一种具有大尺寸金属陶瓷复合材料片的塑料造粒模板的制备方法

摘要

一种具有大尺寸金属陶瓷复合材料片的塑料造粒模板的制备方法，采用真空埋焊处理技术，其特征在于：在模板本体的焊接区域上依次放置0.3～0.6mm厚钎焊料、大尺寸金属陶瓷复合材料片、压块；在焊接带的两侧放置环形隔板，并在环形隔板与模板本体之间涂有防焊阻流剂；在环形隔板内填满具有高熔点不粘连特性耐热材料粉末；将环形盖板放在上面；放入真空钎焊炉内进行加热焊接。本发明可以防止在真空钎焊过程中造粒模板工作带出现裂纹或微裂纹，从而提高具有大尺寸金属陶瓷复合材料片的塑料造粒模板的制备成品率。

说明书

技术领域：

本发明涉及大尺寸耐磨耐蚀金属陶瓷复合材料与低合金不锈钢真空钎焊连接技术，特别提供了一种由大尺寸耐磨耐蚀金属陶瓷复合材料和低合金不锈钢构成的塑料造粒模板连接制备技术。

背景技术：

塑料造粒模板是化工行业塑料造粒机上重要零部件，在塑料造粒模板制造工艺中，大尺寸(80×50mm)金属陶瓷片与模板本体的连接工艺是关键技术，目前普遍采用真空钎焊连接方法。由于大尺寸金属陶瓷片与模板本体连接时两种材料的热膨胀系数的差异和两者之间体积相差很大，在真空钎焊炉内钎焊保温冷却过程中，大尺寸金属陶瓷片的冷却速度往往大于模板本体的冷却速度，易造成焊接后的金属陶瓷片上产生裂纹或微裂纹而导致制备的造粒模板报废。

发明内容：

为了避免上述情况的发生，提高大尺寸耐磨耐蚀金属陶瓷复合材料造粒模板制造真空钎焊连接的成品率，本发明提供了一种防止在真空钎焊过程中造粒模板工作带出现裂纹或微裂纹的方法。

本发明提供了一种具有大尺寸金属陶瓷复合材料片的塑料造粒模板的制备方法，采用真空埋焊处理技术，其特征在于：

——在模板本体的焊接区域上依次放置0.3～0.6mm厚钎焊料、大尺寸金属陶瓷复合材料片、压块；

——在焊接带的两侧放置环形隔板，并在环形隔板与模板本体之间涂有防焊阻流剂；

——在环形隔板内填满具有高熔点不粘连特性耐热材料粉末；

——将环形盖板放在上面；

——放入真空钎焊炉内进行加热焊接。

本发明具有大尺寸金属陶瓷复合材料片的塑料造粒模板的制备方法中，所涉及的塑料造粒模板的本体材料选择为1Cr13不锈钢或SUS440C合金，大尺寸耐磨耐蚀金属陶瓷片最好选择为TiC/NiCrMo金属陶瓷复合材料，0.3～0.6mm厚钎焊料为高温铜基钎料(CuMnCo或CuMnNi)，真空钎焊的温度为1030～1050℃，保温时间为10～20min。

本发明具有大尺寸金属陶瓷复合材料片的塑料造粒模板的制备方法中，在选用上述材料时，防焊阻流剂最好选用氮化硼粉。其中具有高熔点不粘连特性的材料粉末最好为氧化锆粉末，它的粒度要求在50～150μm。

本发明具有大尺寸金属陶瓷复合材料片的塑料造粒模板的制备方法中，所述环形隔板与环形盖板的材料采用焊接时不能软化变形的耐热不锈钢，环形隔板的厚度5～10mm，环形盖板的厚度10～20mm。环形隔板的外环可以放置在模板本体焊接带外到模板本体边缘的任意位置，环形隔板内环可以放置在模板本体焊接带内到模板本体中心的任意位置。

本发明具有大尺寸金属陶瓷复合材料片的塑料造粒模板的制备方法的主要工作原理如下：

在钎焊保温后降温过程中，由于大尺寸金属陶瓷复合材料片埋在氧化锆粉末中，热量散发慢，可随着模板本体同时同步冷却，这样减小了模板本体与大尺寸金属陶瓷复合材料片之间冷却速率的差异，从而避免了由于金属陶瓷复合材料片与模板本体冷却速率差异大而造成大尺寸金属陶瓷复合材料片上产生的裂纹，从而提高了焊接质量，减少了产品的废品率。

附图说明：

图1是具有大尺寸金属陶瓷复合材料片的塑料造粒模板的结构示意；

图2是本发明具有大尺寸金属陶瓷复合材料片的塑料造粒模板的真空钎焊工装示意。

具体实施方式：

如图1所示塑料造粒模板，模板本体材料采用1Cr13不锈钢，尺寸为直径665mm×高95mm，大尺寸耐磨耐蚀金属陶瓷复合材料片材料为TiC/NiCrMo金属陶瓷复合材料，尺寸为100×50×4mm，0.3～0.6mm厚钎焊料为高温铜基CuMnCo钎料，环状槽形隔板和盖板采用5mm厚不锈钢板制成，大小尺寸与形状根据模板本体与金属陶瓷片及造粒带的宽度确定为外圆520mm×内圆180mm×高130mm。在模板本体的工作带上放置焊料、大尺寸金属陶瓷片、压块；再在焊接带的两侧放置环形隔板，并在环形隔板与模板母体之间涂有防焊阻流剂；然后在环形隔板内填满氧化锆粉末；将环形盖板放在上面，放入焊接炉中进行加热焊接，如图2所示。环状隔板(2)与模板本体(1)接触面应平整，并涂有防止与模板本体(1)焊合的阻流剂氮化硼(3)。钎焊温度为1035℃，保温时间15min。随着钎焊温度的升高，钎焊料(7)逐步熔化，由于防焊阻流剂(3)的作用，熔化的焊料不会流到环状隔板(2)与模板本体(1)之间。达到焊接温度后，金属陶瓷片(6)在焊料作用下与模板本体(1)连接在一起，由于环状隔板(2)、盖板(5)和氧化锆粉(4)的作用，使大尺寸耐磨耐蚀金属陶瓷复合材料片(6)降温速度较慢几乎与模板本体(1)降温速度相匹配，从而防止钎焊时大尺寸金属陶瓷复合材料片裂纹的产生。