一種焊接材料用堿金屬鈦酸鹽的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種焊接材料用堿金屬鈦酸鹽的制造方法，屬于無機(jī)功能材料領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]堿金屬鈦酸鹽作為焊接材料的添加劑，不僅能降低焊接時(shí)的電弧電壓，穩(wěn)定電弧，同時(shí)能減少飛濺，使焊縫細(xì)密，提高焊接的效果，廣泛應(yīng)用于電焊條以及藥芯焊絲。
[0003]堿金屬鈦酸鹽可以是二鈦酸鉀、四鈦酸鉀或六鈦酸鉀，或鈦酸鈉、鈦酸鉀鈉、鈦酸鈉鉀。這些堿金屬鈦酸鹽產(chǎn)品在貯存、使用的過程中易于吸濕、板結(jié)。
[0004]導(dǎo)致堿金屬鈦酸鹽吸濕以及板結(jié)的主要原因有兩方面。首先是堿金屬鈦酸鹽自身性質(zhì)與表面結(jié)構(gòu)。堿金屬鈦酸鹽均是一種顯堿性，吸濕性很強(qiáng)的物質(zhì)；堿金屬的二鈦酸鹽以及四鈦酸鹽生產(chǎn)時(shí)易于形成“晶須狀”顆粒，即使采用二氧化鈦粉體為鈦源，所得到的堿金屬鈦酸鹽往往也是由許許多多長短不一的“晶須”所構(gòu)成的團(tuán)狀顆粒，比表面積較大，表面結(jié)構(gòu)易于吸水。其次，堿金屬鈦酸鹽是較好的隔熱材料。在產(chǎn)品焙燒的過程中，若升溫過快，或料層過厚，就易導(dǎo)致外表結(jié)殼，甚至燒成過度，物料內(nèi)層的固相反應(yīng)不夠完全，甚至沒有燒透；由于原輔材料本身是堿金屬碳酸鹽或氫氧化物等堿性物質(zhì)，極易吸潮，因此，一次焙燒所得工業(yè)化產(chǎn)品往往是堿金屬鈦酸鹽與其它堿性物質(zhì)的混合物。以上兩個(gè)主要原因，導(dǎo)致產(chǎn)品易于吸濕，水分子所產(chǎn)生的氫鍵架橋作用，產(chǎn)品顆粒之間相互粘連，形成團(tuán)塊甚至板結(jié)。若包裝不良或保管不當(dāng)，就會(huì)造成極快吸濕，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的板結(jié)現(xiàn)象。吸濕及板結(jié)不僅導(dǎo)致粉體的分散性、流動(dòng)性變差而影響產(chǎn)品的使用性能，而且由于焊藥或藥芯中堿金屬鈦酸鹽實(shí)際摻量的改變，或分布的不均勻，導(dǎo)致產(chǎn)品的應(yīng)用性能下降。
[0005]另外，在藥芯焊絲生產(chǎn)中，除了堿金屬鈦酸鹽的粒徑大小之外，其堆積密度的大小也是影響焊絲產(chǎn)品質(zhì)量的因素之一。在相同粒徑的情況下，希望堿金屬鈦酸鹽具有較大的堆積密度，這樣既有利于藥芯料的灌注，又可以使得焊芯單位體積中堿金屬鈦酸鹽的量相對較大。
[0006]因此，就此焊接材料的應(yīng)用而言，不僅堿金屬鈦酸鹽需要低吸濕，不易板結(jié)，同時(shí)需要重質(zhì)化，而不是輕質(zhì)化的晶須產(chǎn)品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的主要目的就是為了獲得低吸濕、不易板結(jié)，且重質(zhì)化的堿金屬鈦酸鹽。
[0008]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，根據(jù)產(chǎn)品的規(guī)格，選擇合適的鈦源、鉀源或鈉源及其相應(yīng)的用量，合適的助劑及用量，兩次混料，兩次高溫?zé)Y(jié)，獲得不易吸濕與板結(jié)，堆積密度較大，流動(dòng)性與分散性良好的堿金屬鈦酸鹽。
[0009]與常規(guī)生產(chǎn)方法一樣,鈦源為銳鈦型二氧化鈦、金紅石型二氧化鈦、金紅石型鈦精礦、高鈦渣，較佳的為金紅石型鈦精礦；鉀源是指碳酸鉀、碳酸氫鉀、氫氧化鉀，較佳的為碳酸鉀；鈉源為碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉，較佳的為碳酸鈉；或選擇以上鉀源、鈉源的組合，或鉀長石、鈉長石天然礦粉；鈦源、鉀源或鈉源的用量按產(chǎn)品規(guī)格為二鈦酸鹽、四鈦酸鹽、六鈦酸鹽，或鈦酸鉀鈉、鈦酸鈉鉀來計(jì)算。
[0010]助劑為硼酸、硼砂、氧化硼、三氯化硼、鑰酸鈉、鑰酸鉀、鑰酸銨、硅酸鈉、水玻璃、硅酸鉀、二氧化硅、白炭黑、氧化鋁、氧化鋅、氧化鎂、氯化鉀、氯化鈉、氯化銨、碳粉、活性炭、石墨、羧甲基纖維素、硬脂酸、硬脂酸鈣、硬脂酸鎂、硬脂酸鋅、硬脂酸鋁、滑石粉、高嶺土礦粉、葉臘石礦粉、膨潤土礦粉中的一種或多種組合；助劑用量為總質(zhì)量的I?10%。
[0011]方法采用兩次混料；一次混料采取球磨方式；二次混料若助劑為粉狀或顆粒狀，同樣采取球磨方式，若助劑為液態(tài)，則采用混料機(jī)。
[0012]方法采用兩次焙燒；一次焙燒的溫度為850?1000°C，較佳的為950°C，焙燒時(shí)間
2?7小時(shí)；二次焙燒的溫度為800?950°C，較佳的為900°C，焙燒時(shí)間2?7小時(shí)。
[0013]本技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，所得產(chǎn)品不易吸濕，也不易板結(jié)，堆積密度較大，分散性、流動(dòng)性良好。
【附圖說明】
[0014]本發(fā)明所得產(chǎn)品的掃描電鏡形貌。
【具體實(shí)施方式】
[0015]實(shí)施例1:
金紅石型精鈦礦粉和碳酸鉀按照T12: K2O = 2.9的摩爾分?jǐn)?shù)稱重，助劑硼酸的添加量為總量的3% ;—次混料球磨3h ;莫來石盒缽，裝料時(shí)盡量使盒缽中間物料不要過多，過厚；950°C箱式爐焙燒2h ；自然降溫至約300°C，出爐冷卻；破碎、粉碎后加入二氧化硅，摻量2.5%，球磨混料2h ;裝料后同樣用箱式爐900°C焙燒3h ；自然降溫后出爐；經(jīng)簡單粉碎、篩分，稱重包裝。
[0016]實(shí)施例2:
金紅石型鈦鐵礦粉與碳酸鉀按產(chǎn)品中T12質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%，其余為K2O計(jì)算稱重?；钚蕴刻砑恿繛榭偭康?% ;—次混料球磨3h ;莫來石盒缽，裝料時(shí)盡量使盒缽中間物料不要過多，過厚；采用推板爐焙燒，950°C的高溫區(qū)停留時(shí)間不低于3h ;出爐冷卻；破碎、粉碎后加入水玻璃(折算為二氧化硅含量為2.5%)，混料機(jī)混勻；推板爐二次焙燒，900°C高溫區(qū)的停留時(shí)間不低于5h ;出爐冷卻；經(jīng)破碎、粉碎、篩分、稱重包裝。
[0017]實(shí)施例3:
金紅石型鈦鐵礦粉與碳酸鉀按照T12: K2O = 4.0的摩爾分?jǐn)?shù)稱重，活性炭添加量為總量的5% ;—次混料球磨3h ;莫來石盒缽，裝料時(shí)盡量使盒缽中間物料不要過多，過厚；采用推板爐焙燒，950°C的高溫區(qū)停留時(shí)間不低于3h ;出爐冷卻；破碎、粉碎后加入葉臘石礦粉，摻量2%，球磨混料2h ;推板爐二次焙燒，900°C高溫區(qū)的停留時(shí)間不低于5h ；自然降溫后出爐；經(jīng)簡單粉碎、篩分，稱重包裝。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種焊接材料用堿金屬鈦酸鹽的制造方法，其特征是:根據(jù)產(chǎn)品的規(guī)格，選擇合適的鈦源、鉀源或鈉源及其相應(yīng)的用量，合適的助劑及用量，兩次混料，兩次高溫?zé)Y(jié)，獲得不易吸濕與板結(jié)，堆積密度較大，流動(dòng)性與分散性良好的堿金屬鈦酸鹽。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，與常規(guī)生產(chǎn)方法一樣，鈦源為銳鈦型二氧化鈦、金紅石型二氧化鈦、金紅石型鈦精礦、高鈦渣，較佳的為金紅石型鈦精礦；鉀源是指碳酸鉀、碳酸氫鉀、氫氧化鉀，較佳的為碳酸鉀；鈉源為碳酸鈉、碳酸氫鈉、氫氧化鈉，較佳的為碳酸鈉；或選擇以上鉀源、鈉源的組合，或鉀長石、鈉長石天然礦粉；鈦源、鉀源或鈉源的用量按產(chǎn)品規(guī)格為二鈦酸鹽、四鈦酸鹽、六鈦酸鹽，或鈦酸鉀鈉、鈦酸鈉鉀來計(jì)算。
3.按權(quán)利要求1所述的方法，助劑為硼酸、硼砂、氧化硼、三氯化硼、鑰酸鈉、鑰酸鉀、鑰酸銨、硅酸鈉、水玻璃、硅酸鉀、二氧化硅、白炭黑、氧化鋁、氧化鋅、氧化鎂、氯化鉀、氯化鈉、氯化銨、碳粉、活性炭、石墨、羧甲基纖維素、硬脂酸、硬脂酸鈣、硬脂酸鎂、硬脂酸鋅、硬脂酸鋁、滑石粉、高嶺土礦粉、葉臘石礦粉、膨潤土礦粉中的一種或多種組合；助劑用量為總質(zhì)量的I?10%。
4.按權(quán)利要求1所述的方法，采用兩次混料；一次混料采取球磨方式；二次混料若助劑為粉狀或顆粒狀，同樣采取球磨方式，若助劑為液態(tài)，則采用混料機(jī)。
5.按權(quán)利要求1所述的方法，采用兩次焙燒；一次焙燒的溫度為850?1000°C，較佳的為950°C，焙燒時(shí)間2?7小時(shí)；二次焙燒的溫度為800?950°C，較佳的為900°C，焙燒時(shí)間2?7小時(shí)。
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種焊接材料用堿金屬鈦酸鹽的制造方法。該方法的主要特征在于根據(jù)產(chǎn)品的規(guī)格，選擇合適的鈦源、鉀源或鈉源及其相應(yīng)的用量，合適的助劑及用量，兩次混料，兩次高溫?zé)Y(jié)，獲得不易吸濕與板結(jié)，堆積密度較大，流動(dòng)性與分散性良好的堿金屬鈦酸鹽。
【IPC分類】C01G23-00
【公開號】CN104709938
【申請?zhí)枴緾N201310685743
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請人】江南大學(xué)
【公開日】2015年6月17日
【申請日】2013年12月16日