CN104550857A - 金属基复合增强相铸造工艺 - Google Patents

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李刚
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    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00—Casting in, on, or around objects which form part of the product
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Abstract

本发明涉及一种金属基复合增强相铸造工艺，在金属部件易磨损部位浸润和复合增强相金属，首先将增强相金属颗粒及粉末与粘结剂混合压制成芯块，之后预烧芯块，把芯块固定在金属部件表面，接着在芯块上浇铸金属液，浇铸时熔融金属靠静压力和毛细管力浸渗到芯块中与增强相金属浸润和复合，在铸件成型的同时形成金属与增强相复合层，本发明生产工艺简便、成本低廉；解决了预制芯块与铸件本体浸润和复合，使芯块与基体融合在一起，没有明显界限。

Description

金属基复合增强相铸造工艺
技术领域
本发明涉及一种金属基复合增强相铸造工艺(即金属基体+其它增强相复合铸造工艺)。
背景技术
随着全球工业化的不断深入，各行业对耐磨耐热材料的要求越来越高，新材料的开发越来越倾向于高合金化，复合化。目前主要耐磨材料包括：高锰钢，高铬铸铁，镍硬铸铁及双金属等材料。其中高锰钢耐冲击，但不耐冲刷，高铬铸铁耐冲刷，但不耐冲击，镍硬铸铁同样抗冲击性较差，同时现行双金属工艺复杂，需同时冶炼同时浇铸，操作难度大，且可复合材质范围小。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述存在的不足，提供一种耐磨且抗冲击、使用成本低，工艺简单，取材广泛的金属基复合增强相铸造工艺，本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：
将增强金属颗粒及粉末与粘结剂按要求混合压制成芯块，把芯块固定在金属部件易磨损部位，在芯块上浇铸熔融金属液，浇铸时熔融金属靠静压力和毛细管力浸渗到芯块中，与增强相金属浸润和复合，在铸件成型的同时形成金属与增强相复合层。
本发明生产工艺简便、成本低廉；解决了预制芯块与铸件本体浸润和复合，使复合层与基体(即金属部件)融合在一起，没有明显界限。
本发明可以使增强相物质颗粒及粉末与粘结剂混合压制成的芯块与基体融合在一起，没有明显界限。
附图说明
图1为陶瓷增强相复合高铬铸铁示意图
图2为芯块主视图
图3为芯块侧视图
附图序号说明：本体1、陶瓷芯块2
具体实施方式
增强相物质制成1-3mm颗粒及140目粉末，与粘结剂按1∶1∶1的比例混合，混合后的物质填充到相对应的模具中，之后用等静压机将混合物干压成芯块后进行预烧，增强相物质粉末及颗粒通过粘结剂彼此连接起来，形成多空结构，并具有较高的强度，在浇铸1300-1550℃高温金属液的过程中不会被冲散。预制体即芯块的形状、结构及大小可通过设计相应的模具来获得，这种增强相物质粉末及颗粒预制体更有利于金属液的铸渗，其厚度也可根据产品的耐磨性要求做相应的调整。
金属基复合增强相铸造工艺是在金属部件易磨损部位浸润和复合增强相金属，具体做法是首先将增强相物质颗粒及粉末与粘结剂混合压制成芯块，之后芯块进行预烧，预烧的目的在于增强芯块强度，脱除水分，之后把已经预烧好的芯块固定在金属部件易磨损部位表面，接着在芯块上浇铸金属液，浇铸时熔融金属靠静压力和毛细管力浸渗到芯块中与增强相金属浸润和复合，在铸件成型的同时形成金属与增强相复合层。
下面以陶瓷增强相复合高铬铸铁做实施例具体说明本发明的工艺方法，陶瓷增强相复合高铬铸铁包括有本体1，在所述本体内相邻磨损部位镶嵌有陶瓷芯块2，陶瓷芯块2如图2所示。本实施例中选取陶瓷作为增强相。
将增强相物质(陶瓷)制成1-3mm颗粒及140目粉末，与粘结剂按1∶1∶1的比例混合，然后填充到相对应的预制体中用等静压机将混合物干压成芯块后进行预烧，增强相陶瓷粉末及颗粒通过粘结剂彼此连接起来，形成多空结构，并具有较高的强度，之后将芯块放置在本体1易磨损部位，接着在芯块上浇铸金属液，在浇铸1300-1550℃高温金属液的过程中芯块不会被冲散。金属液倒入芯块中后，芯块与本体1融合在一起，形成耐磨层。
预制体的形状、结构及大小可通过设计相应的模具来获得，这种增强相陶瓷粉末及颗粒预制体更有利于金属液的铸渗，其厚度也可根据产品的耐磨性要求做相应的调整。把芯块固定在金属部件易磨损部位表面。浇铸时熔融金属靠静压力和毛细管力浸渗到芯块中，与增强相金属浸润和复合，在铸件成型的同时形成金属与增强相复合层。
本发明与背景技术相比具有下列优点：
提高其耐磨寿命，且不需特殊设备及外加能量，用普通铸造法获得金属基增强表面复合材料，使材料复合与铸件成型同时完成，生产工艺简便、成本低廉；解决了预制芯块与铸件本体浸润和复合，复合层与基体无宏观界面；这些组织结构特征使复合层有很高的强度和耐磨性能；可有效控制复合层厚度并实现大面积复合，同时由于增强相与金属基体的收缩率，热膨胀系数，密度等多方面的区别，因此金属基体的裂纹无法扩展到增强相，反之增强相出现裂纹，也只局限于增强相本身而不扩展至基体，从而实现抗裂的效果。该项目适用于要求耐高温、耐磨、耐蚀的场合。且可复合材质范围广泛，增强相可选用高铬铸铁，陶瓷，碳化硅，立方氮化硼等超硬材料，基体可选用球铁，高铬铸铁，碳钢，合金钢，高锰钢等基体。
以上仅为本发明实施例的较佳实施例而已，并不用以限制本发明实施例，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围内。

Claims (6)

1.金属基复合增强相铸造工艺，其特征在于：在金属部件易磨损部位浸润和复合增强相金属，首先将增强相物质颗粒及粉末与粘结剂混合，混合后的物质填充到相对应的模具中压制成芯块，之后把芯块固定在易磨损部位表面，接着在芯块上浇铸金属液，浇铸金属液时熔融金属靠静压力和毛细管力浸渗到芯块中与增强相金属浸润和复合，在铸件成型的同时形成金属与增强相复合层，使芯块与金属部件融合在一起，形成耐磨层。
2.根据权利要求1所述的金属基复合增强相铸造工艺，其特征在于：.所述增强相物质制成1-3mm颗粒及140目粉末，与粘结剂按1∶1∶1的比例混合。
3.根据权利要求2所述的金属基复合增强相铸造工艺，其特征在于：芯块压制成型后进行预烧，增强相物质粉末及颗粒通过粘结剂彼此连接起来，形成多空结构，使其具有较高的强度，在金属液浇铸的过程中混合物不会被冲散。
4.根据权利要求1所述的金属基复合增强相铸造工艺，其特征在于：使用等静压机将混合物干压成芯块。
5.根据权利要求1所述的金属基复合增强相铸造工艺，其特征在于：浇铸的金属液温度在1300-1550℃之间。
6.根据权利要求1所述的金属基复合增强相铸造工艺，其特征在于：所述增强相物质选取陶瓷。
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