CN108262466A - 一种双金属铸造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种双金属铸造工艺，包括如下步骤：内部钢圈预热、铜熔炼、造型、浇铸、切冒口和加工；本发明工艺简单，科学合理，通过本发明制得的双金属通过钢基内圈铜基外圈的双层结构，使用热胀冷缩的程度与铜基外圈接近，铜基内圈与钢基外圈的连接面上设有内凹凸的连接环，连接环一侧面上设有方形或者圆形凹陷，连接环、方形凹陷以及圆弧形凹陷上均熔融填充有铜材，铜材与铜基外圈为一体结合，该种铜基内圈与钢基外圈的连接结构通过连接环、方形凹陷以及圆弧形凹陷结构，确保了钢基外圈与铜基内圈在轴向以及径向之间的连接牢固度更强。

Description

一种双金属铸造工艺
技术领域
本发明涉及双金属铸造技术领域，具体为一种双金属铸造工艺。
背景技术
铸件是用各种铸造方法获得的金属成型物件，即把冶炼好的液态金属，用浇注、压射、吸入或其它浇铸方法注入预先准备好的铸型中，冷却后经打磨等后续加工手段后，所得到的具有一定形状，尺寸和性能的物件，铸件有多种分类方法：按其所用金属材料的不同，分为铸钢件、铸铁件、铸铜件、铸铝件、铸镁件、铸锌件、铸钛件等。而每类铸件又可按其化学成分或金相组织进一步分成不同的种类。如铸铁件可分为灰铸铁件、球墨铸铁件、蠕墨铸铁件、可锻铸铁件、合金铸铁件等；按铸型成型方法的不同，可以把铸件分为普通砂型铸件、金属型铸件、压铸件、离心铸件、连续浇注件、熔模铸件、陶瓷型铸件、电渣重熔铸件、双金属铸件等。其中以普通砂型铸件应用最多，约占全部铸件产量的80％。而铝、镁、锌等有色金属铸件，多是压铸件，而铸件有一种双金属铸件，但现有的双金属铸造工艺已不能满足现有市场的需求。
所以，如何设计一种双金属铸造工艺，成为我们当前要解决的问题。
发明内容
本发明提供一种双金属铸造工艺，工艺简单，科学合理，通过本发明制得的双金属通过钢基内圈铜基外圈的双层结构，使用热胀冷缩的程度与铜基外圈接近，铜基内圈与钢基外圈的连接面上设有内凹凸的连接环，连接环一侧面上设有方形或者圆形凹陷，连接环、方形凹陷以及圆弧形凹陷上均熔融填充有铜材，铜材与铜基外圈为一体结合，该种铜基内圈与钢基外圈的连接结构通过连接环、方形凹陷以及圆弧形凹陷结构，确保了钢基外圈与铜基内圈在轴向以及径向之间的连接牢固度更强，可以有效解决上述背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种双金属铸造工艺，包括如下步骤：
1)内部钢圈预热：将需要预热处理的内部钢圈通过电加热进行预热,预热升温速度与热处理升温速度相同，预热宽度从内部钢圈中心开始，每侧不少于内部钢圈厚度的3倍，且不小于100mm；新的内部钢圈应重新热处理；热电偶用铁丝绑扎牢固，离开坡口50-60mm；有冷裂纹倾向的内部钢圈,当焊接工作停止后,若不能立即进行预热处理,应进行后热，后热温度为300-350℃/2h；其中加热宽度应不小于预热时的宽度；
2)铜熔炼：炉料配比，采用新料和回炉料进行配料，打开中频感应电炉升温把石墨坩埚预热至暗红色，坩埚底部放入炉料总量0.1％的精炼剂；按照下述顺序以及比例依次加料，先加入回炉料总量的20-30％，然后加入20-30％的剩余全部炉料；当炉料全部溶清后即用搅拌棒将其压入，达到迅速熔融，并不断搅拌使成分均匀；采取熔炼除气措施，采用钟罩压入除渣剂；
3)造型：先制造模样，根据铸件的铸造工艺图纸制造与铸件相应的模样，涂料干燥，在制成的模样表面涂刮涂料，并烘干；造型，将干燥的模样置于砂箱中，放置浇道，往砂箱中填树脂砂进行造型，即可；
4)浇铸：模具准备打开模具，涂脱模剂至模具型腔，并用压缩空气将脱模剂吹匀；压蜡保持射压0.9MPa，压蜡时间为22s，射嘴温度为60℃；取模采用水冷使其降温，垂直开模，并用压缩空气一边吹气一边开模，得蜡模；采用修蜡刀进行修整，将射蜡口修平，以及将合模线和飞边去除，吹去蜡屑；制得蜡树；最后煮蜡、浇铸及振壳控制焙烧温度1150℃，焙烧时间45min，进行煮蜡；控制脱氧温度1600-1610℃下进行浇铸；振壳，去除模壳，形成铸件；其中热胀冷缩时要注意控制收缩比；
5)切冒口：将铸件修整将冒口切割，再进行初抛；
6)加工：最后进行加工，具体包括对浇铸口进行粗磨和精磨，然后进行焊修，制得双金属铸件。
根据上述技术方案，所述除渣剂的制备方法为取硫酸铜8份、草木灰5份、珍珠岩粉5份，其中珍珠岩粉的粒径为200-250目，珍珠岩粉的粒径为220目，然后一起混匀，制得环保型除渣剂。
根据上述技术方案，所述精炼剂的制备方法为先将精炼剂原料混合后，搅拌并加热至300-350℃，使得原料脱水；将脱水后的原料加热至500-600℃，使得原料熔融；接着对熔融的原料进行隔水冷却，使其固化；最后将固化后的原料进行破碎、造粒，得到精炼剂。
根据上述技术方案，所述步骤1中预热温度为460℃±20。
根据上述技术方案，所述步骤2)中还包括合金液含气量检测，在干燥的砂型中挖取直径3-4厘米的铸型，取炉内铜液倒入铸型中，观察铸型顶部凹凸情况判断含气量，如顶部有鼓起突出现象继续除气，直至铸型顶部凹缩。
根据上述技术方案，所述双金属铸造工艺铸造的双金属套管性铸件，包括相互复合的铜基外圈以及钢基内圈，钢基内圈分为不同直径的套圆孔结构，外圆竖直立面上设有固定孔，固定孔被竖直立面竖直切割，切割掉的部分圆弧为劣圆弧，该种双金属通过钢基内圈铜基外圈的双层结构，使用热胀冷缩的程度与铜基外圈接近，铜基内圈与钢基外圈的连接面上设有内凹凸的连接环，连接环一侧面上设有方形或者圆形凹陷，连接环、方形凹陷以及圆弧形凹陷上均熔融填充有铜材，铜材与铜基外圈为一体结合，该种铜基内圈与钢基外圈的连接结构通过连接环、方形凹陷以及圆弧形凹陷结构，确保了钢基外圈与铜基内圈在轴向以及径向之间的连接牢固度更强。
根据上述技术方案，所述步骤4)中浇铸温度为1570-1590℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果：工艺简单，科学合理，通过本发明制得的双金属通过钢基内圈铜基外圈的双层结构，使用热胀冷缩的程度与铜基外圈接近，铜基内圈与钢基外圈的连接面上设有内凹凸的连接环，连接环一侧面上设有方形或者圆形凹陷，连接环、方形凹陷以及圆弧形凹陷上均熔融填充有铜材，铜材与铜基外圈为一体结合，该种铜基内圈与钢基外圈的连接结构通过连接环、方形凹陷以及圆弧形凹陷结构，确保了钢基外圈与铜基内圈在轴向以及径向之间的连接牢固度更强。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
在附图中：
图1是本发明的工艺流程图；
图2是本发明的双金属铸件的俯视图；
图3是本发明的双金属铸件的仰视图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例：如图1-3所示，本发明提供一种双金属铸造工艺，包括如下步骤：
1)内部钢圈预热：将需要预热处理的内部钢圈通过电加热进行预热,预热升温速度与热处理升温速度相同，预热宽度从内部钢圈中心开始，每侧不少于内部钢圈厚度的3倍，且不小于100mm；新的内部钢圈应重新热处理；热电偶用铁丝绑扎牢固，离开坡口50-60mm；有冷裂纹倾向的内部钢圈,当焊接工作停止后,若不能立即进行预热处理,应进行后热，后热温度为300-350℃/2h；其中加热宽度应不小于预热时的宽度；
2)铜熔炼：炉料配比，采用新料和回炉料进行配料，打开中频感应电炉升温把石墨坩埚预热至暗红色，坩埚底部放入炉料总量0.1％的精炼剂；按照下述顺序以及比例依次加料，先加入回炉料总量的20-30％，然后加入20-30％的剩余全部炉料；当炉料全部溶清后即用搅拌棒将其压入，达到迅速熔融，并不断搅拌使成分均匀；采取熔炼除气措施，采用钟罩压入除渣剂；
3)造型：先制造模样，根据铸件的铸造工艺图纸制造与铸件相应的模样，涂料干燥，在制成的模样表面涂刮涂料，并烘干；造型，将干燥的模样置于砂箱中，放置浇道，往砂箱中填树脂砂进行造型，即可；
4)浇铸：模具准备打开模具，涂脱模剂至模具型腔，并用压缩空气将脱模剂吹匀；压蜡保持射压0.9MPa，压蜡时间为22s，射嘴温度为60℃；取模采用水冷使其降温，垂直开模，并用压缩空气一边吹气一边开模，得蜡模；采用修蜡刀进行修整，将射蜡口修平，以及将合模线和飞边去除，吹去蜡屑；制得蜡树；最后煮蜡、浇铸及振壳控制焙烧温度1150℃，焙烧时间45min，进行煮蜡；控制脱氧温度1600-1610℃下进行浇铸；振壳，去除模壳，形成铸件；其中热胀冷缩时要注意控制收缩比；
5)切冒口：将铸件修整将冒口切割，再进行初抛；
6)加工：最后进行加工，具体包括对浇铸口进行粗磨和精磨，然后进行焊修，制得双金属铸件。
根据上述技术方案，所述除渣剂的制备方法为取硫酸铜8份、草木灰5份、珍珠岩粉5份，其中珍珠岩粉的粒径为200-250目，珍珠岩粉的粒径为220目，然后一起混匀，制得环保型除渣剂。
根据上述技术方案，所述精炼剂的制备方法为先将精炼剂原料混合后，搅拌并加热至300-350℃，使得原料脱水；将脱水后的原料加热至500-600℃，使得原料熔融；接着对熔融的原料进行隔水冷却，使其固化；最后将固化后的原料进行破碎、造粒，得到精炼剂。
根据上述技术方案，所述步骤1中预热温度为460℃±20。
根据上述技术方案，所述步骤2)中还包括合金液含气量检测，在干燥的砂型中挖取直径3-4厘米的铸型，取炉内铜液倒入铸型中，观察铸型顶部凹凸情况判断含气量，如顶部有鼓起突出现象继续除气，直至铸型顶部凹缩。
根据上述技术方案，所述双金属铸造工艺铸造的双金属套管性铸件，包括相互复合的铜基外圈以及钢基内圈，钢基内圈分为不同直径的套圆孔结构，外圆竖直立面上设有固定孔，固定孔被竖直立面竖直切割，切割掉的部分圆弧为劣圆弧，该种双金属通过钢基内圈铜基外圈的双层结构，使用热胀冷缩的程度与铜基外圈接近，铜基内圈与钢基外圈的连接面上设有内凹凸的连接环，连接环一侧面上设有方形或者圆形凹陷，连接环、方形凹陷以及圆弧形凹陷上均熔融填充有铜材，铜材与铜基外圈为一体结合，该种铜基内圈与钢基外圈的连接结构通过连接环、方形凹陷以及圆弧形凹陷结构，确保了钢基外圈与铜基内圈在轴向以及径向之间的连接牢固度更强。
根据上述技术方案，所述步骤4)中浇铸温度为1570-1590℃。
基于上述，本发明的优点在于，工艺简单，科学合理，通过本发明制得的双金属通过钢基内圈铜基外圈的双层结构，使用热胀冷缩的程度与铜基外圈接近，铜基内圈与钢基外圈的连接面上设有内凹凸的连接环，连接环一侧面上设有方形或者圆形凹陷，连接环、方形凹陷以及圆弧形凹陷上均熔融填充有铜材，铜材与铜基外圈为一体结合，该种铜基内圈与钢基外圈的连接结构通过连接环、方形凹陷以及圆弧形凹陷结构，确保了钢基外圈与铜基内圈在轴向以及径向之间的连接牢固度更强。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术患者来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种双金属铸造工艺，其特征在于：包括如下步骤：
1)内部钢圈预热：将需要预热处理的内部钢圈通过电加热进行预热,预热升温速度与热处理升温速度相同，预热宽度从内部钢圈中心开始，每侧不少于内部钢圈厚度的3倍，且不小于100mm；新的内部钢圈应重新热处理；热电偶用铁丝绑扎牢固，离开坡口50-60mm；有冷裂纹倾向的内部钢圈,当焊接工作停止后,若不能立即进行预热处理,应进行后热，后热温度为300-350℃/2h；其中加热宽度应不小于预热时的宽度；
2)铜熔炼：炉料配比，采用新料和回炉料进行配料，打开中频感应电炉升温把石墨坩埚预热至暗红色，坩埚底部放入炉料总量0.1％的精炼剂；按照下述顺序以及比例依次加料，先加入回炉料总量的20-30％，然后加入20-30％的剩余全部炉料；当炉料全部溶清后即用搅拌棒将其压入，达到迅速熔融，并不断搅拌使成分均匀；采取熔炼除气措施，采用钟罩压入除渣剂；
3)造型：先制造模样，根据铸件的铸造工艺图纸制造与铸件相应的模样，涂料干燥，在制成的模样表面涂刮涂料，并烘干；造型，将干燥的模样置于砂箱中，放置浇道，往砂箱中填树脂砂进行造型，即可；
4)浇铸：模具准备打开模具，涂脱模剂至模具型腔，并用压缩空气将脱模剂吹匀；压蜡保持射压0.9MPa，压蜡时间为22s，射嘴温度为60℃；取模采用水冷使其降温，垂直开模，并用压缩空气一边吹气一边开模，得蜡模；采用修蜡刀进行修整，将射蜡口修平，以及将合模线和飞边去除，吹去蜡屑；制得蜡树；最后煮蜡、浇铸及振壳控制焙烧温度1150℃，焙烧时间45min，进行煮蜡；控制脱氧温度1600-1610℃下进行浇铸；振壳，去除模壳，形成铸件；其中热胀冷缩时要注意控制收缩比；
5)切冒口：将铸件修整将冒口切割，再进行初抛；
6)加工：最后进行加工，具体包括对浇铸口进行粗磨和精磨，然后进行焊修，制得双金属铸件。
2.根据权利要求1所述的一种双金属铸造工艺，其特征在于：所述除渣剂的制备方法为取硫酸铜8份、草木灰5份、珍珠岩粉5份，其中珍珠岩粉的粒径为200-250目，珍珠岩粉的粒径为220目，然后一起混匀，制得环保型除渣剂。
3.根据权利要求1所述的一种双金属铸造工艺，其特征在于：所述精炼剂的制备方法为先将精炼剂原料混合后，搅拌并加热至300-350℃，使得原料脱水；将脱水后的原料加热至500-600℃，使得原料熔融；接着对熔融的原料进行隔水冷却，使其固化；最后将固化后的原料进行破碎、造粒，得到精炼剂。
4.根据权利要求1所述的一种双金属铸造工艺，其特征在于：所述步骤1中预热温度为460℃±20。
5.根据权利要求1所述的一种双金属铸造工艺，其特征在于：所述步骤2)中还包括合金液含气量检测，在干燥的砂型中挖取直径3-4厘米的铸型，取炉内铜液倒入铸型中，观察铸型顶部凹凸情况判断含气量，如顶部有鼓起突出现象继续除气，直至铸型顶部凹缩。
6.根据权利要求1所述的一种双金属铸造工艺，其特征在于：所述双金属铸造工艺铸造的双金属套管性铸件，包括相互复合的铜基外圈以及钢基内圈，钢基内圈分为不同直径的套圆孔结构，外圆竖直立面上设有固定孔，固定孔被竖直立面竖直切割，切割掉的部分圆弧为劣圆弧，该种双金属通过钢基内圈铜基外圈的双层结构，使用热胀冷缩的程度与铜基外圈接近，铜基内圈与钢基外圈的连接面上设有内凹凸的连接环，连接环一侧面上设有方形或者圆形凹陷，连接环、方形凹陷以及圆弧形凹陷上均熔融填充有铜材，铜材与铜基外圈为一体结合，该种铜基内圈与钢基外圈的连接结构通过连接环、方形凹陷以及圆弧形凹陷结构，确保了钢基外圈与铜基内圈在轴向以及径向之间的连接牢固度更强。
7.根据权利要求1所述的一种双金属铸造工艺，其特征在于：所述步骤4)中浇铸温度为1570-1590℃。
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