CN101623922B - 整体内外八字形或内八字形两种铁基合金内衬套制造工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种连内外八字形或内八字形两种铁基合金内衬套制造工艺，其工艺步骤如下：(1)设计母模；(2)模具制造；(3)合金材料选择；(4)熔炼；(5)培烧；(6)浇铸；(7)缓冷；(8)机加工；(9)热处理；(10)预检；(11)表面处理；(12)深冷冻处理。本发明与现有技术相比，不仅克服了原有非连体内外八字衬套的一系列缺陷，而且用本发明工艺制作的连体内外八形字铁基合金衬套具有成品率高，材料性能稳定，使用寿命长，耐磨性好，耐腐蚀性好，安装方便，并大幅提高设备的产能率和扩大应用范围的优点。
Description
[技术领域]
本发明涉及一种衬套生产工艺，具体的说是一种整体内外八字形或内八字形两种铁基合金内衬套制造工艺。
[背景技术]
在挤出机行业中，使用的衬套要求硬度高、强度高、耐磨性及耐腐蚀性好，挤出料更换和衬套内侧清洗方便，设备单位时间内产能高。目前国内现有的衬套制造方法主要有：(1)合金锻钢：制造成本高，材料浪费大，使用材料受限制，寿命短；(2)合金粉末离心铸造：制造工艺繁琐，机加工成型时尺寸难以保持一致，且双拼时留有致命缺陷：拼缝。①拼缝使挤出机大幅提高产能受限，②拼缝中常留有残留的材料并且内孔清洗干净难度较大，③拼缝有时发生移位直接导致螺杆或衬套损坏。
[发明内容]
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种加工制造方便，成品率高，材料性能稳定，使用寿命长，耐磨性及耐腐蚀性好，安装方便，并大幅提高设备的产能率和扩大应用范围的一种整体内外八字形或内八字形两种铁基合金内衬套制造工艺。
为了实现上述目的，本发明设计了一种整体内外八字形或内八字形两种铁基合金内衬套制造工艺，其工艺步骤如下：
(1)设计母模：按图纸要求设计金属整体衬套金属母模。
(2)模具制造：按照所设计的金属母模保持在20℃～30℃的室温精制蜡模，采用耐高温的锆材料与煤矸石材料用硅溶胶作为粘结剂粘结在蜡模表面上形成蜡模外壳，待干燥后进行快速脱蜡获取模壳，将模壳清洗后待用。
(3)合金材料选择：按照金属整体衬套的使用要求，选用不同的合金材料配方，所述的合金材料配方的化学成分wt％如下表：
| Cr | Ni | B | Si | C | Mn | Mo | W | Cu | N | V | Fe | |
| 1 | 1-4 | 3-6 | 2-5 | 2-5 | 1-5 | 0.5-1.5 | / | / | / | / | / | 73.5-90.5 |
| 2 | 5-12 | 5-9 | 1.5-4.5 | 1-3.5 | 0.5-2.5 | 1-2 | ≤1 | / | / | / | / | 65.5-86 |
| 3 | 12-22 | 7-15 | 2-3 | 1-3 | 1-4 | 1-2 | ≤2 | / | 1-2 | ≤0.5 | ≤0.5 | 46-75 |
| 4 | 5-12 | 5-9 | 1.5-4.5 | 1-4 | 1-3.5 | 1-2 | ≤1 | 5-15 | / | ≤0.5 | ≤1 | 47.5-80.5 |
| 5 | 12-22 | 15-25 | 2-5 | 2-5 | 1-4 | / | / | / | 1-2 | ≤0.5 | / | 36.5-67 |
| 6 | 12-22 | 15-22 | 2-4 | 2-3.5 | 1-4 | / | ≤2 | 10-25 | / | / | ≤1 | 16.5-58 |
(4)熔炼：对上表所述的合金材料进行熔炼。
(5)培烧：模壳进行培烧，培烧的温度达到1000℃～1100℃。
(6)浇铸：再将熔炼好的合金材料倒入培烧后的模壳中进行浇铸，浇注温度为1320℃～1530℃。
(7)缓冷：然后将模壳内的合金材料连同模壳一起保温缓冷至60℃～90℃，去除模壳和浇铸口，得到整体内八字形衬套的母坯。
(8)机加工：按照图纸要求机加工至尺寸，并且预留变形控制尺寸和表面预处理余量。
(9)热处理：对机加工过的整体内八字形衬套进行真空热处理。
(10)预检：按照图纸检测整体内八字形衬套的硬度，尺寸和缺陷。
(11)表面处理：按图纸要求精加工整体内八字形衬套表面，并抛光至精度要求。
(12)深冷冻处理：将表面处理过后的整体内八字形衬套放入冷冻室里进行深冷冻处理4小时。
所述熔炼时用碱性炉衬，并采用中频熔炼。
所述真空热处理工艺为：
当采用配方①时：进行真空回火处理，温度为160℃～200℃，时间为2小时；
当采用配方②或④时：先进行淬火处理，温度为800℃～950℃，时间为1小时；然后进行回火处理，温度为160℃～250℃，时间为2小时；
当采用配方③、⑤或⑥：先进行预热，待温度达到850℃，然后再进行淬火处理，温度为1000℃～1100℃，时间为1小时，最后进行回火处理，温度为160℃，时间为3小时。
所述深冷冻处理工艺：
当采用配方①时：深冷冻处理温度为-60℃～-80℃；
当采用配方②或④：深冷冻处理温度为-80℃～-100℃；
当采用配方③、⑤或⑥：深冷冻处理温度为-80℃～-90℃。
本发明与现有技术相比，不仅克服了原有非整体内外八字衬套的一系列缺陷，而且用本发明工艺制作的整体内外八形或内八字形两种铁基合金内衬套具有成品率高，材料性能稳定，使用寿命长，耐磨性及耐腐蚀性好，安装方便，并大幅提高设备的产能率和扩大应用范围的优点。
[具体实施方式]
一种整体内外八字形或内八字形两种铁基合金内衬套制造工艺步骤为：
(1)设计母模：按图纸要求设计金属整体衬套金属母模。
(2)模具制造：按照所设计的金属母模保持在20℃～30℃的室温精制蜡模，采用耐高温的锆材料与煤矸材料石用硅溶胶作为粘结剂粘结在蜡模表面上形成蜡模外壳，待干燥后进行快速脱蜡获取模壳，将模壳清洗后待用。
(3)合金材料选择：按照金属整体衬套的使用要求，选用不同的合金材料配方，所述的合金材料配方的化学成分wt％如下表：
| Cr | Ni | B | Si | C | Mn | Mo | W | Cu | N | V | Fe | |
| 1 | 1-4 | 3-6 | 2-5 | 2-5 | 1-5 | 0.5-1.5 | / | / | / | / | / | 73.5-90.5 |
| 2 | 5-12 | 5-9 | 1.5-4.5 | 1-3.5 | 0.5-2.5 | 1-2 | ≤1 | / | / | / | / | 65.5-86 |
| 3 | 12-22 | 7-15 | 2-3 | 1-3 | 1-4 | 1-2 | ≤2 | / | 1-2 | ≤0.5 | ≤0.5 | 46-75 |
| 4 | 5-12 | 5-9 | 1.5-4.5 | 1-4 | 1-3.5 | 1-2 | ≤1 | 5-15 | / | ≤0.5 | ≤1 | 47.5-80.5 |
| 5 | 12-22 | 15-25 | 2-5 | 2-5 | 1-4 | / | / | / | 1-2 | ≤0.5 | / | 36.5-67 |
| 6 | 12-22 | 15-22 | 2-4 | 2-3.5 | 1-4 | / | ≤2 | 10-25 | / | / | ≤1 | 16.5-58 |
(4)熔炼：选用上表的合金材料进行熔炼，熔炼时用碱性炉衬，并采用中频熔炼；
其加料过程为：如配方1所示先在炉衬中加入部分铁块，铁占总合金材料的23.898％；待铁块熔化变铁水后，在铁水中加入部分硼铁和碳，其中硼铁中硼占总合金材料的1％、铁占总合金材料的5.17％，碳占总合金材料的0.34％；待熔后加入余下铁块和锰铁，其中铁块中铁占总合金材料的55.762％，锰铁中锰占总合金材料的0.5％、铁占总合金材料的0.5％；待熔后加入余下硼铁，镍和碳，其中硼铁中硼占总合金材料的1％、铁占总合金材料的5.17％，镍占总合金材料的3％，碳占总合金材料的0.33％；待熔后加入铬块和碳，其中铬块直径小于10mm并占总合金材料的1％，碳占总合金材料的0.33％；待熔后将硅和其它金属材料一同加入进行熔炼，最后将熔炼后的合金材料进行除渣、脱氧、镇静。
(5)培烧：模壳进行培烧，培烧的温度达到1000℃～1100℃。
(6)浇铸：再将熔炼好的合金材料倒入培烧后的蜡模外壳中进行浇铸，浇注温度为1320℃～1530℃。
(7)缓冷：然后将模壳内的合金材料连同模壳一起保温缓冷至60℃～90℃，去除模壳和浇铸口，得到整体内八字衬套的母坯。
(8)机加工：按照图纸要求机加工至尺寸，并且预留变形控制尺寸和表面预处理余量。
(9)热处理：对机加工过的整体内八字形衬套进行真空热处理；
其真空热处理工艺为：
当采用配方①时：进行真空回火处理，温度为160℃～200℃，时间为2小时；
当采用配方②或④时：先进行淬火处理，温度为800℃～950℃，时间为1小时；然后进行回火处理，温度为160℃～250℃，时间为2小时；
当采用配方③、⑤或⑥：先进行预热，待温度达到850℃，然后再进行淬火处理，温度为1000℃～1100℃，时间为1小时，最后进行回火处理，温度为160℃，时间为3小时。
(10)预检：按照图纸检测整体衬套的硬度，尺寸和缺陷。
(11)表面处理：按图纸要求精加工整体衬套表面并抛光至精度要求。
(12)深冷冻处理：将表面处理过的整体内八字形衬套放入冷冻室里进行深冷冻处理4小时；
其深冷冻处理工艺为：
当采用配方①时：对整体内八字形衬套进行深冷冻处理温度为-60℃～-80℃；
当采用配方②或④：对整体内八字形衬套进行深冷冻处理温度为-80℃～-100℃；
当采用配方③、⑤或⑥：对整体内八字形衬套进行深冷冻处理温度为-80℃～-90℃。
Claims (4)
1.一种整体内八字形铁基合金内衬套制造工艺，其工艺步骤如下：
(1)设计母模：按图纸要求设计金属整体衬套金属母模；
(2)模具制造：按照所设计的金属母模保持在20℃～30℃的室温精制蜡模，采用耐高温的锆材料与煤矸石材料用硅溶胶作为粘结剂粘结在蜡模表面上形成蜡模的外壳，待干燥后进行快速脱蜡获取模壳，将模壳清洗后待用；
(3)合金材料选择：按照金属整体衬套的使用要求，选用不同的合金材料配方，所述的合金材料配方的化学成分wt％如下表：
(4)熔炼：对上表所述的合金材料进行熔炼；
(5)培烧：模壳进行培烧，培烧的温度达到1000℃～1100℃；
(6)浇铸；再将熔炼好的合金材料倒入培烧后的模壳中进行浇铸，浇注温度为1320℃～1530℃；
(7)缓冷：然后将模壳内的合金材料连同模壳一起保温缓冷至60℃～90℃，去除模壳和浇铸口，得到整体内八字形衬套的母坯；
(8)机加工：按照图纸要求机加工至尺寸，并且预留变形控制尺寸和表面预处理余量；
(9)热处理：对机加工过的整体内八字形衬套进行真空热处理；
(10)预检：按照图纸要求检测整体内八字形整体衬套的硬度，尺寸和缺陷；
(11)表面处理：按图纸要求精加工整体内八字形衬套表面，并抛光至精度要求；
(12)深冷冻处理：将表面处理过后的整体内八字形衬套放入冷冻室里进行深冷冻处理4小时。
2.根据权利要求1所述的一种整体内八字形铁基合金内衬套制造工艺，其特征在于：所述熔炼时用碱性炉衬，并采用中频熔炼。
3.根据权利要求1所述的一种整体内八字形铁基合金内衬套制造工艺，其特征在于所述真空热处理工艺为：
当采用配方①时：进行真空回火处理，温度为160℃～200℃，时间为2小时；
当采用配方②或④时：先进行淬火处理，温度为800℃～950℃，时间为1小时；然后进行回火处理，温度为160℃～250℃，时间为2小时；
当采用配方③、⑤或⑥：先进行预热，待温度达到850℃，然后再进行淬火处理，温度为1000℃～1100℃，时间为1小时，最后进行回火处理，温度为160℃，时间为3小时。
4.根据权利要求1所述的一种整体内八字形铁基合金内衬套制造工艺，其特征在于所述深冷冻处理工艺：
当采用配方①时：深冷冻处理温度为-60℃～-80℃；
当采用配方②或④：深冷冻处理温度为-80℃～-100℃；
当采用配方③、⑤或⑥：深冷冻处理温度为-80℃～-90℃。
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