CN1168562C - 一种将Al-Pb合金浇注在钢背轴瓦上的水平连铸装置 - Google Patents
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Abstract
一种将Al-Pb合金浇注在钢背轴瓦上的水平连铸装置属于铸造领域。本发明主要包括：熔化装置、连铸复合装置、送料整平装置和辅助装置，连铸复合装置、送料整平装置固定在地面地基上，熔化装置用支架固定位于连铸复合装置上端，熔化装置下端输液口高于下部的连铸复合装置，熔化装置通过其下端出液管与连铸复合装置相互连接，连铸复合装置、送料整平装置和辅助装置通过送料平台组合在一起。本发明具有实质性特点和显著进步，在获得合理的冷却速度时，既可以保证合金熔体在整个生产过程中不会出现Pb偏析，还可以确保合金层与钢背的结合强度大小合理和不出现铅变形情况，工艺简单，生产率高，完全可以满足国内外内燃机轴瓦的需求。
Description
技术领域
本发明涉及的是一种钢背轴瓦制作装置，特别是一种将Al-Pb合金浇注在钢背轴瓦上的水平连铸装置，属于铸造领域。
背景技术：由于铝-铅系合金具有优异的耐磨性和抗咬合性，并具有自润滑作用，该种合金将广泛取代铝-锡系合金用作汽车等内燃机轴瓦。由于铝-铅系合金容易产生重力偏析的缺点，因而用于生产铝-铅系合金的方法仍然不能满足内燃机轴瓦的市场要求。国内外在生产和研究该种合金时大多采用(1)粉末冶金烧结轧制法，(2)超声波感应搅拌法，(3)搅拌速冷法，(4)感应搅拌连铸法，(5)机械合金化，(6)搅拌熔体普通铸造法。以上方法缺点为：或设备复杂昂贵，或生产率极低，或两者兼有，不能适用于大规模的制造和生产。
目前国内有代表性的铝-铅系合金的生产和研究制造方法是(1)1995年由北京有色金属研究总院与北京汽车摩托车轴瓦厂合作，建立了年生产能力为1000吨的Al-Pb系轴瓦合金复合带生产线。但生产均采用传统的RS/PM工艺(即通过气雾化形成Al-Pb合金粉末，再轧制烧结后与钢背轧制复合形成轴瓦材料)和装置，其工艺复杂，流程长，产品质量不易控制，成本高，产量低，从而降低了企业的竞争力；其次，运用该工艺，铅的含量受到限制，一般不超过10％；另外采用轧制法复合合金层与钢背，造成晶粒变形，也会大大降低轴瓦材料的性能。经文献检索发现，作者孙大仁等，在《特种铸造及有色合金》1998(5)：24-26一文《铸造铝铅合金滑动轴承合金的制备及其显微组织》介绍在铝-铅合金制造过程中，熔体升温到700℃，强力搅拌，再用普通方法铸造。由于搅拌与铸造过程的时间差，加上铸造过程冷却速度慢，因而该种制造方法不能消除铸造过程的铅偏析，另外，制造轴瓦时，还需将合金与钢板轧制，也降低了轴瓦生产的效率。
发明内容：本发明针对现有技术的不足和缺陷，提供一种将Al-Pb合金浇注在钢背轴瓦上的水平连铸装置。本发明主要包括：熔化装置、连铸复合装置、送料整平装置和辅助装置，连铸复合装置、送料整平装置固定在地面地基上，熔化装置用固定架固定位于连铸复合装置上端，熔化装置下端输液口高于下部的连铸复合装置，熔化装置通过其下端出液管与连铸复合装置相互连接，连铸复合装置、送料整平装置和辅助装置通过送料平台组合在一起。
连铸复合装置包括：浇口、钢背、Al-Pb合金层、复合后的轴瓦毛坯、支架水冷铜套、石墨下模、石墨上模。浇口安放在石墨上模的开口部位，钢背位于石墨上下模构成的模具腔内，来自浇口的合金液浇注在钢背上，钢背的移动速度(即连铸拉铸速度)由送料平台决定，复合后的轴瓦毛坯位于石墨下模和石墨上模之间，并随着钢背的送入而拉出，水冷铜套内部双向通入冷却水，并与石墨上下模紧密接触，支架将各部分连接成一个整体。
采用连铸复合装置，可以将Al-Pb合金熔体加热到单一液相线以上，然后将合金熔体浇注在钢背上，在保证合金层与钢背复合良好的条件下，通过采用水冷结晶器的方法，确保合金熔体获得×102℃/S的冷却速度，从而获得合金层中铅粒分布均匀，铅粒细小，合金层与钢背之间过渡层组织合理、结合良好的Al-(5-20)％Pb-钢背轴瓦材料。该装置可以通过浇口控制浇注速度，水冷铜套的石墨结晶器决定了熔体的冷却速度，石墨下模、石墨上模结合在一起，决定了钢背上复合的合金层的厚度。复合后的轴瓦毛坯上合金层厚度与连铸拉铸速度、水冷铜套管道中的冷却水和钢板预热温度共同决定了：(1)合金层与钢背复合的粘结强度(2)由冷却速度控制的合金层组织和过渡层的组织。
本发明的熔化装置控制Al-Pb合金熔体的熔化和流量，确保获得单一液相的合金熔体，在熔化装置中将Al熔化到单一液相线温度以上50℃，加入铅粒，覆盖上专用多功能熔剂，再升温到上述温度，静置20～30min；开动送料整平装置，使钢背以一定的速度通过连铸复合装置，打开流量控制器，将合金液注入连铸复合装置内，使合金液与钢背复合并快速冷却，熔化装置上部采用专用多功能熔剂或惰性气体保护和净化，熔化装置下部有熔体输出口，并采用铝液流量控制装置控制熔体的浇注速度和浇注量；在钢背进入连铸复合装置前，可以获得所需要的预热温度，而将复合坯料拉出连铸复合装置后，利用辅助装置用水再次冷却，以便整平、裁切、输出和堆叠。
本发明具有实质性特点和显著进步，同现有技术相比，在获得上述冷却速度时，既可以保证合金熔体在整个生产过程中不会出现Pb偏析，还可以确保合金层与钢背的结合强度大小合理和不出现铅变形情况。采用水平连铸复合装置将Al-Pb合金浇注在钢背轴瓦上生产Al-(5-20)％Pb-钢背轴瓦材料，可以确保轴瓦毛坯的合金层组织为铅相颗粒以细小的近似球状均匀分布于基体上，铅粒的平均直径为10μm左右；合金层与钢背之间的过渡层组织合理，粘结强度远大于轧制Al-20％Sn-钢背轴瓦材料，工艺简单，生产率高，完全可以满足国内外内燃机轴瓦的需求。
附图说明：图1本发明结构示意图
图2连铸复合装置结构示意图
具体实施方式：如图1、图2所示，本发明主要包括：熔化装置1、连铸复合装置2、送料整平装置3和辅助装置4，连铸复合装置2、送料整平装置3固定在地面地基上，熔化装置1用支架5固定位于连铸复合装置2上端，熔化装置1下端输液口高于下部的连铸复合装置2，熔化装置1通过其下端出液管与连铸复合装置2相互连接，连铸复合装置2、送料整平装置3和辅助装置4通过送料平台6组合在一起。
连铸复合装置包括：浇口7、钢背8、Al-Pb合金层9、复合后的轴瓦毛坯10、支架11、水冷铜套12、石墨下模13、石墨上模14，浇口7安放在石墨上模14的开口部位，钢背8位于石墨下模13、石墨上模14构成的模具腔内，复合后的轴瓦毛坯10位于石墨下模13和石墨上模14之间，水冷铜套12内部双向通入冷却水，并与石墨下模13、石墨上模14紧密接触，石墨下模13、石墨上模14结合在一起，支架11将各部分连接成一个整体。
Claims (1)
1、一种将Al-Pb合金浇注在钢背轴瓦上的水平连铸装置，主要包括：熔化装置(1)、送料整平装置(3)和辅助装置(4)，其特征在于还包括：连铸复合装置(2)，连铸复合装置(2)、送料整平装置(3)固定在地面地基上，熔化装置(1)用固定架(5)固定位于连铸复合装置(2)上端，熔化装置(1)下端输液口高于下部的连铸复合装置(2)，熔化装置(1)通过其下端出液管与连铸复合装置(2)相互连接，连铸复合装置(2)、送料整平装置(3)和辅助装置(4)通过送料平台(6)组合在一起，所述的连铸复合装置包括：浇口(7)、钢背(8)、Al-Pb合金层(9)、复合后的轴瓦毛坯(10)、支架(11)、水冷铜套(12)、石墨下模(13)、石墨上模(14)，浇口(7)安放在石墨上模(14)的开口部位，钢背(8)位于石墨下模(13)、石墨上模(14)构成的模具腔内，复合后的轴瓦毛坯(10)位于石墨下模(13)和石墨上模(14)之间，水冷铜套(12)内部双向通入冷却水，并与石墨下模(13)、石墨上模(14)紧密接触，石墨下模(13)、石墨上模(14)结合在一起，支架(11)将各部分连接成一个整体。
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