CN202343918U - 一种双液双金属结合界面耐磨复合铸件装置 - Google Patents

Abstract

一种双液双金属结合界面耐磨复合铸件装置，使耐磨性能和抗冲击韧性在综合性能上明显提高，从而提高产品质量，消除安全隐患；耐磨、安全，使用寿命比普通复合铸件提高1.5-2倍，节约大量能源；有效提高工作效率，省工、省时、省力，维修维护减少，大大节约了生产成本。是由：结构钢锤柄，双金属结合界面层，耐磨铸铁锤头构成；结构钢锤柄的上方设置耐磨铸铁锤头，耐磨铸铁锤头与结构钢锤柄之间设置双金属结合界面层。结构简单，生产制造容易，使用安全可靠；投资低，便于推广。

Description

一种双液双金属结合界面耐磨复合铸件装置

技术领域

本实用新型涉及铸件装置，尤其是一种双液双金属结合界面耐磨复合铸件装置。

背景技术

目前，耐磨金属材料铸件广泛用于冶金、矿山、港口、水泥、电力、煤炭、建材等行业，在各个工业门类中，工件及设备因磨损而迅速失效，材料磨损会引起金属工件灾难性的危害和惊人的经济损失。我国每年因金属材料磨损造成的经济损失高达1千亿人民币，仅磨料磨损每年就消耗300多万吨耐磨金属材料，而且还以每年15％的速度增长。因此高寿命耐磨金属材料铸件的研制及使用关系到国民经济的长期稳定发展。

目前国内耐磨铸件使用的材料主要为：奥氏体耐磨高锰钢和高铬白口铸铁，这些材料都属于单一材料。高锰钢只有在冲击力大、应力高、磨料硬的工况下才耐磨。高铬白口铸铁的基体组织为马氏体时，其耐磨性能最好，但是马氏体的抗冲击韧性较差。有些耐磨金属铸件，虽然经过成分调整，能适当提高铸件韧性，可显著降低铸件在使用中因破碎所造成的人身伤害，但铸件硬度下降，使用寿命降低。因此单一材料铸件在综合性能上表现不尽人意。

现有的采用双金属浇注工艺制造复合铸件，此类复合铸件保证了工作部位良好的耐磨性，同时又保证其他部位良好的韧性。但不少工艺制造的复合铸件是液体和固体的结合，双金属结合界面的强度不高，只适用于静态下的磨损工况，例如衬板。也有工艺制造的复合铸件是液体和液体的结合，但没有牢固的双金属结合层，更没有重视结合层的形状，从而没有形成成熟的技术，导致对于冲击条件恶劣的动磨损工况，如锤头，使用中容易出现耐磨层沿双金属界面破碎、脱落、飞出的事故，使铸件的使用存在较大的安全隐患。

总之，现有的耐磨金属铸件质量低，耐磨性能和抗冲击韧性在综合性能上较差，存在较大的安全隐患；工件及设备因磨损而迅速失效，缩短了使用寿命，浪费大量能源，造成惊人的经济损失；降低了工作效率，费工、费时、费力，增加了生产成本，维修维护增多，存在较大的安全隐患。是本领域长期以来急待解决又难以解决的技术难题。

鉴于上述原因，现有的耐磨金属铸件需要改进。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种双液双金属结合界面耐磨复合铸件装置，使耐磨性能和抗冲击韧性在综合性能上明显提高，从而提高产品质量，消除安全隐患；耐磨、安全，使用寿命比普通复合铸件提高1.5-2倍，节约大量能源；有效提高工作效率，省工、省时、省力，维修维护减少，大大节约了生产成本。

本实用新型为了实现上述的目的，采用如下的技术方案：一种双液双金属结合界面耐磨复合铸件装置，是由：结构钢锤柄，双金属结合界面层，耐磨铸铁锤头构成；结构钢锤柄的上方设置耐磨铸铁锤头，耐磨铸铁锤头与结构钢锤柄之间设置双金属结合界面层。

结构钢锤柄中的结构钢含碳40％左右，并含有一些低合金元素锰Mn、铬Cr。本实用新型并不局限于上述的材料。

本实用新型的工艺原理是：本实用新型为一种双金属高耐磨液态复合铸件，在制造工艺中分别将不同性能的金属浇注到不同的部位，从而扬长避短得到更加耐用的耐磨复合铸件。本铸件的工艺，采用水平分型造型合箱紧固，然后翻转90°垂直浇注，将韧性好和硬度高的两种不同材料在液态下浇注成型，制造出耐磨性高与韧性好相结合的双层金属复合材料铸件。

本实用新型的基体材料使用韧性较好的中碳钢或低合金钢，耐磨表面使用高铬白口铸铁。浇注工艺采用冷铁控制复合浇注法，具体步骤如下：

(1)首先采用水平分型自硬砂脱箱造型；合型后将分型面竖起来浇注，借助重力使前后浇注的不同金属自动分层不混合。

(2)双金属结合界面一周用冷铁控制冷却，以便浇注第二层金属，结合界面可用冷铁调整其形状，结合强度高。

(3)将韧性金属材料和耐磨金属材料进行分炉冶炼，待钢液成分均匀后，依次进行初次浇注、复合浇注，先后从不同浇口浇入，韧性金属液浇入底层，耐磨金属液浇入顶层。

(4)铸件凝固后，进行落砂处理；

(5)制件热处理，再进行后期清理。

优化后的浇注温度值：

韧性材料钢液：1450-1550℃；

耐磨材料铁液：1500-1550℃。

工艺指标(工件物理参数)：

韧性材料的冲击韧度a_k≥30J/cm²；

耐磨材料硬度：HRC60-65。

本实用新型的有益效果是：结构简单，生产制造容易，使用安全可靠；有效提高工作效率和产品质量，使耐磨性能和抗冲击韧性在综合性能上明显提高，消除安全隐患；耐磨、耐用，使用寿命比普通复合铸件提高1.5-2倍，节约了大量能源；省工、省时、省力，降低工人的劳动强度，维修维护减少，大大节约了生产成本。投资低，便于推广。

本实用新型采用双液双金属复合垂直浇注工艺，将两种不同性能的材料通过液体结合复合成一个整体，用冷铁控制其结合界面，双金属结合界面牢固，使制件的基体具有良好的韧性，工作部位具有高的耐磨性，有效地解决了单金属铸件综合使用性能差的缺点。该工艺除用于静态磨损工况下的耐磨铸件外，还可有效用于动态磨损，尤其是在冲击载荷工况下的耐磨铸件，如锤头、板锤等。使耐磨铸件的使用安全得到保证。并通过铸造工艺参数的优化，实现了铸件工作端高耐磨、基体韧性好、双金属界面结合牢固的综合性能，使工艺指标达到：韧性材料的冲击韧度a_k≥30J/cm²，耐磨材料硬度：HRC60-65。使复合铸件的服役期大幅提高，其使用寿命比传统单一金属铸件提高2-3倍，比普通复合铸件提高1.5-2倍。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1是本实用新型的总装结构示意图；

图1中：结构钢锤柄1，双金属结合界面层2，耐磨铸铁锤头3。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：

如图所示，结构钢锤柄1的上方设置耐磨铸铁锤头3，耐磨铸铁锤头3与结构钢锤柄1之间设置双金属结合界面层2。

Claims (1)

1.一种双液双金属结合界面耐磨复合铸件装置，是由：结构钢锤柄(1)，双金属结合界面层(2)，耐磨铸铁锤头(3)构成；其特征在于：结构钢锤柄(1)的上方设置耐磨铸铁锤头(3)，耐磨铸铁锤头(3)与结构钢锤柄(1)之间设置双金属结合界面层(2)。

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