矿山、海洋工程、航空航天、汽车工程等诸多领域的主要设备和零部件，都要求可以在恶劣的工作环境下可以长时间的可靠服役。但在这些极端环境下，目前现有的材料往往会在服役过程中更快的出现磨损、腐蚀、疲劳和老化等失效现象，因此我们需要通过技术手段对现有材料进行改性以提升性能。由于材料的腐烛、磨损、老化、变形大多是从表面开始的，因此国内外学者多采用如渗氮、渗碳、气相沉积、等离子喷涂、超音速喷涂、激光熔覆、等离子堆焊等技术来提升金属材