[實(shí)用新型]一種雙液雙金屬結(jié)合界面耐磨復(fù)合鑄件裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201120507809.5
• 申請(qǐng)日: 2011-12-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202343918U
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王大偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 洛陽(yáng)市致力實(shí)業(yè)有限公司
• 主分類號(hào): B22D19/16
• 分類號(hào): B22D19/16
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技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及鑄件裝置，尤其是一種雙液雙金屬結(jié)合界面耐磨復(fù)合鑄件裝置。

背景技術(shù)

目前，耐磨金屬材料鑄件廣泛用于冶金、礦山、港口、水泥、電力、煤炭、建材等行業(yè)，在各個(gè)工業(yè)門(mén)類中，工件及設(shè)備因磨損而迅速失效，材料磨損會(huì)引起金屬工件災(zāi)難性的危害和驚人的經(jīng)濟(jì)損失。我國(guó)每年因金屬材料磨損造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)1千億人民幣，僅磨料磨損每年就消耗300多萬(wàn)噸耐磨金屬材料，而且還以每年15％的速度增長(zhǎng)。因此高壽命耐磨金屬材料鑄件的研制及使用關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的長(zhǎng)期穩(wěn)定發(fā)展。

目前國(guó)內(nèi)耐磨鑄件使用的材料主要為：奧氏體耐磨高錳鋼和高鉻白口鑄鐵，這些材料都屬于單一材料。高錳鋼只有在沖擊力大、應(yīng)力高、磨料硬的工況下才耐磨。高鉻白口鑄鐵的基體組織為馬氏體時(shí)，其耐磨性能最好，但是馬氏體的抗沖擊韌性較差。有些耐磨金屬鑄件，雖然經(jīng)過(guò)成分調(diào)整，能適當(dāng)提高鑄件韌性，可顯著降低鑄件在使用中因破碎所造成的人身傷害，但鑄件硬度下降，使用壽命降低。因此單一材料鑄件在綜合性能上表現(xiàn)不盡人意。

現(xiàn)有的采用雙金屬澆注工藝制造復(fù)合鑄件，此類復(fù)合鑄件保證了工作部位良好的耐磨性，同時(shí)又保證其他部位良好的韌性。但不少工藝制造的復(fù)合鑄件是液體和固體的結(jié)合，雙金屬結(jié)合界面的強(qiáng)度不高，只適用于靜態(tài)下的磨損工況，例如襯板。也有工藝制造的復(fù)合鑄件是液體和液體的結(jié)合，但沒(méi)有牢固的雙金屬結(jié)合層，更沒(méi)有重視結(jié)合層的形狀，從而沒(méi)有形成成熟的技術(shù)，導(dǎo)致對(duì)于沖擊條件惡劣的動(dòng)磨損工況，如錘頭，使用中容易出現(xiàn)耐磨層沿雙金屬界面破碎、脫落、飛出的事故，使鑄件的使用存在較大的安全隱患。

總之，現(xiàn)有的耐磨金屬鑄件質(zhì)量低，耐磨性能和抗沖擊韌性在綜合性能上較差，存在較大的安全隱患；工件及設(shè)備因磨損而迅速失效，縮短了使用壽命，浪費(fèi)大量能源，造成驚人的經(jīng)濟(jì)損失；降低了工作效率，費(fèi)工、費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，增加了生產(chǎn)成本，維修維護(hù)增多，存在較大的安全隱患。是本領(lǐng)域長(zhǎng)期以來(lái)急待解決又難以解決的技術(shù)難題。

鑒于上述原因，現(xiàn)有的耐磨金屬鑄件需要改進(jìn)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種雙液雙金屬結(jié)合界面耐磨復(fù)合鑄件裝置，使耐磨性能和抗沖擊韌性在綜合性能上明顯提高，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量，消除安全隱患；耐磨、安全，使用壽命比普通復(fù)合鑄件提高1.5-2倍，節(jié)約大量能源；有效提高工作效率，省工、省時(shí)、省力，維修維護(hù)減少，大大節(jié)約了生產(chǎn)成本。

本實(shí)用新型為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，采用如下的技術(shù)方案：一種雙液雙金屬結(jié)合界面耐磨復(fù)合鑄件裝置，是由：結(jié)構(gòu)鋼錘柄，雙金屬結(jié)合界面層，耐磨鑄鐵錘頭構(gòu)成；結(jié)構(gòu)鋼錘柄的上方設(shè)置耐磨鑄鐵錘頭，耐磨鑄鐵錘頭與結(jié)構(gòu)鋼錘柄之間設(shè)置雙金屬結(jié)合界面層。

結(jié)構(gòu)鋼錘柄中的結(jié)構(gòu)鋼含碳40％左右，并含有一些低合金元素錳Mn、鉻Cr。本實(shí)用新型并不局限于上述的材料。

本實(shí)用新型的工藝原理是：本實(shí)用新型為一種雙金屬高耐磨液態(tài)復(fù)合鑄件，在制造工藝中分別將不同性能的金屬澆注到不同的部位，從而揚(yáng)長(zhǎng)避短得到更加耐用的耐磨復(fù)合鑄件。本鑄件的工藝，采用水平分型造型合箱緊固，然后翻轉(zhuǎn)90°垂直澆注，將韌性好和硬度高的兩種不同材料在液態(tài)下澆注成型，制造出耐磨性高與韌性好相結(jié)合的雙層金屬?gòu)?fù)合材料鑄件。

本實(shí)用新型的基體材料使用韌性較好的中碳鋼或低合金鋼，耐磨表面使用高鉻白口鑄鐵。澆注工藝采用冷鐵控制復(fù)合澆注法，具體步驟如下：

(1)首先采用水平分型自硬砂脫箱造型；合型后將分型面豎起來(lái)澆注，借助重力使前后澆注的不同金屬自動(dòng)分層不混合。

(2)雙金屬結(jié)合界面一周用冷鐵控制冷卻，以便澆注第二層金屬，結(jié)合界面可用冷鐵調(diào)整其形狀，結(jié)合強(qiáng)度高。

(3)將韌性金屬材料和耐磨金屬材料進(jìn)行分爐冶煉，待鋼液成分均勻后，依次進(jìn)行初次澆注、復(fù)合澆注，先后從不同澆口澆入，韌性金屬液澆入底層，耐磨金屬液澆入頂層。

(4)鑄件凝固后，進(jìn)行落砂處理；

(5)制件熱處理，再進(jìn)行后期清理。

優(yōu)化后的澆注溫度值：

韌性材料鋼液：1450-1550℃；

耐磨材料鐵液：1500-1550℃。

工藝指標(biāo)(工件物理參數(shù))：

韌性材料的沖擊韌度a_k≥30J/cm²；

耐磨材料硬度：HRC60-65。