CN106180625A

CN106180625A - 封闭式离心浇铸方法

Info

Publication number: CN106180625A
Application number: CN201610695226.7A
Authority: CN
Inventors: 周引春; 薛良安
Original assignee: ZHEJIANG SF OILLESS BEARING CO Ltd
Current assignee: ZHEJIANG SF OILLESS BEARING CO Ltd
Priority date: 2016-08-19
Filing date: 2016-08-19
Publication date: 2016-12-07

Abstract

本发明为封闭式离心浇铸方法。它是将浇铸的金属或合金在常温下以固态的状态装入基底金属筒内，充入保护气体后，基底金属筒另一端也封闭，该基底金属筒加温至内部金属或合金的熔点以上，然后旋转做离心浇铸，使基底金属筒内金属或合金的溶液均匀的固定在基底金属筒的内壁上，冷却后，打开两端封闭的盖，表面加工后即为浇铸好的双金属筒产品。该发明避免了传统离心浇铸开放式的金属熔液的浇铸及其有害重金属气体的挥发而造成对环境和操作人员健康的危害；确保了双金属之间的高强度熔融结合和浇铸质量；能精确地控制浇铸厚度和材料配方，既节约材料又减少后续的加工，同时又保证质量；能够实现连续浇铸流程，生产效率高。

Description

封闭式离心浇铸方法

技术领域

本发明涉及铸造方法，尤其涉及封闭式离心浇铸方法。

背景技术

离心浇铸是一种成熟的浇铸工艺，是利用离心力成型空心筒状制品的方法。如用模具的话，也可浇铸复杂一些形状的制品。离心浇铸可用来制造双金属筒状制品，如钢基铜合金滑动轴承，有专利CN201220101697.8一种双金属轴承，这种双金属轴承的耐磨层采用具有自润滑结构的铜合金层，铜合金层采用双金属离心铸造的方式设置在轴承外圈的内表面上。在传统的离心浇铸工艺中，先把铜合金加热熔化后再灌浇到已加热的钢基筒里面去。这些铜合金中通常含有铅、锡、锌等重金属元素，这种开放式的离心浇铸会造成有害重金属气体的挥发，导致严重的环境污染和对操作人员健康的危害。并且这种铜合金高温液态灌浇很难精确地控制注入量。为了保证浇铸厚度，通常会铜合金的浇入量过多，造成壁厚过大，既浪费材料又要过量的后续切削加工。再者，钢基筒内壁表面在高温下会被空气氧化，该氧化层会影响两层金属之间的熔融结合强度和浇铸质量。由于传统离心浇铸工艺的以上这些问题，阻碍了离心浇铸在类似双金属轴承的应用，急需有效的解决办法。

发明内容

本发明的目的在于克服双金属离心浇铸工艺中存在的上述缺陷，提供一种环境污染小、浇铸的厚度容易控制、两种金属间的结合强度高，工艺简单的封闭式离心浇铸方法。

为了达到上述目的，本发明的一种新型封闭式离心浇铸工艺，其特征是依次包括下列步骤:

（1）制备圆环形的基底金属筒；

（2）用端盖封闭基底金属筒的一端；

（3）把要浇铸的金属或合金在常温下以固态状装入一端封闭的基底金属筒内；

（4）在基底金属筒内充入保护气体；

（5）用端盖封闭基底金属筒的另一端，使得基底金属筒为密闭容器；

（6）加热基底金属筒至内部金属或合金的熔点以上，使基底金属筒内的金属或合金完全融化；

（7）立即按离心浇铸的常规转速、时间，将基底金属筒旋转进行离心浇铸，使融化的金属或合金均匀的附着在基底金属筒的内壁上；

（8）冷却基底金属筒；

（9）打开基底金属筒的两端盖；

（10）基底金属筒內、外表面加工后即成为双金属筒产品。

所述基底金属筒的材料是钢。

所述浇铸的金属或合金是指铜合金或锡铝合金。

所述基底金属筒的封闭是用盖焊接在基底金属筒的两端或用耐火材料胶粘剂连接的。

所述充入的保护气体是指惰性气体。

所述充入的保护气体是氩气或二氧化碳。

所述离心浇铸时筒的转速为50转/分至5000转/分。

所述离心浇铸后筒的冷却是用空气或油或水冷却的。

所述的基底金属筒是用优质碳素钢或普通碳素钢制成的。

所述的优质碳素钢为35号钢或40号钢或45号钢，所述的普通碳素钢Q235A。

所述的铜合金材料是指CuSn5Zn5Pb5或CuZnAl6Fe3Mn3或CuSn12。

所述的双金属筒产品，经切割成两个或两个以上的双金属短筒产品。

根据上述方案设计的封闭式离心浇铸方法，解决了传统离心浇铸工艺具有的上述这些问题。在本发明中，只要将浇铸的金属或合金在常温下以固态的状态装入基底金属筒内。充入保护气体后，基底金属筒的两端均封闭。将该基底金属筒加温至内部金属或合金的熔点以上，然后旋转做离心浇铸，使基底金属筒内金属或合金的溶液均匀的固定在基底金属筒的内壁上。冷却后，打开两端封闭的盖，表面加工后即为浇铸好的双金属筒产品。与传统离心浇铸相比，本封闭式离心浇铸方法具有下列显著优点：

1.避免了传统离心浇铸开放式的金属熔液的浇铸及其有害重金属气体的挥发而造成严重污染环境和对操作人员健康的危害；

2.有效防止了基底金属筒内壁在高温下被空气氧化，确保了双金属之间的高强度熔融结合和浇铸质量；

3.只要通过对放入浇铸金属的简单称重，就能很容易精确地控制浇铸厚度和材料配方，既节约材料又减少后续的加工，同时又保证质量；

4.能够实现连续浇铸流程，提高生产效率。

附图说明

图1是封闭式离心浇铸的工艺路线图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

图1为封闭式离心浇铸方法的工艺路线图。从图中看出，本发明封闭式离心浇铸流程包括下列工序：

A.制备基底金属筒：选用相应材料和规格的金属管, 制成尺寸和精度达到要求的金属筒；

B. 封闭基底金属筒的一端：用焊接或用耐火材料胶粘剂将一块基底金属圆盖板封住筒端:该圆盖的直径不小于筒的內径但不大于筒的外径；

C. 装入固态合金：把要浇铸的金属或合金在常温下以准确重量固态状装入基底金属筒内；

D.充入保护气体：筒内充入二氧化碳或惰性气体比如氩气等；

E. 封闭筒另一端：用焊接或用耐火材料胶粘剂将一块基底金属圆盖板封住筒端: 该圆盖板的直径不小于筒的內径但不大于筒的外径；

F.加温该筒至合金熔点以上：用高温炉加热或高频感应加热，使基底金属筒内的金属或合金完全融化；

G.旋转离心浇铸：离心浇铸时筒的转速为50转/分至 5000转/分；

H.冷却：筒冷却可用空气或液体包括水和油；

I.用切割机或切削机床等设备打开俩端封盖；

J.最后表面加工：经过內外表面加工即成为双金属筒产品。

实例1

A.制备钢筒：选用內径55毫米及外径80毫米的40号钢管, 切成长200毫米的钢筒;

B.封闭钢筒的一端：用氩弧焊接将一块直径60毫米的40号钢圆盖封住筒端;

C.装入铜合金：称764克重量棒状或粒状的CuSn5Zn5Pb5铜合金材料，装入钢筒内；

D.充入保护气体：筒内充入氩气；

E.封闭筒另一端：用氩弧焊将一块直60毫米的40号钢圆盖封住筒端;

F.用高温炉加热该筒至摄氏1020度；

G. 筒做旋转离心浇铸：筒的转速为720转/分，连续旋转约1 分钟；

H.水冷却该筒；

I.用切割机打开筒俩端封盖,将该筒切成三段；

J.最后经过內外表面加工成为三个外圈为钢内壁为铜合金的钢铜合金双金属筒产品。

实例2

A.制备钢筒：选用內径68毫米及外径95毫米的45号钢管, 切成长300毫米的钢筒;

B.封闭钢筒的一端：用氩弧焊接将一块直径75毫米的45号钢圆盖封住筒端；

C.装入铜合金：称1420克重量棒状或粒状的CuZnAl6Fe3Mn3铜合金材料，装入钢筒内；

D.充入保护气体：在筒内充入氩气；

E.封闭筒的另一端：用氩弧焊将一块直径75毫米的45号钢圆盖封住筒端;

F.用高温炉加热该筒至摄氏1000度；

G. 筒做旋转离心浇铸：筒的转速为600转/分，连续旋转约1 分钟；

H.用水冷却该筒；

I.用切割机打开筒两端封盖,将该筒拦腰切成二段；

J.最后经过內外表面加工成为两个外圈为钢内壁为铜合金的双金属筒产品。

除了上述两种铜合金材料外，还可以使用CuSn12进行离心浇铸。当然并不排除使用其他适合的铜合金材料进行离心浇铸。

Claims

1.封闭式离心浇铸方法，其特征是依次包括下列步骤:

（1）制备圆环形的基底金属筒；

（2）用端盖封闭基底金属筒的一端；

（4）在基底金属筒内充入保护气体；

（8）冷却基底金属筒；

（9）打开基底金属筒的两端盖；

（10）基底金属筒內、外表面加工后即成为双金属筒产品。

2.根据权利要求1所述的封闭式离心浇铸方法，其特征是所述基底金属筒的材料是钢。

3.根据权利要求1所述的封闭式离心浇铸方法，其特征是所述浇铸的金属或合金是指铜

合金或锡铝合金。

4.根据权利要求1所述的封闭式离心浇铸方法，其特征是所述基底金属筒的封闭是用盖焊接在基底金属筒的两端或用耐火材料胶粘剂连接的。

5.根据权利要求1所述的封闭式离心浇铸方法，其特征是所述充入的保护气体是指惰性气体。

6.根据权利要求1所述的封闭式离心浇铸方法，其特征是所述充入的保护气体是氩气或二氧化碳。

7.根据权利要求1所述的封闭式离心浇铸方法，其特征是所述离心浇铸时筒的转速为50转/分至5000转/分。

8.根据权利要求1所述的封闭式离心浇铸方法，其特征是所述离心浇铸后筒的冷却是用空气或油或水冷却的。

9.根据权利要求2所述的封闭式离心浇铸方法，其特征是所述的基底金属筒钢材是优质碳素钢或普通碳素钢。

10.根据权利要求9所述的封闭式离心浇铸方法，其特征是所述的优质碳素钢为35号钢或40号钢或45号钢，所述的普通碳素钢为Q235A。

11.根据权利要求3所述的封闭式离心浇铸方法，其特征是所述的铜合金材料是指CuSn5Zn5Pb5或CuZnAl6Fe3Mn3或CuSn12。

12.根据权利要求1所述的封闭式离心浇铸方法，其特征是所述的双金属筒产品，经切割成两个或两个以上的双金属短筒产品。