CN109746420B - 镶铸在铝合金零件的钢套及铝合金零件内镶铸钢套的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及镶铸在铝合金零件的钢套及铝合金零件内镶铸钢套的工艺，属于铸造技术领域。钢套外圆面设置防松结构，所述防松结构包括环绕钢套轴线设置的若干弧形的防松凸台以及位于防松凸台两侧并且环绕钢套轴线设置的若干防松凸块；所述防松凸块的两侧设置环形槽；钢套内沿轴线设置锥形孔。镶铸钢套的工艺包括以下步骤，1）、按图纸机加工制作钢套；2）、将钢套除油去锈预处理；3）、将钢套外表面涂覆镀层处理；4）、将钢套预热；5）、将钢套浸铝液处理；6）、将钢套放入模具并定位准确；7）、下砂芯，合模，浇注铝合金零件。本发明中通过为钢套设置防松结构同时在制作工艺中增加涂覆金属镀层和浸铝步骤；使零件的钢套与铝合金部分结合牢固。
Description
技术领域
本发明涉及一种镶铸在铝合金零件的钢套及铝合金零件内镶铸钢套的工艺，属于铸造技术领域。
背景技术
在机械生产中，有些铝合金零件内需要设置钢套。但是，目前国内对铝合金零件镶铸钢套的研究比较少见，通常在铝合金浇注时对钢套进行简单的清理和预热处理，大多不能实现冶金联接，钢套与铝的结合处会有很大的缝隙，结合质量差，钢套容易松动，可靠性差，不能满足产品使用要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种镶铸在铝合金零件的钢套及铝合金零件内镶铸钢套的工艺，来解决上述技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种镶铸在铝合金零件的钢套，所述钢套外圆面设置防松结构，所述防松结构包括环绕钢套轴线设置的若干弧形的防松凸台以及位于防松凸台两侧并且环绕钢套轴线设置的若干防松凸块；所述防松凸块的两侧设置环形槽；钢套内沿轴线设置锥形孔。
本发明技术方案的进一步改进在于：防松凸台的高度大于防松凸块的高度。
本发明技术方案的进一步改进在于：防松凸台设置一组，防松凸台的两侧各设置1～2组防松凸块。
本发明技术方案的进一步改进在于：防松凸台设置4～6个。
一种铝合金零件内镶铸钢套的工艺，包括以下步骤，
1）、按图纸机加工制作钢套；
2）、将钢套除油去锈预处理；
3）、将钢套外表面涂覆镀层处理；
4）、将钢套预热；
5）、将钢套浸铝液处理；
6）、将钢套放入模具并定位准确；
7）、下砂芯，合模，浇注铝合金零件。
本发明技术方案的进一步改进在于：步骤3中涂覆的镀层为金属镍和金属银。
本发明技术方案的进一步改进在于：金属镍的镀层厚度为10μm，金属银的镀层厚度为8μm。
本发明技术方案的进一步改进在于：步骤4中将钢套放入到保温炉中加热至80℃～100℃，并且保温。
本发明技术方案的进一步改进在于：步骤5中将钢套放入铝液中浸泡140～160秒后取出。
本发明技术方案的进一步改进在于：步骤5中铝液的温度为700℃～720℃。
由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术效果有：
本发明的钢套用于镶铸在铝合金零件中，该钢套设置有防松结构，防松结构中设置的防松凸块和防松凸台能够使浇注成型后的铝合金零件与钢套之间形成交错的齿状联接结构，提高联接强度，防止钢套在镶铸到铝合金零件中出现松动的现象。
本发明中铝合金零件中镶铸钢套的工艺，通过为钢套涂覆银镀层和镍镀层，同时设计了预热后的浸泡铝液的过程，上述工艺内容保证了成型后的铝合金零件中的铝合金部分与钢套部分能够无缝隙结合，并且具有良好的结合强度。
附图说明
图1是本发明的钢套主视剖视图；
图2是本发明的钢套立体示意图；
其中，1、钢套，2、防松凸台，3、防松凸块，4、环形槽，5、锥形孔。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细说明：
本发明公开了一种镶铸在铝合金零件的钢套及铝合金零件内镶铸钢套的工艺，通过改进钢套结构以及镶铸钢套的预处理工艺，保证钢套与铸件的结合质量。
本发明公开了一种镶铸在铝合金零件的钢套，该钢套用于镶铸在铝合金零件中。钢套与铝合金零件之间需要具有良好的联接强度。如图1、图2所示，在钢套1的外圆面设置防松结构，钢套1内沿轴线设置锥形孔5。具体的是，防松结构包括环绕钢套1轴线设置的若干弧形的防松凸台2以及位于防松凸台2两侧的若干防松凸块3。防松凸台2和防松凸块3均成组设置。防松凸台2为圆弧形，成组的防松凸台2环绕钢套1的轴线设置。防松凸块3的外形尺寸相比防松凸台3更小，成组设置的防松凸块3也是环绕钢套1轴线设置的。通常地，防松凸台2设置一组，并且每组防松凸台的个数为4～6个。在防松凸台2的两侧各设置1～2组防松凸块3，每组防松凸块3的个数为25～50个。本发明在具体的实施中，防松凸台2的高度大于防松凸块3的高度。
进一步的，在防松凸块3的两侧设置环形槽4。
本发明的钢套设置有防松结构，防松结构中设置的防松凸块和防松凸台能够使浇注成型后的铝合金零件与钢套之间形成交错的齿状联接结构，提高联接强度，防止钢套松动。
本发明还公开了一种铝合金零件内镶铸钢套的工艺，该工艺是将上述设置防松结构的钢套镶铸到铝合金零件中。通过该工艺能够确保钢套与镶铸在铝合金零件中时，钢套与铝合金零件之间的联接强度。该工艺具体包括以下步骤：
1、按图纸机加工制作钢套。
2、将钢套除油去锈预处理。
3、将钢套外表面涂覆镀层处理。该步骤中，优先地，镀层为金属镍和金属银。金属镍的镀层厚度为10μm，金属银的镀层厚度为8μm。
4、将钢套预热。该步骤中钢套预热的过程如下，将钢套放入到保温炉中加热至80℃～100℃，并且保温直至使用完毕。
5、将钢套浸铝液处理。该步骤的具体操作如下，将钢套放入铝液中浸泡140～160秒后取出。
步骤5中铝液的温度为700℃～720℃。
6、将钢套放入模具并定位准确。
7、下砂芯，合模，浇注铝合金零件。
使用上述工艺制造的镶铸钢套的铝合金零件，具有良好的结构强度，尤其是铝合金部分与钢套部分具有良好的联接强度。
本发明的工艺中，设置了在钢套外表面进行涂敷镀层的处理过程，具体的是涂覆金属镍和金属银，本发明通过限定金属镍和金属银的镀层厚度，在该镀层厚度下，能够使后续的浸铝液的效果得到提高，从而确保钢套与铝合金零件的联接成型强度。
本发明的工艺中在放置钢套进入模具前，对钢套进行预热-浸铝处理，先预热保温提高钢套的温度，防止浸泡铝液以及后续浇注铝液时钢套发生较大的热胀变形而影响联接强度。预热保温的钢套浸入铝液中浸泡，能够在后续浇注铝液时促进钢套与铝合金的结合层形成并且提高结合层的强度。
本发明中使用到的钢套设置了由防松凸台和防松凸块形成的防松结构，由于防松结构的设置，使钢套表面的曲面大大增加，尤其是曲率较大的曲面，因此，在浇注铝合金液时，在钢套表面的曲面处形成的结合层会有较大的产生应力的可能性，然而，本发明设计了预热保温的工艺，通过预热保温防止了浇注时结合层应力的产生，也起到了提高结合层强度的作用。
本发明中对于钢套的预热是在对钢套涂覆金属镀层之后，因此还能够起到促进金属镀层与铝液结合形成结合层的作用。
先预热，是为了去除钢套表面水分，且避免冷件与铝液温差过大，浸铝时发生爆喷危险。
浸铝的原理在于，铝在700℃～720℃高温条件下与镀层银首先产生冶金反应，相互融合；同时浇注后外部与铝合金液熔合为一体，从而实现浸铝层的过度作用，是保证钢套与铝液结合为一体的重要步骤。
下面是具体的实施例：
实施例1
加工制作铝合金零件并且镶铸钢套。具体如下：
1、按图纸机加工制作钢套，钢套外圆面设置防松结构。
2、将钢套除油去锈预处理。
3、将钢套外表面涂覆镀层，镀层为金属镍和金属银。金属镍的镀层厚度为10μm，金属银的镀层厚度为8μm。
4、将钢套预热。该步骤中钢套预热的过程如下，将钢套放入到保温炉中加热至140℃，并且保温2.0小时，然后进行下一步骤。
5、将钢套放入温度为700℃左右的铝液中浸泡150秒后取出。取出后，抹除钢套下部边沿的残余铝液，以免影响定位。
6、用夹钳快速将钢套放到模具的下模的钢套定位台阶上，并检查钢套定位是否准确。
7、下砂芯，合模，浇注铝合金零件。
待冷却成型后，取出铝合金零件，检测铝合金部分与钢套部分的联接强度良好，达到使用要求。
实施例2
加工制作铝合金零件并且镶铸钢套。具体如下：
1、按图纸机加工制作钢套，钢套外圆面设置防松结构。
2、将钢套除油去锈预处理。
3、将钢套外表面涂覆镀层，镀层为金属镍和金属银。金属镍的镀层厚度为10μm，金属银的镀层厚度为8μm。
4、将钢套预热。该步骤中钢套预热的过程如下，将钢套放入到保温炉中加热至160℃，并且保温2.5小时，然后进行下一步骤。
5、将钢套放入温度为720℃左右铝液中浸泡140秒后取出。取出后，抹除钢套下部边沿的残余铝液，以免影响定位。
6、用夹钳快速将钢套放到模具的下模的钢套定位台阶上，并检查钢套定位是否准确。
7、下砂芯，合模，浇注铝合金零件。
待冷却成型后，取出铝合金零件，检测铝合金部分与钢套部分的联接强度良好，达到使用要求。
实施例3
加工制作铝合金零件并且镶铸钢套。具体如下：
1、按图纸机加工制作钢套，在钢套外圆面设置防松结构。
2、将钢套做除油去锈预处理。
3、将钢套外表面涂覆镀层，镀层为金属镍和金属银。金属镍的镀层厚度为10μm，金属银的镀层厚度为8μm。
4、将钢套预热。该步骤中钢套预热的过程如下，将钢套放入到保温炉中加热至150℃，并且保温3.0小时，然后进行下一步骤。
5、将钢套放入温度为710℃左右铝液中浸泡160秒后取出。取出后，抹除钢套下部边沿的残余铝液，以免影响定位。
6、用夹钳快速将钢套放到模具的下模的钢套定位台阶上，并检查钢套定位是否准确。
7、下砂芯，合模，浇注铝合金零件。
按上述3个实施例的工艺参数各生产零件10个，经检测各个零件的钢套与铝合金部分结合牢固，无缝隙，符合使用的强度要求。
本发明中的钢套通过设置包括防松凸台和防松凸块的防松结构，解决了传统工艺方式生产的铝合金镶铸钢套零件中钢套与铝结合不牢固，缝隙大，钢套使用过程中振动容易松动、失效的问题，能够防止机械事故发生。
本发明还设计了合理的工艺，钢套的防松结构以及涂覆镀层和预热浸铝工艺的共同作用下，使最终生成的镶铸钢套的铝合金零件具有良好的联接强度，工作性能稳定。
Claims (2)
1.一种镶铸在铝合金零件的钢套，其特征在于：所述钢套(1)外圆面设置防松结构，所述防松结构包括环绕钢套(1)轴线设置的若干弧形的防松凸台(2)以及位于防松凸台(2)两侧并且环绕钢套(1)轴线设置的若干防松凸块(3)；所述防松凸块(3)的两侧设置环形槽(4)；钢套(1)内沿轴线设置锥形孔(5)；防松凸台(2)的高度大于防松凸块(3)的高度；防松凸台(2)设置一组，防松凸台(2)的两侧各设置1～2组防松凸块(3)；
铝合金零件内镶铸钢套的工艺，包括以下步骤：
1)、按图纸机加工制作钢套；
2)、将钢套除油去锈预处理；
3)、将钢套外表面涂覆镀层处理；涂覆的镀层为金属镍和金属银；金属镍的镀层厚度为10μm，金属银的镀层厚度为8μm；
4)、将钢套预热；将钢套放入到保温炉中加热至80℃～100℃，并且保温；
5)、将钢套浸铝液处理；将钢套放入铝液中浸泡140～160秒后取出；铝液的温度为700℃～720℃；
6)、将钢套放入模具并定位准确；
7)、下砂芯，合模，浇注铝合金零件。
2.根据权利要求1所述的镶铸在铝合金零件的钢套，其特征在于：防松凸台(2)设置4～6个。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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