CN113523243B - 一种弯曲板状双金属耐磨件固液复合铸造方法 - Google Patents

一种弯曲板状双金属耐磨件固液复合铸造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113523243B
CN113523243B CN202110776017.6A CN202110776017A CN113523243B CN 113523243 B CN113523243 B CN 113523243B CN 202110776017 A CN202110776017 A CN 202110776017A CN 113523243 B CN113523243 B CN 113523243B
Authority
CN
China
Prior art keywords
base layer
wear
layer
solid
interface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110776017.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113523243A (zh
Inventor
邢振国
邢万里
常连波
符寒光
白华斌
魏儒赞
申海斌
李洪义
梁顺星
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Handan Huiqiao Composite Material Technology Co ltd
Original Assignee
Handan Huiqiao Composite Material Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Handan Huiqiao Composite Material Technology Co ltd filed Critical Handan Huiqiao Composite Material Technology Co ltd
Priority to CN202110776017.6A priority Critical patent/CN113523243B/zh
Publication of CN113523243A publication Critical patent/CN113523243A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113523243B publication Critical patent/CN113523243B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22DCASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D19/00Casting in, on, or around objects which form part of the product
    • B22D19/16Casting in, on, or around objects which form part of the product for making compound objects cast of two or more different metals, e.g. for making rolls for rolling mills

Abstract

本发明公开了一种弯曲板状双金属耐磨件固液复合铸造方法,固体为低碳钢基层,液体为高铬铸铁金属液。1)在基层弯曲两端的端部加工锥台孔,锥台孔的面积总和大于横浇道的截面积;将基层的界面清理干净加热,布撒硼酸粉,形成硼酸层。2)将基层与耐磨层白模块、内浇道和翼边装配。翼边设计在基层四周边部,内浇道与锥台孔连接,内角充填树脂砂,外角部粘接扁通道和积液白模块。3)金属液自横浇道、内浇道、锥台孔进入耐磨层白模块型腔中,再由扁通道流入积液白模块的型腔中。4)采用冷加工的方法去除翼边、内浇道和扁通道。采用本方法生产的弯曲板状双金属耐磨件,消除了界面缝隙,高铬铸铁与基层全部冶金结合。

Description

一种弯曲板状双金属耐磨件固液复合铸造方法
技术领域
本发明应用于铸造领域,适用于双金属耐磨件固液复合铸造,具体涉及一种非平面结合界面的固液复合铸造。
背景技术
附图1为焊接在农机深耕机犁腿上的双金属耐磨件,其形状为板状弯曲90°,内角为直角,外角为270°,内角基层1为焊接性良好的低碳钢材质,外角耐磨层2为耐磨性良好的高铬铸铁材质,使用时,将其焊接在犁腿的一个直角上,耐磨层2起到抗磨作用,从而很好的保护了碳钢犁腿。附图2为焊接在装载机装载斗底边或侧边的双金属耐磨件,其形状为板状弯曲成尖角,与附图1的区别在于内角为锐角,外角为大于270°的大钝角,形成尖部,便于装载。两个产品的共同点有:1)双金属的结合面(即界面3)为弯曲的板状,很难进行液液复合,通常选择固液复合。2)厚度较薄,重量较轻,厚度均在20mm左右,单件重量3-4kg,传统固液结合界面3很难做到全部冶金结合,尤其是界面3,从外观上看会存在未结合的缝隙。通常采用如附图3所示的锥形块4与低碳钢锥台孔配合固定,使得基层1和耐磨层2产生机械连接,防止两者脱落。
发明内容
本发明解决的技术问题是:提供一种双金属耐磨件固液复合铸造方法,使得弯曲板状的双金属耐磨件固液冶金结合牢固,双金属界面外观无缝隙。
本发明采取的技术方案是:该固液复合铸造方法,固体为弯曲板状的低碳钢板基层,液体为高铬铸铁金属液,包括如下步骤:
1)基层处理:在基层弯曲两端的端部加工锥台孔,锥台孔的面积总和大于横浇道的截面积;将基层的界面清理干净,放入180-250℃的加热炉中加热,取出在界面上均匀布撒硼酸粉,或快速插入硼酸粉中取出,界面上硼酸粉熔化,形成厚度为0.1-0.3mm硼酸层。
2)造型:将处理后的基层与耐磨层白模块、内浇道和翼边装配。所述翼边设计在所述基层四周边部,厚度为2-4mm;所述内浇道与锥台孔白模块粘接;涂刷硅藻土保温涂料,烘干后形成厚度为3-5mm的保温层。横浇道粘接后,在内角充填树脂砂。在耐磨层白模块外角部粘接扁通道和积液白模块。
3)浇注:高铬铸铁金属液浇注温度的过热度不低于300℃;高铬铸铁金属液自横浇道、内浇道、锥台孔进入耐磨层白模块型腔中,再由扁通道流入积液白模块的型腔中,完成自下而上充型过程。
4)开箱清理:采用冷加工的方法去除翼边、内浇道和扁通道。
本发明产生的有益效果是:采用本方法生产的弯曲板状双金属耐磨件,消除了界面缝隙,高铬铸铁与低碳钢基层全部冶金结合,高铬铸铁耐磨层得到了低碳钢基层的承载和保护,提高了弯曲板状双金属耐磨件的使用寿命。
附图说明
图1为犁腿双金属耐磨件示意图;
图2为装载斗双金属耐磨件示意图;
图3为双金属机械连接示意图;
图4为实施例1固液复合造型示意图;
图5为图4的A-A截面示意图;
图6为实施例2固液复合造型示意图;
其中:1-基层、2-耐磨层、3-界面、4-锥形块、5-耐磨层白模块、6-翼边、7-锥台孔、8-内浇道、9-树脂砂、10-保温涂层、11-扁通道、12-积液白模块、13-横浇道。
具体实施方式
实施例1:犁腿双金属耐磨件。
附图4为本实施例犁腿双金属耐磨件固液复合造型示意图,附图5为附图4的A-A截面示意图。采用消失模铸造,横浇道13、内浇道8、锥台孔7、耐磨层白模块5、扁通道11和积液白模块12全部采用消失模白模块制作,并粘接。高铬铸铁金属液自横浇道13、内浇道8、锥台孔7进入耐磨层型腔中,再由扁通道11流入积液白模块12的型腔中。为避免犁腿双金属耐磨件内角加砂困难,在造型前,预先充填溃散性良好的树脂砂9。
犁腿双金属耐磨件固液复合铸造方法如下:
1)基层处理。基层1由低碳钢板弯曲直角而成,低碳钢基层1按照图纸尺寸要求加工,在附图4所示基层左右两端的端部(即基层弯曲两端的端部)加工锥台孔7,该锥台孔7如附图5所示均布多个。所述锥台孔7的面积总和大于横浇道13的截面积,每个锥台孔7的面积小于与其连接的内浇道8的截面积。低碳钢基层1抛丸处理或抛光处理,重点是将低碳钢基层界面3的锈层和污油清理干净,然后放入180-250℃的加热炉中加热约1-2min,取出在界面上均匀布撒硼酸粉,或快速插入硼酸粉中取出,加热的低碳钢基层将硼酸粉熔化,在界面上形成一薄层硼酸层,硼酸层厚度0.1-0.3mm。该硼酸层作用有两个,一是隔绝空气,防止界面氧化生锈,保持界面纯净,为固液结合打下基础。二是增加双金属的浸润程度,提高双金属的结合力,有利于固液复合的冶金结合。
2)造型。界面上形成硼酸层的低碳钢基层1冷却后,与耐磨层白模块5、内浇道8和翼边6装配。翼边6设计在基层1的四周边部,如附图4和附图5所示,厚度2-4mm。涂刷保温涂料,烘干后形成保温层10,厚度控制在3-5mm。内浇道8与横浇道13粘接,在内角充填树脂砂9。由于本实施例高铬铸铁金属液浇注量较少,需要一箱多件造型浇注。附图4为本实施例的单件造型示意图,振动造型加砂接近顶部时,粘接扁通道11和积液白模块12,继续加砂振动造型至工艺要求。
保温涂料采用硅藻土涂料,由于硅藻土为多孔性,传热系数低,具有良好的保温效果。但硅藻土也具有吸水性,要求尽量缩短造型和等待浇注时间。
3)浇注。高铬铸铁金属液浇注温度的过热度不低于300℃。高铬铸铁金属液自横浇道13、内浇道8、锥台孔7进入耐磨层白模块5型腔中,再由扁通道11流入积液白模块12的型腔中。这样,流经耐磨层白模块5型腔的高温金属液可充分加热低碳钢基层1和保温层10,使得固液复合更充分,结合力更牢靠,从而获得完全的冶金结合。
本浇注系统为开放式,为保证高铬铸铁金属液从锥台孔7的平稳充型,不宜采用高真空度或透气性好的涂层,故选择保温层10的厚度为3-5mm,保温层厚度增加,一可以削弱保温层的透气性,二可以获得良好的保温效果。若涂层厚度超过5mm,则需要增加涂料刷涂遍数和烘干时间,增加工序成本。
因硼酸的沸点约300℃,高铬铸铁金属液充型过程中,在白模块气化的同时,硼酸层蒸发,纯净的界面与高温金属液充分接触,产生冶金结合。
浇注的翼边6在后续的清理工序中处理掉,该翼边的作用有两个,一是前端加热基层的低温金属液充型,消除低温金属液无法产生冶金结合的缺陷,从而消除界面3外表面未结合的缝隙。二是翼边凝固后,在基层的四周产生间隙,形成热阻,阻碍低碳钢基层1的散热,有助于固液的冶金复合。
锥台孔7加工在基层弯曲两端的端部,一可使得流动的高温金属液加热端部周围的型砂,减小铸件降温的温度梯度,有助于形成冶金结合。二有助于金属液充分加热低碳钢基层,从而促进双金属的冶金结合。
内角散热较差,有利于高温保持,在外角部位、即耐磨层白模块5的顶部设计有扁通道11和积液白模块12,一有利于金属液在流动的过程中充分加热基层,二可降低外角温降的温度梯度,促进双金属的冶金结合。扁通道11和积液白模块12的作用有两个,一是收集的是前端用于加热的低温金属液,扁通道11相对来说,散热条件好,冷却速度快,便于清理,积液白模块12中的金属液不影响双金属耐磨层的成型凝固。二是作为集渣冒口使用,将金属液前端的夹杂物全部集中在积液白模块12的型腔中,可提高犁腿双金属耐磨件产品的铸造质量。积液白模块12可形成高铬铸铁回炉料,也可以用对铸造缺陷敏感度低的单金属高铬铸铁产品替代,如高铬铸铁篦条,或单金属高铬铸铁其它铸件,以提高金属液的利用率。
4)开箱清理。冷却后开箱,抛丸清理涂层,内浇道8和扁通道11采用冷加工的方法去除,如砂轮锯或水切割等,避免高铬铸铁受热产生裂纹。清理掉脆性高铬铸铁翼边,入炉热处理。
实施例2:装载斗双金属耐磨件。
附图6为本实施例装载斗双金属耐磨件固液复合造型示意图,同样采用消失模铸造,横浇道13、内浇道8、锥台孔7、耐磨层白模块5、扁通道11和积液白模块12全部采用消失模白模块制作,并粘接。高铬铸铁金属液自横浇道13、内浇道8、锥台孔7进入耐磨层型腔中,再由扁通道11流入积液白模块12的型腔中。为避免装载斗双金属耐磨件内角加砂困难,在造型前,预先充填溃散性良好的树脂砂9。
装载斗双金属耐磨件固液复合铸造方法如下:
1)基层处理。基层1由低碳钢板弯曲直角而成,低碳钢基层1按照图纸尺寸要求加工,在附图6所示基层下部左右两端的端部(即基层弯曲两端的端部)加工锥台孔7,该锥台孔7与实施例1一样为均布多个。与实施例1一样,锥台孔7的面积总和大于横浇道13的截面积。低碳钢基层1抛丸处理或抛光处理,然后加热制作硼酸层,加热方式和硼酸层作用同实施例1。
2)造型。界面上形成硼酸层的基层1冷却后,与耐磨层白模块5、内浇道8和翼边6装配,翼边6设计在基层1的四周边部,厚度2-4mm。涂刷保温涂料,保温涂料配方同实施例1,烘干后形成保温层10,厚度控制在3-5mm。内浇道8与横浇道13粘接,在内角充填树脂砂9。一箱多件造型,附图6为本实施例的单件造型示意图,振动造型加砂接近顶部时,粘接扁通道11和积液白模块12,继续加砂振动造型至工艺要求。
3)浇注。同实施例1。
4)开箱清理。同实施例1。
本方法的实施例均是利用前端的金属液加热低碳钢基层和保温层,低碳钢基层的外角和界面有高温金属液,内角散热较差,四周有翼边,可使得低碳钢基层长时间处于高温状态,有利于固液冶金复合。硼酸起到纯净界面和促进冶金结合的作用。利用加工在基层弯曲两端端部的锥台孔、和外角上部的积液白模块,改善了温度场,减小了双金属铸件的温降,大大减缓了低碳钢基层和高铬铸铁金属液的冷却速度,增加固液结合时间,促进产生冶金结合。利用翼边消除界面的表面缝隙,做到美观和冶金结合。采用本方法生产的弯曲板状双金属耐磨件,高铬铸铁与低碳钢基层全部冶金结合,使得高铬铸铁耐磨层得到了低碳钢基层的承载和保护,提高了弯曲板状双金属耐磨件的使用寿命。

Claims (5)

1.一种弯曲板状双金属耐磨件固液复合铸造方法,固体为低碳钢板基层(1),液体为高铬铸铁金属液,包括如下步骤:
1)基层处理:在基层(1)弯曲两端的端部加工锥台孔(7),所述锥台孔(7)的面积总和大于横浇道的截面积;将基层的界面(3)清理干净,放入180-250℃的加热炉中加热,取出在界面(3)上均匀布撒硼酸粉,或快速插入硼酸粉中取出,界面(3)上硼酸粉熔化,形成硼酸层;
2)造型:将步骤1)处理后的基层(1)与耐磨层白模块(5)、内浇道(8)和翼边(6)装配;所述翼边(6)设计在所述基层(1)四周边部;所述内浇道(8)与步骤1)所述锥台孔(7)白模块粘接;涂刷保温涂料,烘干后形成保温层(10);横浇道粘接后,在内角充填树脂砂(9);所述耐磨层白模块(5)外角部粘接扁通道(11)和积液白模块(12);
3)浇注:高铬铸铁金属液浇注温度的过热度不低于300℃;所述高铬铸铁金属液自横浇道、内浇道(8)、锥台孔(7)进入耐磨层白模块(5)型腔中,再由扁通道(11)流入积液白模块(12)的型腔中,完成自下而上充型过程;
4)开箱清理:采用冷加工的方法去除步骤2)所述翼边(6)、内浇道(8)和扁通道(11)。
2.根据权利要求1所述的一种弯曲板状双金属耐磨件固液复合铸造方法,其特征在于:步骤1)所述硼酸层的厚度为0.1-0.3mm。
3.根据权利要求1所述的一种弯曲板状双金属耐磨件固液复合铸造方法,其特征在于:步骤2)所述翼边(6)的厚度为2-4mm。
4.根据权利要求1所述的一种弯曲板状双金属耐磨件固液复合铸造方法,其特征在于:步骤2)所述保温层(10)厚度为3-5mm。
5.根据权利要求1所述的一种弯曲板状双金属耐磨件固液复合铸造方法,其特征在于:步骤2)所述保温涂料为硅藻土涂料。
CN202110776017.6A 2021-07-09 2021-07-09 一种弯曲板状双金属耐磨件固液复合铸造方法 Active CN113523243B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110776017.6A CN113523243B (zh) 2021-07-09 2021-07-09 一种弯曲板状双金属耐磨件固液复合铸造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110776017.6A CN113523243B (zh) 2021-07-09 2021-07-09 一种弯曲板状双金属耐磨件固液复合铸造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113523243A CN113523243A (zh) 2021-10-22
CN113523243B true CN113523243B (zh) 2022-05-27

Family

ID=78098127

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110776017.6A Active CN113523243B (zh) 2021-07-09 2021-07-09 一种弯曲板状双金属耐磨件固液复合铸造方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113523243B (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1748910A (zh) * 2005-10-13 2006-03-22 西安交通大学 一种复合材料锤头及其铸造方法
CN111633209A (zh) * 2020-04-30 2020-09-08 中北大学 一种钢/铝双金属增/等材复合制造方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5238046A (en) * 1990-09-20 1993-08-24 Magotteaux International Method of manufacturing a bimetal casting and wearing part produced by this method
CN103008544B (zh) * 2012-12-06 2015-02-18 华中科技大学 基于消失模铸造与振动浇注的双金属弯管制造工艺
CN103920863B (zh) * 2014-02-27 2016-06-01 邯郸金达新材料科技有限公司 一种可焊耐磨复合锤头消失模生产方法
CN106350738A (zh) * 2016-09-09 2017-01-25 昆明理工大学 一种双金属耐磨衬板及其制备方法
CN207188766U (zh) * 2017-08-04 2018-04-06 宁波禾顺新材料有限公司 一种复合耐磨块
CN208261826U (zh) * 2018-04-28 2018-12-21 邯郸慧桥复合材料科技有限公司 一种双金属耐磨块
KR102118938B1 (ko) * 2018-06-04 2020-06-04 동국대학교 경주캠퍼스 산학협력단 이종 접합 부재 및 그의 제조방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1748910A (zh) * 2005-10-13 2006-03-22 西安交通大学 一种复合材料锤头及其铸造方法
CN111633209A (zh) * 2020-04-30 2020-09-08 中北大学 一种钢/铝双金属增/等材复合制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113523243A (zh) 2021-10-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0130626B1 (en) Composite metal articles
WO2007048250A8 (en) Homogenization and heat-treatment of cast metals
CN103691909B (zh) 一种铝/镁固液复合铸造成型方法
CN103537618B (zh) 木工刀具刀体的制造工艺
CN104259438A (zh) 铜钢双金属铸造改进技术
AU2021107585A4 (en) Toothed plate for a Jaw Crusher
CN106966569A (zh) 一种镶铸仿型镍芯的合金铸铁玻璃模具及其制造方法
CN113523243B (zh) 一种弯曲板状双金属耐磨件固液复合铸造方法
CN113814359A (zh) 一种上模重力压型薄壁金属铸造工艺
CN105970743B (zh) 一种物理结合的铁路高速道岔复合型滑床台板
CN1039204C (zh) 用液态高铬铸铁和铸钢复合铸造腭板的方法
CN106623862A (zh) 一种双液复合铁基双金属铸造方法
CN105478671A (zh) 一种铝合金熔模精密铸造微震浇注工艺
CN113523244B (zh) 一种可焊双金属耐磨件固液复合铸造方法
CN104452488A (zh) 一种双金属液态熔覆模锻道岔滑床台及其制造方法
JP2004255424A (ja) 複合金型及びその製造方法
CN203459662U (zh) 数控铣床电机专用散热器的铸造模具
CN102325910B (zh) 用于减少铸造合金中的填隙元素的方法以及用于实施所述方法的系统
CN103480821B (zh) 数控铣床电机专用散热器的铸造模具
CN117483722B (zh) 一种双金属耐磨薄板的制造方法
JPH09239513A (ja) 鋳鉄のダイカストに用いられる鋳型
JP6917964B2 (ja) アルミ合金鋳物及びその製造方法
JPS62252638A (ja) 成形金型の製造法
CN107282881B (zh) 一种快速凝固水溶性砂型铸造方法
CN104439217B (zh) 一种固定式重力铸造机

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant