CN107876702A - 一种强化浇口杯模的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种强化浇口杯模的方法，包含浇口杯模基体、复合镀强化层，浇口杯模基体是制作金属铸件用砂型浇口杯的模具，由模具钢经热处理后制成，复合镀强化层是复合镀的增强材料。本发明将复合镀强化层覆盖在浇口杯模基体表面，强化了浇口杯模的表面硬度、强度，寿命提高，覆盖层摩擦系数小不易粘砂，砂型脱模顺利，制成的浇口杯表面光滑，使压制成的砂型型腔质量提高，延长换模周期,适合于连续化生产。

Description

一种强化浇口杯模的方法
技术领域
本发明涉及机械制造行业中铸造工业技术领域，具体涉及一种强化浇口杯模的方法。
背景技术
铸造工业中常用的水平分型脱箱射压造型机，在上砂箱的压板上装有浇口杯模，砂型压实后形成浇口。砂型造型过程中，浇口杯模反复受型砂冲击、摩擦，容易受损形成凹坑，影响砂型质量，型砂粘附在浇口棒表面进入浇口杯腔体内使浇口棒不能复位造成压制的砂型受损报废。中国专利文献公开了一种能提高铸造质量的浇口杯模[专利号：200920159897.9]，把浇口杯下端部外锥度外壳与浇口棒外径垂直面夹角设计为156度，加大压制出的浇口杯与直浇口连接处的过渡角，使浇注铁水时砂粒不易被冲刷而带到下部型腔内，可极大提高铸件质量。但其没有对强化浇口杯模提出方法，模具耐磨性、表面润滑性、寿命没有改变。本发明针对这些情况，在浇口杯模表面覆盖复合镀强化层，经热处理后模具表面硬度大大提高，耐磨性增强，复合镀强化层具有自润滑性不易粘砂，制成砂型的浇口杯表面光滑，型腔的质量得以提高，抗氧化能力强，使用寿命提高，适合连续化生产。
发明内容
本发明的目的在于提供一种强化浇口杯模的方法，使用这种方法强化后的浇口杯模具有较高的机械强度、表面硬度，非润滑条件下表面摩擦系数较小，砂粒的附着力较低。安装在水平分型脱箱射压造型机上，可连续压制的砂型的浇口杯和直浇道，制成砂型的浇口杯表面光滑，砂型型腔质量高，浇口杯模使用寿命较长，增强了生产的连续性。
本发明是这样实现的，一种强化浇口杯模的方法，包含浇口杯模基体、复合镀强化层；所述浇口杯模基体包含浇口杯、浇口杯座、中间浇口棒、顶端浇口棒、复位弹簧，复合镀强化层包含电镀镍层、化学镀镍层，电镀镍层覆盖于浇口杯模基体的外表面及腔体内壁，化学镀镍层覆盖于浇口杯模基体的外表面及部分腔体内壁的电镀镍层上。
进一步的，所述浇口杯模基体是这样装配的：
顶端浇口棒套装于中间浇口棒内，中间浇口棒套装于浇口杯中，浇口杯由螺钉与浇口杯座紧固连接，装配成空腔结构，空腔内于浇口杯座顶端面至顶端浇口棒底端面压有一根复位弹簧，顶端浇口棒顶端面受压时，顶端浇口棒在中间浇口棒腔体内滑动。
进一步的，所述浇口杯模基体材料为模具钢的一种或若干种。
进一步的，所述浇口杯模基体材料加工成形前做热处理，热处理工艺为调质，材料调质洛氏硬度值为：26～32。
进一步的，所述浇口杯模基体加工成形时尺寸值小于设计值，差值不小于所述复合镀强化层厚度。
进一步的，所述复合镀强化层是这样的制作流程：
脱脂酸洗，电镀镍打底，水洗，活化，清洗，化学镀镍，水洗烘干， 热处理。
进一步的，所述热处理温度300～450摄氏度。
进一步的，所述化学镀镍为酸性化学镀镍，所述化学镀镍层厚度1～30μm。
本发明具有以下优点：
(1)点镀镍层打底，保证镀层与模具钢基体和随后的镀铜层结合力良好。
（2）化学镀镍层，无明显的边缘效应，镀层均匀，浇口杯、各浇口棒间接触面顺滑，非润滑条件下与钢的摩擦系数为0.38，摩擦系数小，脱模迅速，硬度大，耐磨损，耐腐蚀，抗氧化能力强，提高模具的寿命一倍以上。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
在图中，100.浇口杯模基体，101. 顶端浇口棒，102. 中间浇口棒，103. 浇口杯104. 浇口杯座 105. 复位弹簧，200. 复合镀强化层，201. 电镀镍层，202. 化学镀镍层。
具体实施方式
以下结合附图说明对本发明的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本发明的范围，凡是采用本发明的相似结构及其相似变化，均应列入本发明的保护范围。
如图1所示，本发明是这样来工作和实施的，一种强化浇口杯模的方法，包含浇口杯模基体100、复合镀强化层200；其特征在于：所述浇口杯模基体100包含浇口杯103、浇口杯座104、中间浇口棒102、顶端浇口棒100，复合镀强化层200包含电镀镍层201、化学镀镍层202。
所述复合镀强化层100是这样的制作流程：
脱脂酸洗，电镀镍打底，水洗，活化，清洗 ，化学镀镍，水洗烘干，热处理。
实施例一：
浇口杯103的制造，是这样的的过程：
（1）机械加工：
使用牌号为Cr12Mo1V的模具钢棒料，通过车削加工的方式制作坯料，对坯料进行调质处理，材料洛氏硬度值为28～32，再按设计要求的尺寸车削加工制成浇口杯103零件。
（2）施镀电镀镍层，电镀镍层是这样的制作流程：
a. 脱脂酸洗：将浇口杯103零件吊装于挂具上，浸入NaOH 25g/L, Na3PO4 35g/L,水玻璃5 g/L配制的温度为80℃的溶液中20分钟，取出后浸入20%HCL溶液中2秒钟；
b.电镀镍：将酸洗后的浇口杯103零件浸入这样的溶液中：NiSO4·7H2O 200g/L, NaCL10g/L，H3BO3 35g/L，Na2SO480 g/L ,C12H25SO4Na 0.1g/L，pH值为5～5.5，温度为18～35℃，调整电流密度为0.5A/dm2,施镀1小时。
（3）施镀化学镀镍层，化学镍层是这样的制作流程：
对电镀镍后的浇口杯103零件顶端10毫米以下的腔体内壁涂覆可剥塑料漆，送入温度为90～100℃烘箱中烘干,取出降温后装在挂具上。
a.水洗：冷水洗电镀镍后的浇口杯103零件，再热水洗；
b.活化：将浇口杯103零件浸入浓度15%温度50～60℃硫酸溶液中0.5～1分钟，取出；
c.先冷水洗，再纯水洗经活化处理的浇口杯103零件；
将浇口杯103零件浸入水浴加热到80～90℃的Ni-P化学镀镍溶液中低速搅拌化学镀镍1.5小时，Ni-P化学镀镍溶液的配方是这样的：
NiSO4·6H2O 20g/L，CH3COONa·3H2O 200g/L，Na3C6H507·H2O 10g/L，NaH2PO2·H2O 若干，溶液pH值为5.0～5.6。
从挂具上取下浇口杯103零件，撕除可剥塑料漆。
（4）热水洗化学镀后的浇口杯103零件，再冷水洗，取出送入烘箱中调温至100℃烘干。进行热循环实验，试验周期为：先530℃加热9小时，再断电保温15小时降至100℃，经60个周期试验后，零件增重值低于0.002克，具有完全抗氧化能力
（5）对化学镀镍后的浇口杯103零件，进行温度400℃时间40分钟的热处理,零件目视观察镀层均匀细腻无边缘效应，镀层维氏硬度达1100kg/mm2，Taber摩擦实验机在1千克载荷下使用硬性摩擦轮，测试每1000转转速下减少的质量为6毫克。
实施例二：
中间浇口棒102的制造，是这样的过程：
（1）机械加工：
使用牌号为Cr12的模具钢，通过车削加工的方式制作坯料，对坯料进行调质处理，材料洛氏硬度值为28～32，再按设计要求的尺寸精度车削加工制成中间浇口棒102零件。
（2）施镀电镀镍层，电镀镍层是这样的制作流程：
a. 脱脂酸洗：将中间浇口棒102零件吊装于挂具上，浸入NaOH 25g/L, Na3PO4 35g/L,水玻璃5g/L配制的温度为80℃的溶液中20分钟，取出后浸入20%HCL溶液中5秒钟，取出；
b.电镀镍：将酸洗后的中间浇口棒102零件浸入这样的溶液中：
NiSO4·7H2O 250g/L, NiCL·6H2O 30g/L，H3BO3 35g/L，C12H25SO4Na 0.1g/L，pH值为3～4，温度为45～55℃，调整电流密度为1A/dm2,施镀1小时。
（3）施镀化学镀镍层，化学镍层是这样的制作流程：
对电镀镍后的中间浇口棒102零件腔体顶端15毫米以下的内壁涂覆可剥塑料漆，送入温度为90～100℃烘箱中烘干,取出降温后装在挂具上。
a.水洗：冷水洗电镀镍后的中间浇口棒102零件，再热水洗；
b.活化：将中间浇口棒102零件浸入80g/L的乙酸镍醇溶液，再缓慢倒入70g/L的硼氢化钠醇溶液搅拌，20～30分钟后取出；
c.先冷水洗，再纯水洗经活化处理的中间浇口棒102；
d.将中间浇口棒102零件浸入水浴加热到80～90℃的Ni-P化学镀镍溶液中低速搅拌化学镀镍1.5小时，Ni-P化学镀镍溶液的配方是这样的：
NiSO4·6H2O 20g/L，CH3COONa·3H2O 200g/L，Na3C6H507·H2O 10g/L，NaH2PO2·H2O 若干，溶液pH值为5.0～5.6。
从挂具上取下中间浇口棒102零件，撕除可剥塑料漆。
（4）热水洗化学镀后的中间浇口棒102零件，再冷水洗，取出送入烘箱中调温至100℃烘干。进行热循环实验，试验周期为：先530℃加热9小时，再断电保温15小时降至100℃，经60个周期试验后，零件增重值低于0.002克，具有完全抗氧化能力
（5）对化学镀镍后的中间浇口棒102零件，进行温度300℃时间2小时的热处理,零件目视观察镀层均匀细腻无边缘效应，镀层维氏硬度达1000kg/mm2，Taber摩擦实验机在1千克载荷下使用硬性摩擦轮，测试每1000转转速下减少的质量为10毫克。

Claims (8)

1.一种强化浇口杯模的方法，包含浇口杯模基体、复合镀强化层；所述浇口杯模基体包含浇口杯、浇口杯座、中间浇口棒、顶端浇口棒、复位弹簧，复合镀强化层包含电镀镍层、化学镀镍层，电镀镍层覆盖于浇口杯模基体的外表面及腔体内壁，化学镀镍层覆盖于浇口杯模基体的外表面及部分腔体内壁的电镀镍层上。
2.根据权利要求1所述一种强化浇口杯模的方法，其特征在于：所述浇口杯模基体是这样装配的：
顶端浇口棒套装于中间浇口棒内，中间浇口棒套装于浇口杯中，浇口杯由螺钉与浇口杯座紧固连接，装配成空腔结构，空腔内于浇口杯座顶端面至顶端浇口棒底端面压有一根复位弹簧，顶端浇口棒顶端面受压时，顶端浇口棒在中间浇口棒腔体内滑动。
3.根据权利要求1所述一种强化浇口杯模的方法，其特征在于：所述浇口杯模基体材料为模具钢的一种或若干种。
4.根据权利要求3所述一种强化浇口杯模的方法，其特征在于：所述浇口杯模基体材料加工成形前做热处理，热处理工艺为调质，材料洛氏硬度值为：26～32。
5.根据权利要求2所述一种强化浇口杯模的方法，其特征在于：所述浇口杯模基体加工成形时尺寸值小于设计值，差值不小于所述复合镀强化层厚度。
6.根据权利要求1所述一种强化浇口杯模的方法，其特征在于：所述复合镀强化层覆盖于浇口杯模工作面，是这样的制作流程：
清洗除油，电镀镍打底，水洗，活化，清洗，化学镀镍，水洗烘干，热处理。
7.根据权利要求6所述一种强化浇口杯模的方法，其特征在于：所述热处理温度300～450摄氏度。
8.根据权利要求6所述一种强化浇口杯模的方法，其特征在于：所述化学镀镍为酸性化学镀镍，所述化学镀镍层厚度1～30μm。
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