[發明專利]一種基于摩擦焊的鑲塊固定方法及裝置

無效

• 申請號: 201110394800.2
• 申請日: 2011-12-02
• 公開（公告）號: CN102489869A
• 公開（公告）日: 2012-06-13
• 發明（設計）人: 楊林龍
• 申請（專利權）人: 蘇州明志科技有限公司
• 主分類號: B23K20/12
• 分類號: B23K20/12
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 孫仿衛;趙艷

技術領域

本發明涉及鑄造領域，不同材料間的焊接方法，特別是涉及一種基于摩擦焊的鑲塊固定方法及裝置。

背景技術

目前，常規的實現鑲塊與鑄件連接的方法有兩種：一是鑄造方法，即澆注時金屬液包裹著鑲塊，與鑄件形成一體，此方法的缺點是：鑄造工藝性復雜，要求的鑄造工藝水平高，鑄件與鑲塊的貼合性一般，中間有層空氣膜，不利于熱量傳遞，在某些領域應用有重大缺陷；二是機械安裝的方法，將鑄件和鑲塊加工成相應的形狀，用螺栓將鑲塊固定在鑄件上，這種方法缺點是：加工精度要求高，鑄件與鑲塊的貼合性差，鑲塊易松動脫落，不利于長久使用。

以鋁合金缸體為例：鋁合金缸體以鑄造澆注時結合的讓鑄方法，存在差結合且不均勻，同時影響缸體中心距的設計，水冷卻不能直接冷卻缸套，如圖4所示。

發明內容

本發明一個目的是提供一種基于摩擦焊的鑲塊固定方法。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種基于摩擦焊的鑲塊固定方法，該方法用于將鐵質的鑲塊固定在鋁合金的鑄件上，包括以下步驟：

（1）、將鑲塊、鑄件同軸設置，使鑲塊的外表面對應鑄件的內表面；并且使鑲塊能夠繞其軸心線旋轉，鑄件能夠沿其軸向運動；

（2）、旋轉鑲塊，同時給予鑄件施加軸向壓力，使鑲塊的外表面、鑄件的內表面相互摩擦產生熱量，當鑄件的內表面到達鍛造溫度開始熔化時，停止鑲塊旋轉、鑄件軸向運動；

（3）、給予鑄件相對鑲塊運動的壓緊力，直至鑲塊貼合在鑄件上。

優選地，鑲塊的外表面、鑄件的內表面通過機加工完成。

優選地，鑲塊的外表面、鑄件的內表面的同軸度、粗糙度以及同方向的錐度保持一致。

優選地，步驟（2）中，鑲塊的旋轉線速度大于10m/s。

優選地，步驟（2）中鑄件施加軸向壓力為5～15N/mm²。

本發明另一個目的是提供一種實現基于摩擦焊的鑲塊固定方法的旋轉裝置。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種旋轉裝置，包括操作臺、設置在所述的操作臺上的旋轉軸、設置在所述的旋轉軸上的鑲塊鎖緊裝置、設置在所述的操作臺上的鑄件鎖緊裝置以及驅動所述的鑄件進行軸向運動的軸向驅動裝置。

本發明中鑄件表面獲得能量升高的溫度并沒有達到其熔點（半固態），及鑄件表面的金屬在熱塑性狀態下實現的類鍛態固相連接。由于鑲塊材質為鐵，熔點遠遠高于鑄件（鋁合金）的熔點，因此鑲塊不會產生大的塑性變形。

由于上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有下列優點和效果：

本發明簡化了鑄件的鑄造工藝，降低鑄造成本；對于某些鑄件，可以簡化鑄件結構，提高鑄件性能；由此種方法固定的鑲塊，不僅鑲塊與鑄件本體結合性較好，可以承受較高的扭矩，而且優化了鋁合金鑄件的鑄造工藝。

附圖說明

附圖1為本發明中鑲塊與鑄件的連接示意圖；

附圖2為本發明中缸套與缸體的連接示意圖；

附圖3為本發明中發動機缸套的示意圖；

附圖4為現有技術中發動機缸套的示意圖。

其中：1、旋轉軸；2、鑲塊；3、鑄件；4、貼合層；5、缸套；6、缸體；7、焊縫。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述：

一種基于摩擦焊的鑲塊固定方法，該方法用于將鐵質的鑲塊固定在鋁合金的鑄件上。

其使用如下的固定裝置：包括操作臺、設置在操作臺上的旋轉軸1、設置在旋轉軸上的鑲塊鎖緊裝置、設置在操作臺上的鑄件鎖緊裝置以及驅動鑄件進行軸向運動的軸向驅動裝置。

以下闡述下使用該裝置的操作步驟，如圖1所示：

（1）、將鑲塊2通過鑲塊鎖緊裝置固定在旋轉軸1上，鑄件3與鑲塊2同軸設置后通過鑄件鎖緊裝置固定，鑲塊2和鑄件3的配合面相對，如鑲塊2的外表面對應鑄件3的內表面，保證鑲塊2和鑄件3具有一定的同軸度、粗糙度和適當間隙，以及配合面有同方向的錐度，鑲塊2的外表面、鑄件3的內表面通過機加工完成；