[发明专利]用于高温热电偶保护管表面熔覆的粉心焊丝及制备方法

权利要求书

1.一种用于高温热电偶保护管表面熔覆的粉心焊丝，其特征在于，粉心焊丝中的混合粉末由Mo、Si、Al、ZrO₂、Ni组成，各组份重量的范围为：Mo：30-44.1wt.％，Si：17.6-26％，Al：14.5-22％，0＜ZrO₂≤2％，Ni：余量；以上粉末中，Mo与Si的重量比在1.69-1.71范围；利用镍箔包裹上述混合粉末形成粉心焊丝。

2.根据权利要求1所述粉心焊丝，其特征在于，混合粉末在粉心焊丝中所占的重量百分比为85-86％，利用氩弧焊枪将粉心焊丝熔覆在保护管基体材料外表面。

3.一种使用权利要求1所述粉心焊丝制备用于高温热电偶保护管表面熔覆层的方法，其特征在于，制备工艺为：

(1)选用在保护管外表面制备高温耐磨熔覆层用的粉心焊丝：

按以下配比称取粉末材料：Mo：30-44.1wt.％，Si：17.6-26wt.％，Al：14.5-22wt.％，ZrO₂：0＜ZrO₂≤2％，Ni：余量；以上粉末中，Mo与Si的重量比在1.69-1.71范围；将上述粉末置于干燥箱中，在90-110℃下干燥2-3小时，然后在球磨机中进行球磨混料3-5小时，得到混合粉末；选用Ni箔作为包裹上述混合粉末的外皮材料，利用手工或制备粉心焊丝的包料机械装置将混合粉末包裹于Ni箔内，形成具有近似圆形截面的粉心焊丝，混合粉末在粉心焊丝中所占的重量百分比为85-86wt.％；

(2)以镍基或铁基高温合金作为所述高温热电偶保护管的基体管材，所述高温热电偶保护管的基体管材的内径在6-15mm范围，管壁厚度在4-10mm范围，管材长度在200-1500mm范围；

(3)利用熔覆工作台实施熔覆工艺；所述的熔覆工艺为：将待熔覆管材一端固定在由调速电机带动旋转的三爪卡盘上，并在管材不需制备熔覆层的管段加V形支撑架，通过熔覆工作台的调速装置控制三爪卡盘作旋转运动，实现管材的旋转运动；氩弧焊枪固定在摆动器上，摆动器底座固定在由丝杠驱动作直线运动的平板上；采用手动送丝方法制备熔覆层，从管材自由端外表面开始实施熔覆工艺；通过控制管材旋转速度、由丝杠驱动平板的移动速度、手动送丝速度，从而实现氩弧焊枪在管材外表面的相对螺旋运动和连续搭接熔覆，在管材外表面得到厚度为1.5-3mm的熔覆层；

(4)选用直径为6-15mm的镍基高温合金棒材作为封闭管材端口的材料，设管材内径为d，则将棒材加工成直径为d+0.5mm、长度为12mm的堵头；利用手工捶击法将堵头压入具有熔覆层段的管材端部开口处，使管材的一端封闭；然后在管材封闭端 手工堆焊步骤(1)所述的粉心焊丝，端面熔覆层厚度为4-8mm；

(5)对具有熔覆层的管材进行磨削加工，使管材的外径、长度及端部尺寸达到设计要求。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述Ni箔的纯度≥99％，厚度为50-200μm，宽度为25-50mm，长度300-400mm。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的熔覆工艺的工艺参数为：氩弧焊枪熔覆电流为150-300A，摆动器摆幅值为1-4mm、摆动频率为0.3-0.8Hz，管材的转速为2-6rpm，由丝杠驱动平板的移动速度为0.5-1.5mm/s，手动送丝的平均送丝速度为1.5-4mm/s。