[發明專利]提高灰鑄鐵基鑄件表面耐熱性的消失模鑄滲法

無效

• 申請號: 200810051698.4
• 申請日: 2008-12-30
• 公開（公告）號: CN101444839A
• 公開（公告）日: 2009-06-03
• 發明（設計）人: 王強;陳碩;王文蘭;劉成會;喬紅霞
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B22D19/08
• 分類號: B22D19/08;B22C3/00;B22C7/02;C22C38/40;B22C9/04;C22C37/00
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司
• 代理人: 齊安全;張 晶

技術領域

本發明涉及一種材質為灰鑄鐵的鑄件的鑄造方法，更具體地說，本發明涉及一種提高灰鑄鐵基鑄件表面耐熱性的消失模鑄滲法。

背景技術

表面加工技術是一個十分寬廣的技術領域，是具極高使用價值的技術基礎。對鑄件進行表面合金化便是其中的一種，如鑄件表面合金化的鑄滲法(鑄滲工藝)。鑄滲法可以分為：

1.普通鑄滲法

在鑄滲法的發展初期，利用在鑄型型腔表面涂刷以合金粉末為主的涂料，利用液態金屬的流滲能力，金屬液的余熱，并使金屬液與金屬粉末間發生冶金作用，直接在鑄件表面形成合金層。所以涂料以合金元素為主，添加一定比例的粘結劑，催化劑和固化劑制成。后來出現了以膏狀代替金屬粉末涂層的鑄滲方法。但是以上兩種方法均需要加入有機或無機粘結劑和溶劑，在液態金屬的作用下，粘結劑或溶劑氣化或渣化，因而易產生氣孔和夾渣，降低材料的性能。

2.真空密封造型法(V法鑄滲工藝)

真空密封造型法的砂型只用干砂，無粘結劑，是70年代初鑄造界的一大發明。其基本原理是：在有抽氣室的沙箱內填入單一干砂，稍加威震緊實，然后對型面和砂箱的背面附有塑料薄膜的砂箱抽真空，利用砂箱內外的壓力差使鑄型定型，然后起模，合箱，在保持真空狀態下澆注金屬液。與傳統的砂型鑄造法相比，V法鑄造出來的鑄件表面光潔度好，尺寸精度高，工藝操作簡單，生產成本低，適用范圍廣，投資少，但是粘砂問題相當嚴重。

3.消失模鑄滲法

消失模鑄滲法也叫消失模真空鑄滲法(或稱實型負壓鑄滲工藝)。該方法首先用聚苯乙烯(EPS)泡沫材料制備鑄件模型(消失模模型)，將含有耐熱合金顆粒的混合好的鑄滲涂層混合物均勻地涂掛在鑄件需要合金化的鑄件模型表面形成鑄滲涂層，然后將鑄件模型埋入干砂中，震實后在負壓狀態下進行澆注。它可以獲得精度高，質量好的鑄件，還可以把工人從繁重的體力勞動和惡劣的作業環境中解放出來，被譽為“第三代造型方法。該工藝簡單實用，不必考慮普通鑄滲法中膏塊的安放與固定等問題，可以避免普通鑄滲法中產生氣孔和夾渣等缺陷，負壓對EPS和粘結劑氣化產物的排除十分有效，顯著地改善了鑄件表面合金層的質量。

消失模鑄滲法在生產中已經得到了廣泛地應用，很多廠家使用這項技術來生產表面具有耐磨，耐蝕的鑄件，而且技術也相當的成熟，然而鑄件在使用過程中除了受磨損，腐蝕外，在長期高溫環境中工作，表面會因氧化而發生破壞或失效，因次，研究如何提高鑄件表面的耐熱性能就顯得格外的重要。目前，多是在已成型的鑄件表面通過熔燒，堆焊，熱噴涂，或是利用高能束熱源涂熔等技術將具有耐熱性能的合金元素涂在鑄件表面，從而形成具有耐熱性能的表面來提高鑄件的使用壽命，但是這些技術使用的設備復雜，生產成本高，而且環境污染比較大。消失模鑄滲法則是將包括耐熱合金原料的混合物涂在消失模模型的表面，待澆注完以后，耐熱合金原料通過與鐵熔液的冶金反應在表面形成一層耐熱合金層。這種方法操作簡單，對設備的要求低，成本低，生產效率高，對環境污染較小。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種提高灰鑄鐵基鑄件表面耐熱性的消失模鑄滲法。旨在鑄件表面形成一耐熱合金層，達到提高灰鑄鐵基鑄件表面的耐熱性。

為解決上述技術問題，本發明是采用如下技術方案實現的：提高灰鑄鐵基鑄件表面耐熱性的消失模鑄滲法包括如下步驟：

1)消失模模型的制備與鑄滲涂層各組分與含量的設計和混合

(1)采用聚苯乙烯泡沫塑料加工成和所要鑄件一樣形狀的消失模模型；

(2)設計鑄滲涂層各組分與按重量比的含量為20％的Cr、5％的Ni與73％的Fe，Cr與Ni的粒度為74μm；

(3)將按重量比含量為20％的Cr、5％的Ni與73％的Fe的鑄滲涂層各組分和復合熔劑放入球磨機中混合1小時。

2)涂掛鑄滲涂層和涂料層

(1)在混合好的鑄滲涂層各組分和復合熔劑中再加入粘結劑、固化劑調成膏狀，把膏狀物均勻地涂覆在消失模模型的相應表面上，并用軟毛刷沾無水乙醇刷平表面成鑄滲涂層，涂覆在消失模模型上鑄滲涂層的厚度為0.5mm-1.5mm，再放入箱式電阻爐中烘烤2小時，烘烤溫度為60±5℃；

(2)采用載液、耐火粉料、粘結劑、懸浮劑、表面活性劑和防腐劑配制涂料；

所述的耐火粉料是涂料中的主要組分，具有隔離、絕熱、抗粘砂和降低表面粗糙度作用的耐火粉料種類的選擇主要以鑄件材質種類而定：

鑄件為鑄鐵材料時采用石英粉、鱗石墨、石墨或滑石粉；