CN111687394A - 一种耐蚀球墨可锻铸铁材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于材料制备技术领域，具体的说是一种耐蚀球墨可锻铸铁材料的制备方法，该方法中使用的成型装置包括底板，所述底板顶端转动安装有转轴，所述底板顶端固定有驱动电机，所述驱动电机顶端固定有转轮，所述转轴表面固定有转环，所述转轮和转环之间活动连接有同步带，所述转轴顶端固定有放置台，所述放置台顶端设有放置槽，放置槽用于放置铸型，所述放置台侧壁固定有两个支架；本发明压制制得片状的耐蚀层，使得耐蚀层分布在球墨可锻铸铁材料的表面，并且与球墨可锻铸铁材料融为一体，在对球墨可锻铸铁材料进行锻造时仍然可以起到保护作用，同时减少了镍和铬的使用，降低了使用成本，也最大限度保留了球墨可锻铸铁材料的特性。
Description
技术领域
本发明属于材料制备技术领域，具体的说是一种耐蚀球墨可锻铸铁材料的制备方法。
背景技术
可锻铸铁是由一定化学成分的铁液浇注成白口坯件，再经退火而成的铸铁，有较高的强度、塑性和冲击韧度，可以部分代替碳钢。可锻铸铁由白口铸铁通过石墨化退火处理得到的一种高强韧铸铁。有较高的强度、塑性和冲击韧度，可以部分代替碳钢。它与灰口铸铁相比，可锻铸铁有较好的强度和塑性，特别是低温冲击性能较好，耐磨性和减振性优于普通碳素钢。这种铸铁因具有-定的塑性和韧性，所以俗称玛钢、马铁，又叫展性铸铁或韧性铸铁。
现有技术中也出现了一些关于可锻铸铁材料制备的技术方案，如申请号为2011100074675的一项中国专利，该专利公开了一种耐蚀球墨可锻铸铁材料及制备方法，将钢丝及铁丝和球墨可锻铁结合起来，形成很好的冶金结合，低碳钢丝和铁丝分布在球墨可锻铁中，对材料具有很好的增强增韧作用，球墨可锻铁铁水进入铸型型腔与钢丝和铁丝表面的镍接触后，丝表面的Ni和Cr熔于铁水，铁水中的C与Si和钢丝及铁丝表面的Ni和Cr反应形成比渗碳体硬度更高的特殊化合物Ni3C、Ni3Si、Cr3Si和Cr23C6，所形成的这种特殊化合物进一步提高了材料的耐蚀性，但是材料表面生成的特殊化合物不均匀，导致材料在使用时会出现耐蚀不均匀的问题，影响到材料的整体使用效果，同时内部的镍和铬无法被使用到，对镍和铬形成浪费，据此，本发明提出了一种耐蚀球墨可锻铸铁材料的制备方法。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提出的一种耐蚀球墨可锻铸铁材料的制备方法，该方法中使用的成型装置通过压制制得片状的耐蚀层，使得耐蚀层分布在球墨可锻铸铁材料的表面，并且与球墨可锻铸铁材料融为一体，在对球墨可锻铸铁材料进行锻造时仍然可以起到保护作用，同时减少了镍和铬的使用，降低了使用成本，也最大限度保留了球墨可锻铸铁材料的特性。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种耐蚀球墨可锻铸铁材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将金属镍、铬以及铁放入到容器中加热，制得融化的混合铁水，再将混合铁水倒入到铸型中，利用成型装置压制成半边耐蚀层，成型装置上的压块在与铸型内侧壁接触时使得混合铁水冷却后形成半边耐蚀层，通过成型装置的压制制得片状的耐蚀层，使得耐蚀层分布在球墨可锻铸铁材料的表面，并且与球墨可锻铸铁材料融为一体，在对球墨可锻铸铁材料进行锻造时仍然可以起到保护作用，同时减少了镍和铬的使用，降低了使用成本，也最大限度保留了球墨可锻铸铁材料的特性；
S2：利用S1中的方法制得两个半边耐蚀层，将两个半边耐蚀层贴合在一起放入到铸型中，得到完整的耐蚀层；
S3：将球磨可锻铸铁融化成液态铁水，并将液态的球磨可锻铸铁倒入到S2中的铸型中，使得球磨可锻铸铁和耐蚀层融为一体，得到成品，将成品放入仓库储存；
其中，S1中使用的成型装置包括底板，所述底板顶端转动安装有转轴，所述底板顶端固定有驱动电机，所述驱动电机顶端固定有转轮，所述转轴表面固定有转环，所述转轮和转环之间活动连接有同步带，所述转轴顶端固定有放置台，所述放置台顶端设有放置槽，放置槽用于放置铸型，所述放置台侧壁固定有两个支架，两个所述支架之间固定有推杆电机，所述推杆电机的输出轴端固定有压块，所述压块顶端设有凹槽，所述压块用于压制耐蚀层，所述底板上设有控制器，控制器用于控制成型装置工作；使用时，现有技术制得的球墨可锻铸铁材料表面生成的特殊化合物不均匀，导致材料在使用时会出现耐蚀不均匀的问题，影响到材料的整体使用效果，同时内部的镍和铬无法被使用到，对镍和铬形成浪费，本发明对这一问题进行了解决；通过设置有成型装置，在进行成型操作时将铸型放入到放置槽内，再将融化的混合铁水倒入到铸型内腔中，接着成型装置启动；成型装置启动时使得驱动电机带动同步带转动，从而使得转轴转动；转轴转动时带动放置台以及放置台上的铸型转动，同时使得推杆电机以及压块转动；铸型在转动时使得其内部的融化混合铁水形成旋转，从而使得混合铁水分布在铸型的内侧壁上；同时，推杆电机的输出轴端向下移动带动压块下移，压块在下移的过程中对融化的混合铁水进行挤压，使得混合铁水被挤压呈薄层；混合铁水快速冷却后形成薄的耐蚀层，接着推杆电机带动压块上升，完成耐蚀层的成型；本发明通过压制制得片状的耐蚀层，使得耐蚀层分布在球墨可锻铸铁材料的表面，并且与球墨可锻铸铁材料融为一体，在对球墨可锻铸铁材料进行锻造时仍然可以起到保护作用，同时减少了镍和铬的使用，降低了使用成本，也最大限度保留了球墨可锻铸铁材料的特性；压块的形状根据想得到的球墨可锻铸铁材料外形进行定制，与铸型的内腔形状保持一致。
优选的，所述推杆电机的外壁固定有圆环，所述圆环的底端对称固定有两个以上的铁环，所述压块侧壁上开有两个以上的通孔，通孔处滑动安装有滑块，所述滑块朝向推杆电机的一端固定有钢丝绳，所述钢丝绳远离滑块的一端穿过铁环后固定连接在驱动电机的输出轴端；使用时，若铸型内腔底端为扁平结构，进入到铸型内腔的混合铁水较难分布到铸型的内侧壁上，且压块在下压的过程中受到较大的阻力，从而对推杆电机造成较大的工作负担；通过设置有滑块，在压块下压的过程中使得滑块先与混合铁水接触，从而对混合铁水形成挤压；混合铁水在滑块的挤压下其液面高度上升，从而减少了压块下压过程中的混合铁水挤压量，进而降低了压块的工作负担；在推杆电机的输出轴端伸长过程中拉动钢丝绳，使得滑块不断的向靠近推杆电机的方向移动，从而使得滑块缩回到通孔内，避免在耐蚀层上出现通孔；通过滑块的设置加速了混合铁水在铸型内腔中的移动，从而避免了混合铁水冷却变硬的问题发生，进而保证了耐蚀层的顺利成型。
优选的，所述滑块远离推杆电机的一端设为锯齿状，所述滑块位于压块高度的二分之一处，所述滑块的移动轨迹与水平面之间夹角为40-50°；使用时，锯齿状的设计使得混合铁水的移动方向受限，混合铁水向铸型的侧壁移动顺畅使得混合铁水能快速的进行流动；滑块的高度以及移动角度使得滑块能顺畅的进入到通孔中，从而避免滑块卡顿而导致的耐蚀层出现破损问题。
优选的，所述压块包括基块，所述基块侧壁上沿其周向等距离铰接有两个以上的压片，所述压片采用弹性金属材料制成，相邻压片之间为间隙配合，所述圆环侧壁上活动安装有一号环和二号环，所述一号环和二号环侧壁上均分别铰接有两个以上的连杆，所述连杆的自由端分别铰接在压片内侧壁上，所述圆环上设有两个限位球，所述限位球用于限制一号环和二号环的移动；使用时，若铸型内腔开口处直径小，使得压块难以取出，会影响到耐蚀层的制作；通过将压块分成两部分，压片部分为铰接，使得压块可产生变形；在取出压块时向下拉动一号环和二号环，通过连杆带动压片产生变形，从而使得压块的直径变小，变小的压块能轻易的从铸型内腔中取出，从而保证了耐蚀层的顺利制作；在拉动一号环和二号环时要分开拉动，避免压片之间的互相挤压而导致压片的损坏；同时，压片在使用时会产生损坏，更换一整个压块成本较大，单独的压片更换降低了生产成本，同时也便于压块的维修和更换。
优选的，所述一号环和二号环上的连杆呈间隔分布，相邻的所述压片分别连接在一号环和二号环上；使用时，若一号环或二号环上的连杆连接的压片为相邻的，使得相邻的压片在变形时会挤在一起，从而使得压片产生损坏；相邻的压片连在不同的环上使得压片在变形时不会受到相邻压片的挤压，从而减少或者避免了压片边缘受到损坏的可能性，进而保证了压块的顺利取出以及压块的使用寿命。
优选的，所述压片的数量为6个或8个；使用时，压片的数量若为单数则必然有相邻的压片会同时变形，从而使得压片之间形成挤压和切割，进而造成压片因扭力而导致损坏；通过将压片的数量设为6个或8个使得压片可分为两组，从而使得压片可单独变形而不会受到影响；同时，过多数量的压片容易造成压片的强度不够，从而对混合铁水不能形成良好的挤压，进而影响到耐蚀层的成型。
本发明的有益效果如下：
1.本发明所述的一种耐蚀球墨可锻铸铁材料的制备方法，该方法中使用的成型装置通过压制制得片状的耐蚀层，使得耐蚀层分布在球墨可锻铸铁材料的表面，并且与球墨可锻铸铁材料融为一体，在对球墨可锻铸铁材料进行锻造时仍然可以起到保护作用，同时减少了镍和铬的使用，降低了使用成本，也最大限度保留了球墨可锻铸铁材料的特性。
2.本发明所述的一种耐蚀球墨可锻铸铁材料的制备方法，该方法中使用的成型装置通过多个压片的设置使得成型装置可适用于开口较窄的铸型，从而保证了本发明的顺利实施，进而保证了耐蚀层的顺利制得。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明的流程图；
图2是本发明中使用的成型装置的三维图；
图3是图2中A处局部放大图；
图4是本发明中使用的成型装置的工作状态示意图；
图5是基块和压片的位置关系示意图；
图中：底板1、转轴2、驱动电机3、同步带4、放置台5、放置槽6、支架7、推杆电机8、压块9、圆环10、铁环11、滑块12、钢丝绳13、基块14、压片15、一号环16、二号环17、连杆18。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图5所示，本发明所述的一种耐蚀球墨可锻铸铁材料的制备方法，包括以下步骤：
S1：将金属镍、铬以及铁放入到容器中加热，制得融化的混合铁水，再将混合铁水倒入到铸型中，利用成型装置压制成半边耐蚀层，成型装置上的压块9在与铸型内侧壁接触时使得混合铁水冷却后形成半边耐蚀层，通过成型装置的压制制得片状的耐蚀层，使得耐蚀层分布在球墨可锻铸铁材料的表面，并且与球墨可锻铸铁材料融为一体，在对球墨可锻铸铁材料进行锻造时仍然可以起到保护作用，同时减少了镍和铬的使用，降低了使用成本，也最大限度保留了球墨可锻铸铁材料的特性；
S2：利用S1中的方法制得两个半边耐蚀层，将两个半边耐蚀层贴合在一起放入到铸型中，得到完整的耐蚀层；
S3：将球磨可锻铸铁融化成液态铁水，并将液态的球磨可锻铸铁倒入到S2中的铸型中，使得球磨可锻铸铁和耐蚀层融为一体，得到成品，将成品放入仓库储存；
其中，S1中使用的成型装置包括底板1，所述底板1顶端转动安装有转轴2，所述底板1顶端固定有驱动电机3，所述驱动电机3顶端固定有转轮，所述转轴2表面固定有转环，所述转轮和转环之间活动连接有同步带4，所述转轴2顶端固定有放置台5，所述放置台5顶端设有放置槽6，放置槽6用于放置铸型，所述放置台5侧壁固定有两个支架7，两个所述支架7之间固定有推杆电机8，所述推杆电机8的输出轴端固定有压块9，所述压块9顶端设有凹槽，所述压块9用于压制耐蚀层，所述底板1上设有控制器，控制器用于控制成型装置工作；使用时，现有技术制得的球墨可锻铸铁材料表面生成的特殊化合物不均匀，导致材料在使用时会出现耐蚀不均匀的问题，影响到材料的整体使用效果，同时内部的镍和铬无法被使用到，对镍和铬形成浪费，本发明对这一问题进行了解决；通过设置有成型装置，在进行成型操作时将铸型放入到放置槽6内，再将融化的混合铁水倒入到铸型内腔中，接着成型装置启动；成型装置启动时使得驱动电机3带动同步带4转动，从而使得转轴2转动；转轴2转动时带动放置台5以及放置台5上的铸型转动，同时使得推杆电机8以及压块9转动；铸型在转动时使得其内部的融化混合铁水形成旋转，从而使得混合铁水分布在铸型的内侧壁上；同时，推杆电机8的输出轴端向下移动带动压块9下移，压块9在下移的过程中对融化的混合铁水进行挤压，使得混合铁水被挤压呈薄层；混合铁水快速冷却后形成薄的耐蚀层，接着推杆电机8带动压块9上升，完成耐蚀层的成型；本发明通过压制制得片状的耐蚀层，使得耐蚀层分布在球墨可锻铸铁材料的表面，并且与球墨可锻铸铁材料融为一体，在对球墨可锻铸铁材料进行锻造时仍然可以起到保护作用，同时减少了镍和铬的使用，降低了使用成本，也最大限度保留了球墨可锻铸铁材料的特性；压块9的形状根据想得到的球墨可锻铸铁材料外形进行定制，与铸型的内腔形状保持一致。
作为本发明的一种具体实施方式，所述推杆电机8的外壁固定有圆环10，所述圆环10的底端对称固定有两个以上的铁环11，所述压块9侧壁上开有两个以上的通孔，通孔处滑动安装有滑块12，所述滑块12朝向推杆电机8的一端固定有钢丝绳13，所述钢丝绳13远离滑块12的一端穿过铁环11后固定连接在驱动电机3的输出轴端；使用时，若铸型内腔底端为扁平结构，进入到铸型内腔的混合铁水较难分布到铸型的内侧壁上，且压块9在下压的过程中受到较大的阻力，从而对推杆电机8造成较大的工作负担；通过设置有滑块12，在压块9下压的过程中使得滑块12先与混合铁水接触，从而对混合铁水形成挤压；混合铁水在滑块12的挤压下其液面高度上升，从而减少了压块9下压过程中的混合铁水挤压量，进而降低了压块9的工作负担；在推杆电机8的输出轴端伸长过程中拉动钢丝绳13，使得滑块12不断的向靠近推杆电机8的方向移动，从而使得滑块12缩回到通孔内，避免在耐蚀层上出现通孔；通过滑块12的设置加速了混合铁水在铸型内腔中的移动，从而避免了混合铁水冷却变硬的问题发生，进而保证了耐蚀层的顺利成型。
作为本发明的一种具体实施方式，所述滑块12远离推杆电机8的一端设为锯齿状，所述滑块12位于压块9高度的二分之一处，所述滑块12的移动轨迹与水平面之间夹角为40-50°；使用时，锯齿状的设计使得混合铁水的移动方向受限，混合铁水向铸型的侧壁移动顺畅使得混合铁水能快速的进行流动；滑块12的高度以及移动角度使得滑块12能顺畅的进入到通孔中，从而避免滑块12卡顿而导致的耐蚀层出现破损问题。
作为本发明的一种具体实施方式，所述压块9包括基块14，所述基块14侧壁上沿其周向等距离铰接有两个以上的压片15，所述压片15采用弹性金属材料制成，相邻压片15之间为间隙配合，所述圆环10侧壁上活动安装有一号环16和二号环17，所述一号环16和二号环17侧壁上均分别铰接有两个以上的连杆18，所述连杆18的自由端分别铰接在压片15内侧壁上，所述圆环10上设有两个限位球，所述限位球用于限制一号环16和二号环17的移动；使用时，若铸型内腔开口处直径小，使得压块9难以取出，会影响到耐蚀层的制作；通过将压块9分成两部分，压片15部分为铰接，使得压块9可产生变形；在取出压块9时向下拉动一号环16和二号环17，通过连杆18带动压片15产生变形，从而使得压块9的直径变小，变小的压块9能轻易的从铸型内腔中取出，从而保证了耐蚀层的顺利制作；在拉动一号环16和二号环17时要分开拉动，避免压片15之间的互相挤压而导致压片15的损坏；同时，压片15在使用时会产生损坏，更换一整个压块9成本较大，单独的压片15更换降低了生产成本，同时也便于压块9的维修和更换。
作为本发明的一种具体实施方式，所述一号环16和二号环17上的连杆18呈间隔分布，相邻的所述压片15分别连接在一号环16和二号环17上；使用时，若一号环16或二号环17上的连杆18连接的压片15为相邻的，使得相邻的压片15在变形时会挤在一起，从而使得压片15产生损坏；相邻的压片15连在不同的环上使得压片15在变形时不会受到相邻压片15的挤压，从而减少或者避免了压片15边缘受到损坏的可能性，进而保证了压块9的顺利取出以及压块9的使用寿命。
作为本发明的一种具体实施方式，所述压片15的数量为6个或8个；使用时，压片15的数量若为单数则必然有相邻的压片15会同时变形，从而使得压片15之间形成挤压和切割，进而造成压片15因扭力而导致损坏；通过将压片15的数量设为6个或8个使得压片15可分为两组，从而使得压片15可单独变形而不会受到影响；同时，过多数量的压片15容易造成压片15的强度不够，从而对混合铁水不能形成良好的挤压，进而影响到耐蚀层的成型。
使用时，现有技术制得的球墨可锻铸铁材料表面生成的特殊化合物不均匀，导致材料在使用时会出现耐蚀不均匀的问题，影响到材料的整体使用效果，同时内部的镍和铬无法被使用到，对镍和铬形成浪费，本发明对这一问题进行了解决；通过设置有成型装置，在进行成型操作时将铸型放入到放置槽6内，再将融化的混合铁水倒入到铸型内腔中，接着成型装置启动；成型装置启动时使得驱动电机3带动同步带4转动，从而使得转轴2转动；转轴2转动时带动放置台5以及放置台5上的铸型转动，同时使得推杆电机8以及压块9转动；铸型在转动时使得其内部的融化混合铁水形成旋转，从而使得混合铁水分布在铸型的内侧壁上；同时，推杆电机8的输出轴端向下移动带动压块9下移，压块9在下移的过程中对融化的混合铁水进行挤压，使得混合铁水被挤压呈薄层；混合铁水快速冷却后形成薄的耐蚀层，接着推杆电机8带动压块9上升，完成耐蚀层的成型；本发明通过压制制得片状的耐蚀层，使得耐蚀层分布在球墨可锻铸铁材料的表面，并且与球墨可锻铸铁材料融为一体，在对球墨可锻铸铁材料进行锻造时仍然可以起到保护作用，同时减少了镍和铬的使用，降低了使用成本，也最大限度保留了球墨可锻铸铁材料的特性。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.一种耐蚀球墨可锻铸铁材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将金属镍、铬以及铁放入到容器中加热，制得融化的混合铁水，再将混合铁水倒入到铸型中，利用成型装置压制成半边耐蚀层，成型装置上的压块(9)在与铸型内侧壁接触时使得混合铁水冷却后形成半边耐蚀层；
S2：利用S1中的方法制得两个半边耐蚀层，将两个半边耐蚀层贴合在一起放入到铸型中，得到完整的耐蚀层；
S3：将球磨可锻铸铁融化成液态铁水，并将液态的球磨可锻铸铁倒入到S2中的铸型中，使得球磨可锻铸铁和耐蚀层融为一体，得到成品，将成品放入仓库储存；
其中，S1中使用的成型装置包括底板(1)，所述底板(1)顶端转动安装有转轴(2)，所述底板(1)顶端固定有驱动电机(3)，所述驱动电机(3)顶端固定有转轮，所述转轴(2)表面固定有转环，所述转轮和转环之间活动连接有同步带(4)，所述转轴(2)顶端固定有放置台(5)，所述放置台(5)顶端设有放置槽(6)，放置槽(6)用于放置铸型，所述放置台(5)侧壁固定有两个支架(7)，两个所述支架(7)之间固定有推杆电机(8)，所述推杆电机(8)的输出轴端固定有压块(9)，所述压块(9)顶端设有凹槽，所述压块(9)用于压制耐蚀层，所述底板(1)上设有控制器，控制器用于控制成型装置工作。
2.根据权利要求1所述的一种耐蚀球墨可锻铸铁材料的制备方法，其特征在于：所述推杆电机(8)的外壁固定有圆环(10)，所述圆环(10)的底端对称固定有两个以上的铁环(11)，所述压块(9)侧壁上开有两个以上的通孔，通孔处滑动安装有滑块(12)，所述滑块(12)朝向推杆电机(8)的一端固定有钢丝绳(13)，所述钢丝绳(13)远离滑块(12)的一端穿过铁环(11)后固定连接在驱动电机(3)的输出轴端。
3.根据权利要求2所述的一种耐蚀球墨可锻铸铁材料的制备方法，其特征在于：所述滑块(12)远离推杆电机(8)的一端设为锯齿状，所述滑块(12)位于压块(9)高度的二分之一处，所述滑块(12)的移动轨迹与水平面之间夹角为40-50°。
4.根据权利要求3所述的一种耐蚀球墨可锻铸铁材料的制备方法，其特征在于：所述压块(9)包括基块(14)，所述基块(14)侧壁上沿其周向等距离铰接有两个以上的压片(15)，所述压片(15)采用弹性金属材料制成，相邻压片(15)之间为间隙配合，所述圆环(10)侧壁上活动安装有一号环(16)和二号环(17)，所述一号环(16)和二号环(17)侧壁上均分别铰接有两个以上的连杆(18)，所述连杆(18)的自由端分别铰接在压片(15)内侧壁上，所述圆环(10)上设有两个限位球，所述限位球用于限制一号环(16)和二号环(17)的移动。
5.根据权利要求4所述的一种耐蚀球墨可锻铸铁材料的制备方法，其特征在于：所述一号环(16)和二号环(17)上的连杆(18)呈间隔分布，相邻的所述压片(15)分别连接在一号环(16)和二号环(17)上。
6.根据权利要求5所述的一种耐蚀球墨可锻铸铁材料的制备方法，其特征在于：所述压片(15)的数量为6个或8个。
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