CN105642868A - 一种砂型生产陶瓷颗粒增强双金属基锤头的方法 - Google Patents

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张祖临
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Abstract

一种砂型生产陶瓷颗粒增强双金属基锤头的方法，其工艺流程为制做脱箱造型、上涂料、装箱、头朝下定向凝固、振动浇注成形、对锤头再加工制得成品。借由上述技术方案，本发明一种砂型生产陶瓷颗粒增强双金属基锤头的方法采用头朝下、定向凝固，使高铬铸铁材料自身的潜在性能得到了极大的发挥，节约了资源，提高了锤头的使用性能；陶瓷颗粒可按需固定到需要耐磨的部位，有效的解决了刷柄问题。同时砂型生产采用平着造型、立着浇注，增大压力头的高度，使基体金属完全渗入到陶瓷颗粒周围，对其形成有效的依托作用，使不同材料的优势得到了充分的发挥。

Description

一种砂型生产陶瓷颗粒增强双金属基锤头的方法
技术领域
本发明涉及铸造领域生产陶瓷颗粒增强双金属基复合锤头的方法，确切地说涉及一种砂型生产陶瓷颗粒增强双金属基锤头的方法。
背景技术
目前市场上生产的双金属复合锤头，采用砂形、头朝上的方法制作。这种方法制作的锤头，冒口大多放在锤头工作部位，导致工作部位组织不致密，因而耐磨性有限；头朝上，无法实现定向凝固，高铬铸铁材料自身的潜力得不到充分地发挥，组织中的Cr7C3型碳化物，硬度只能达到1300HV至1800HV。当被破碎中的物料中SiO2达14％左右、Al2O3达3％左右的工况下，双金属复合锤头只能使用14天左右(高锰钢锤头4天左右)，耐磨性远远满足不了使用性能的要求；若含有硬度更高的硬质相(如SiC)，双金属复合锤头无法满足使用性能的要求。此外，在某些工况下由于锤头没怎么磨损，双金属复合锤头就因柄部磨损严重而无法使用，从而导致高铬耐磨部位巨大的浪费，导致“刷柄”现象。为了解决上述问题，发明人自主研发了“陶瓷颗粒增强双金属基锤头”。为了生产出此类锤头，发明人提出了“一种砂型生产陶瓷颗粒增强双金属基锤头的方法”。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有砂型制备工艺的缺陷，而提供一种砂型生产陶瓷颗粒增强双金属基锤头的方法，所要解决的技术问题是采用该方法能够制备一种具有极高的耐磨性且适用于各种工况的陶瓷颗粒增强双金属基锤头，从而更加适于实用。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种砂型生产陶瓷颗粒增强双金属基锤头的方法，工艺流程为制做脱箱造型、上涂料、装箱、头朝下定向凝固、振动浇注成形、对锤头再加工制得成品，具体包括以下步骤：
步骤1，采用水玻璃砂或树脂砂脱箱造砂型；
步骤2，在砂型的锤头或锤柄易磨损部位设置空腔，将陶瓷预制块放入空腔内，与砂型固定为一体；
步骤3，上涂料，刷醇基桂林6号涂料或醇基锆英粉至不露砂；
步骤4，涂料干透后，将至少两个砂型装入砂箱中，装砂振实；
步骤5，分别熔炼高铬铸铁和钢；
步骤6，将液态高铬铸铁注入空腔，液态高铬铸铁从溢流槽流出后，停止浇注，停留1-8分钟，再浇注液态钢，使陶瓷颗粒与高铬铸铁、钢溶合为一体；
步骤7，在砂箱中保温6-24小时后，开箱取出锤头，清理打磨去除毛刺飞边，再经过热处理制得成品。
本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术措施来进一步实现。
前述砂型生产陶瓷颗粒增强双金属基锤头的方法，所述的陶瓷预制块采用硬度2000HV－3200HV的陶瓷颗粒制作成平行四边形块状结构，上有四个孔，沿对角线方向的两个孔内插入U形铁丝，铁丝的端部插入砂型内。
前述砂型生产陶瓷颗粒增强双金属基锤头的方法，浇注完高铬铸铁后，向两相界面通入惰性气体进行保护，使高铬铸铁与钢完全冶金结合。
前述砂型生产陶瓷颗粒增强双金属基锤头的方法，所述的溢流槽分为正溢流槽和侧溢流槽，正溢流槽位于锤头空腔两侧与双金属复合界面对应，侧溢流槽位于锤头空腔正面与双金属复合界面对应。
前述砂型生产陶瓷颗粒增强双金属基锤头的方法，所述的高铬铸铁的浇注温度为1390℃－1460℃。
前述砂型生产陶瓷颗粒增强双金属基锤头的方法，所述钢为合金钢或碳钢，且合金钢或碳钢的浇注温度为1540℃-1680℃。
借由上述技术方案，本发明一种砂型生产陶瓷颗粒增强双金属基锤头的方法，采用头朝下、定向凝固，使高铬铸铁材料自身的潜在性能得到了极大的发挥，节约了资源，提高了锤头的使用性能；陶瓷颗粒可按需固定到需要耐磨的部位，有效的解决了刷柄问题。同时砂型生产采用平着造型、立着浇注，增大压力头的高度，使基体金属完全渗入到陶瓷颗粒周围，对其形成有效的依托作用，使不同材料的优势得到了充分得发挥。综上所述，采用本发明提出的方法生产的陶瓷颗粒增强双金属基锤头与现有产品相比，使用性能大大提高，且适用范围更加广泛。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例详细说明。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达到预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合较佳实施例，对依据本发明提出的一种砂型生产陶瓷颗粒增强双金属基锤头的方法，其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如下。
实施例1
本发明一种砂型生产陶瓷颗粒增强双金属基锤头的方法，其工艺流程为制做脱箱造型、上涂料、装箱、头朝下定向凝固、振动浇注成形、对锤头再加工制得成品，其具体生产方法包括以下步骤：
步骤1，采用水玻璃砂或树脂砂脱箱造砂型；
步骤2，在砂型的锤头或锤柄易磨损部位设置空腔，将陶瓷预制块放入空腔内与砂型固定为一体；
步骤3，上涂料，刷醇基桂林6号涂料或醇基锆英粉至不露砂；
步骤4，涂料干透后，将至少两套砂型装入砂箱中，装砂振实；
步骤5，分别熔炼高铬铸铁和钢，所述钢为合金钢或碳钢；
步骤6，将液态高铬铸铁注入空腔，液态高铬铸铁从溢流槽流出后，停止浇注，停留1-8分钟，再浇注液态钢，使陶瓷颗粒与高铬铸铁、钢溶合为一体；
步骤7，在砂箱中保温6-24小时后，开箱取出锤头，清理打磨去除毛刺飞边，再经过热处理制得成品。
较佳的，所述的陶瓷预制块采用硬度2000HV－3200HV的陶瓷颗粒制作成与锤头或锤柄空腔形状相符的平行四边形块状结构，上有四个孔，沿对角线方向的两个孔内插入U形铁丝，铁丝的端部插入砂型内。
较佳的，装砂振实后锤头模样露在外的铁丝固定在砂中，在烧空腔后保证陶瓷颗粒预制块的位置固定。
较佳的，浇注完高铬铸铁后向两相界面通入惰性气体进行保护，使高铬铸铁与钢融合为一体，形成冶金结合。
较佳的，所述的溢流槽分为正溢流槽和侧溢流槽，正溢流槽位于锤头空腔两侧与双金属复合界面对应，侧溢流槽位于锤头空腔正面与双金属复合界面对应。
较佳的，所述的高铬铸铁的浇注温度为1390℃-1440℃；所述合金钢或碳钢的浇注温度为1540℃-1660℃。具体的，所述合金钢为低合金高强度钢。
实施例2
本发明一种砂型生产陶瓷颗粒增强双金属基锤头的方法，其工艺流程为制做脱箱造型、上涂料、装箱、头朝下定向凝固、振动浇注成形、对锤头再加工制得成品，其具体生产方法包括以下步骤：
步骤1，采用水玻璃砂或树脂砂脱箱造砂型；
步骤2，在砂型的锤头或锤柄易磨损部位设置空腔，将陶瓷预制块放入空腔内与砂型固定为一体；
步骤3，上涂料，刷醇基桂林6号涂料或醇基锆英粉至不露砂；
步骤4，涂料干透后，将至少两套砂型装入砂箱中，装砂振实；
步骤5，分别熔炼高铬铸铁和钢，所述钢为合金钢或碳钢；
步骤6，将液态高铬铸铁注入空腔，液态高铬铸铁从溢流槽流出后，停止浇注，停留3-8分钟，再浇注液态钢，使陶瓷颗粒与高铬铸铁、钢溶合为一体；
步骤7，在砂箱中保温6-24小时后，开箱取出锤头，清理打磨去除毛刺飞边，再经过热处理制得成品。
较佳的，所述的陶瓷预制块采用硬度2000HV－3200HV的陶瓷颗粒制作成与锤头或锤柄空腔形状相符的平行四边形块状结构，上有四个孔，沿对角线方向的两个孔内插入U形铁丝，铁丝的端部插入砂型内。
较佳的，装砂振实后锤头模样露在外的铁丝固定在砂中，在烧空腔后保证陶瓷颗粒预制块的位置固定。
较佳的，浇注完高铬铸铁后向两相界面通入惰性气体进行保护，使高铬铸铁与钢融合为一体，形成冶金结合。
较佳的，所述的溢流槽分为正溢流槽和侧溢流槽，正溢流槽位于锤头空腔两侧与双金属复合界面对应，侧溢流槽位于锤头空腔正面与双金属复合界面对应。
较佳的，所述的高铬铸铁的浇注温度为1390℃-1460℃；所述合金钢或碳钢的浇注温度为1540℃-1680℃。具体的，所述合金钢为低合金高强度钢。
本发明用砂型生产的陶瓷颗粒增强双金属基锤头在锤头工作部位、刷柄工况下的柄部按一定规律分布着耐磨陶瓷颗粒，陶瓷颗粒的硬度高达2000HV－3200HV，因此，有极高的耐磨性。从磨粒磨损理论而言，只要当锤头的硬度Ha与物料的硬度Hm的比值(Ha/Hm≥0.8)大于等于0.8时，才有耐磨性而言。陶瓷颗粒增强双金属基锤头，工作部位有高硬度的陶瓷颗粒，几乎可以抵抗所有硬质相对其的切削，因而表现出极高的耐磨性，适于各种工况下使用，耐磨性比双金属复合锤头提高1－2倍，市场前景广阔。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (6)

1.一种砂型生产陶瓷颗粒增强双金属基锤头的方法，其特征在于：工艺流程为制做脱箱造型、上涂料、装箱、头朝下定向凝固、振动浇注成形、对锤头再加工制得成品，具体包括以下步骤：
步骤1，采用水玻璃砂或树脂砂脱箱造砂型；
步骤2，在砂型的锤头或锤柄易磨损部位设置空腔，将陶瓷预制块放入空腔内，与砂型固定为一体；
步骤3，上涂料，刷醇基桂林6号涂料或醇基锆英粉至不露砂；
步骤4，涂料干透后，将至少两套砂型装入砂箱中，装砂捣实；
步骤5，分别熔炼高铬铸铁和钢；
步骤6，将液态高铬铸铁注入空腔，液态高铬铸铁从溢流槽流出后，停止浇注，停留1-8分钟，浇注液态钢，使陶瓷颗粒与高铬铸铁、钢溶合为一体；
步骤7，在砂箱中保温6-24小时后，开箱取出锤头，清理打磨去除毛刺飞边，再经过热处理制得成品。
2.根据权利要求1所述的一种砂型生产陶瓷颗粒增强双金属基锤头的方法，其特征在于：所述的陶瓷预制块采用硬度2000HV－3200HV的陶瓷颗粒制作成平行四边形块状结构，上有四个孔，沿对角线方向的两个孔内插入U形铁丝，铁丝的端部插入砂型内。
3.根据权利要求1所述的一种砂型生产陶瓷颗粒增强双金属基锤头的方法，其特征在于：浇注完高铬铸铁后，向两相界面通入惰性气体进行保护，使高铬铸铁与钢完全冶金结合。
4.根据权利要求1所述的一种砂型生产陶瓷颗粒增强双金属基锤头的方法，其特征在于：所述的溢流槽分为正溢流槽和侧溢流槽，正溢流槽位于锤头空腔两侧与双金属复合界面对应，侧溢流槽位于锤头空腔正面与双金属复合界面对应。
5.根据权利要求1所述的一种砂型生产陶瓷颗粒增强双金属基锤头的方法，其特征在于：所述的高铬铸铁的浇注温度为1390℃－1460℃。
6.根据权利要求1所述的一种砂型生产陶瓷颗粒增强双金属基锤头的方法，其特征在于：所述钢为合金钢或碳钢，且合金钢或碳钢的浇注温度为1540℃-1680℃。
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