本發(fā)明涉及焊接技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種利用硅碳摻雜堆焊材料焊接鉆頭的方法。
背景技術(shù)：
焊接在現(xiàn)代制造業(yè)和工程建設(shè)中發(fā)揮了重要的作用，特別是堆焊藥芯焊絲具有易滲、電流密度集中、熔深大、熔敷效率高、易制造、綜合成本低等優(yōu)點(diǎn)成為一種極有發(fā)展前途的焊接材料及高技術(shù)產(chǎn)品，在焊接材料中所占的比例越來越大。
堆焊再制造是焊接領(lǐng)域中的一個(gè)重要分支，是一種表面技術(shù)處理工藝方法，它是采用焊接方式在零件表面堆敷一層具有一定性能材料的工藝過程。對(duì)廢舊大型支承輥進(jìn)行再制造工程處理，可挖掘出巨大的剩余價(jià)值，再制造新品的成本約為原品的50％，而使用壽命能達(dá)到甚至超過原品，且能降低能耗60％以上，節(jié)約材料70％以上。因此堆焊再制造大型冶金支承輥可以大幅度減排、節(jié)能和降耗，具有明顯的資源、環(huán)保和社會(huì)效益，具有可持續(xù)發(fā)展前景。
高爐鉆具是煉鐵高爐易損備件，配套液壓開口機(jī)或氣動(dòng)開口機(jī)，鉆透出鐵孔，放出鐵水。在鉆透高爐出鐵口的過程中，它受到高溫環(huán)境中的扭轉(zhuǎn)、壓縮、彎曲、摩擦等交變應(yīng)力作用，進(jìn)入孔內(nèi)越深，溫度越高，炮泥層越硬，鉆具的前端即鉆頭損壞的可能性越大。因此，開鐵口鉆頭的優(yōu)劣直接影響出鐵、出渣生產(chǎn)作業(yè)及出鐵口的維護(hù)?，F(xiàn)有技術(shù)中，一般選用釬焊方式將硬質(zhì)合金鑲嵌在鉆頭的座體上。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供一種利用硅碳摻雜堆焊材料焊接鉆頭的方法，本發(fā)明所采用的堆焊材料優(yōu)良的抗裂性能及塑韌性能，所述堆焊材料熔敷金屬組織中的加入活性炭負(fù)載硅納米材料，使得堆焊焊絲的焊接工藝性能，特別是保證堆焊焊絲焊接完全熔化及焊道的浸潤(rùn)性良好；采用本發(fā)明工藝焊接的鉆頭有良好的耐熱性、耐磨性及高強(qiáng)度、高硬度，同時(shí)具備一定的韌性。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種利用硅碳摻雜堆焊材料焊接鉆頭的方法，該方法包括如下步驟：
（1）制備活性炭負(fù)載硅納米材料粉體
將裝有納米一氧化硅粉末的小瓷舟水平放置于氧化鋁管中間，然后將該管放在高溫管式爐中，抽真空在20-50pa，然后將溫度900-1000℃并分別保溫60-80min，之后升溫到1300-1400℃保溫4-6h；之后以10-15℃/min的速率降溫到500-600℃并保溫30-40min，同時(shí)以60sccm鼓入空氣到爐腔，自然冷卻至室溫，得到硅納米線，備用；
將硅烷偶聯(lián)劑加入到去離子水，并用醋酸調(diào)節(jié)ph至3.5，在室溫下攪拌30-50min，之后加入所述硅納米線，在85-95℃回流反應(yīng)15-20h，抽濾、洗滌、干燥，得到偶聯(lián)后的硅納米線復(fù)合物；
將得到的偶聯(lián)后的硅納米線復(fù)合物、納米活性炭加入到去離子水，用超聲波在45℃、150w的條件下混勻30-50min，室溫下靜止老化30-40h，用去離子水清洗多次至流出液呈中性，120-150℃烘干15-20h至恒重，再350-400℃焙燒3-5小時(shí)，冷卻、干燥，制得活性炭負(fù)載硅納米線，球磨粉碎得到活性炭負(fù)載硅納米粉體；
（2）按照如下重量份配料:
上述活性炭負(fù)載硅粉體2-3份
v2-5份
co6-9份
ge2-3.5份
稀土氧化物0.1-0.3份
w0.3-0.6份
cu1-2份
fe65-70份；
（3）按上述各組成的配比選擇相應(yīng)的化合物或合金粉體，按比例混合均勻得到復(fù)合堆焊材料粉體；
用縱剪機(jī)將厚度為0.5-1.0mm的冷軋鋼帶縱剪成寬10-20mm的鋼帶，將鋼帶軋制成截面呈u形，向鋼帶的u型凹槽中填入復(fù)合堆焊材料粉體，隨后將鋼帶軋制成截面為o形、截面直徑為5-7mm的焊絲坯管；
用多聯(lián)直線拉絲機(jī)將焊絲坯管拉拔至成品截面直徑為2-3mm的焊絲；
（4）對(duì)鉆頭座體采用電加熱或火加熱進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度200-250℃，保溫時(shí)間20-25min；
采用上述焊絲配以tig焊接鉆刃，焊接工藝參數(shù)為：采用鎢極氬弧焊焊接時(shí)，ar氣流量為10-15l/min；焊接電流為300-400a；電壓為30-32v；
焊后采用熱處理爐對(duì)鉆頭進(jìn)行650-700℃保溫15-20min的熱處理。
優(yōu)選的，所述稀土氧化物為ceo2+la2o3。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例一
將裝有納米一氧化硅粉末的小瓷舟水平放置于氧化鋁管中間，然后將該管放在高溫管式爐中，抽真空在20pa，然后將溫度900℃并分別保溫60min，之后升溫到1300℃保溫4h；之后以10℃/min的速率降溫到500℃并保溫30min，同時(shí)以60sccm鼓入空氣到爐腔，自然冷卻至室溫，得到硅納米線，備用。
將硅烷偶聯(lián)劑加入到去離子水，并用醋酸調(diào)節(jié)ph至3.5，在室溫下攪拌30-50min，之后加入所述硅納米線，在85℃回流反應(yīng)15h，抽濾、洗滌、干燥，得到偶聯(lián)后的硅納米線復(fù)合物。
將得到的偶聯(lián)后的硅納米線復(fù)合物、納米活性炭加入到去離子水，用超聲波在45℃、150w的條件下混勻30min，室溫下靜止老化30h，用去離子水清洗多次至流出液呈中性，120℃烘干15h至恒重，再350℃焙燒3小時(shí)，冷卻、干燥，制得活性炭負(fù)載硅納米線，球磨粉碎得到活性炭負(fù)載硅納米粉體。
按照如下重量份配料:
上述活性炭負(fù)載硅粉體2份
v2份
co6份
ge2份
稀土氧化物0.1份
w0.3份
cu1份
fe65份。
按上述各組成的配比選擇相應(yīng)的化合物或合金粉體，按比例混合均勻得到復(fù)合堆焊材料粉體；所述稀土氧化物為ceo2+la2o3。
用縱剪機(jī)將厚度為0.5mm的冷軋鋼帶縱剪成寬10mm的鋼帶，將鋼帶軋制成截面呈u形，向鋼帶的u型凹槽中填入復(fù)合堆焊材料粉體，隨后將鋼帶軋制成截面為o形、截面直徑為5mm的焊絲坯管；用多聯(lián)直線拉絲機(jī)將焊絲坯管拉拔至成品截面直徑為2mm的焊絲。
對(duì)鉆頭座體采用電加熱或火加熱進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度200℃，保溫時(shí)間20min；采用上述焊絲配以tig焊接鉆刃，焊接工藝參數(shù)為：采用鎢極氬弧焊焊接時(shí)，ar氣流量為10l/min；焊接電流為300a；電壓為30v；焊后采用熱處理爐對(duì)鉆頭進(jìn)行650℃保溫15min的熱處理。
實(shí)施例二
將裝有納米一氧化硅粉末的小瓷舟水平放置于氧化鋁管中間，然后將該管放在高溫管式爐中，抽真空在50pa，然后將溫度1000℃并分別保溫80min，之后升溫到1400℃保溫6h；之后以15℃/min的速率降溫到600℃并保溫40min，同時(shí)以60sccm鼓入空氣到爐腔，自然冷卻至室溫，得到硅納米線，備用。
將硅烷偶聯(lián)劑加入到去離子水，并用醋酸調(diào)節(jié)ph至3.5，在室溫下攪拌50min，之后加入所述硅納米線，在95℃回流反應(yīng)20h，抽濾、洗滌、干燥，得到偶聯(lián)后的硅納米線復(fù)合物。
將得到的偶聯(lián)后的硅納米線復(fù)合物、納米活性炭加入到去離子水，用超聲波在45℃、150w的條件下混勻50min，室溫下靜止老化40h，用去離子水清洗多次至流出液呈中性，150℃烘干15-20h至恒重，再400℃焙燒5小時(shí)，冷卻、干燥，制得活性炭負(fù)載硅納米線，球磨粉碎得到活性炭負(fù)載硅納米粉體。
按照如下重量份配料:
上述活性炭負(fù)載硅粉體3份
v5份
co9份
ge3.5份
稀土氧化物0.3份
w0.6份
cu2份
fe70份。
按上述各組成的配比選擇相應(yīng)的化合物或合金粉體，按比例混合均勻得到復(fù)合堆焊材料粉體；所述稀土氧化物為ceo2+la2o3。
用縱剪機(jī)將厚度為1.0mm的冷軋鋼帶縱剪成寬20mm的鋼帶，將鋼帶軋制成截面呈u形，向鋼帶的u型凹槽中填入復(fù)合堆焊材料粉體，隨后將鋼帶軋制成截面為o形、截面直徑為7mm的焊絲坯管；用多聯(lián)直線拉絲機(jī)將焊絲坯管拉拔至成品截面直徑為3mm的焊絲。
對(duì)鉆頭座體采用電加熱或火加熱進(jìn)行預(yù)熱，預(yù)熱溫度250℃，保溫時(shí)間25min；采用上述焊絲配以tig焊接鉆刃，焊接工藝參數(shù)為：采用鎢極氬弧焊焊接時(shí)，ar氣流量為15l/min；焊接電流為400a；電壓為32v；焊后采用熱處理爐對(duì)鉆頭進(jìn)行700℃保溫20min的熱處理。