[發明專利]雙液雙金屬的消失模鑄造復合破碎機錘頭的方法

無效

• 申請號: 201210380734.8
• 申請日: 2012-10-09
• 公開（公告）號: CN102873308A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 皇志富;邢建東;高義民;馬勝強;李燁飛
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B22D19/16
• 分類號: B22D19/16;B22C9/04;C22C37/06;C22C38/04
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 朱海臨

技術領域

本發明涉及一種消失模鑄造雙液雙金屬破碎機復合錘頭的方法。

背景技術

消失模鑄造相比于一般砂鑄，如粘土砂、水玻璃砂、樹脂砂等來說，大大簡化了砂處理系統，型砂可全部重復使用，無需型砂制備工部和廢砂處理工部；不合箱、不取模，大大簡化了造型工藝，消除了因取模、合箱引起的鑄造缺陷和廢品；無需砂芯和制芯工部，根除了由于制芯、下芯造成的鑄造缺陷和廢品；落砂極其容易，大大降低了落砂的工作量和勞動強度。生產效率較高，是一種高效、節能的鑄造方法。

專利文獻CN102189245.A提出一種消失模鑄造高鉻鑄鐵和鑄鋼雙液復合破碎機錘的工藝方法，其特點在于：在模樣組成模組中使錘柄朝下，錘頭朝上設置，由模樣組成模組的連線為一上下連體的直澆道和內澆口。當兩種金屬材質由兩爐同時分別熔煉至各應出爐溫度時，把兩種材質的金屬液先后分別經過直澆道進入鑄型，待鑄件凝固冷卻后清割澆冒口，即獲得雙金屬復合錘頭。1）該專利中雖然是采用的消失模鑄造高鉻鑄鐵和鑄鋼復合破碎機錘頭，但是鑄造工藝設計中采用了內澆道，這會增加生產成本；2）該專利中沒有提供兩種金屬液的澆注溫度，實際在制備雙金屬材料中，澆注溫度的高低是形成兩種金屬凝固組織中過渡層或結合層厚度十分重要的環節；3）在該專利中提供了高鉻鑄鐵的化學成分（重量百分比）：C：2.8-3.5％，Si：0.4-1.0％；Mn：0.8-3.0％；Cr：18-25％；W：0-2.5％；S≤0.05％；P≤0.1％。沒有涉及復合錘頭的熱處理工藝，高鉻鑄鐵在使用過程中其硬度值是決定其耐磨性或使用壽命的關鍵因素；4）該專利中涉及澆注錘柄材質鋼水后，隨時用冷鐵球堵塞錘柄材質直澆口上口處，接著再澆注錘頭材質高鉻鑄鐵鐵水至冒口頂部，在直澆道加冷鐵球堵塞處理在生產過程中不利于生產效率的提高。5）該專利中涉及需要對錘柄部分澆注時定量澆注，在實際生產過程中不易控制，且同樣不利于生產效率的提高。

王永梅在《金屬鑄鍛焊技術》期刊中發表的論文“利用消失模鑄造工藝制造雙金屬復合錘頭”涉及到采用高鉻鑄鐵和碳鋼澆注成形的復合錘頭，該文獻中涉及的鑄造工藝是：先將清理干凈的鋼板置入泡沫塑料中（將高鉻鑄鐵液與碳鋼分隔開），先澆注碳鋼液，待凝固后再澆注高鉻鑄鐵液，最后進行正火和回火處理。該文獻中涉及的方法應該歸類似于鑲鑄工藝，并不屬雙液雙金屬鑄造方法。該文獻提及到錘頭采用平澆的工藝完成，并沒有采用立澆的工藝。另外，采用鋼板置入泡沫塑料中，將高鉻鑄鐵液與碳鋼分隔開，這種工藝過程會降低生產效率。

郭永亮等在《兵器材料科學與工程》期刊發表的論文“雙金屬復合錘頭的消失模鑄造工藝”涉及到雙金屬錘頭的鑄造工藝實際上為液-固復合，不屬于雙液復合。兩個文獻中采用的澆道系統均為兩個獨立的澆道系統，即高鉻鑄鐵流經的澆道與鋼液流經的澆道不在同一處。這對簡化鑄造工藝的制定是不利的，另外也會增加生產成本。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高效、且工藝簡單的高鉻鑄鐵和碳鋼雙液雙金屬的消失模鑄造復合破碎機錘頭的方法。

為達到以上目的，本發明是采取如下技術方案予以實現的：

一種雙液雙金屬的消失模鑄造復合破碎機錘頭的方法，其特征在于：

步驟一：將泡沫塑料制成的破碎機錘頭型體埋入砂箱的干砂中，通過砂箱中的真空管道，抽真空；

步驟二：按以下重量百分比的高鉻鑄鐵化學組成：2.6-4.0%C，15-35%Cr，0.5-1.5%Mn，0.5-1.5%Si，Mo≤1.5%，Cu≤1.5%，P≤0.3%，S≤0.3%，其余為Fe制備高鉻鑄鐵鑄液；按以下重量百分比的碳鋼化學組成：0.2-0.6%C，0.5-1.5%Mn，0.3-1.5%Si，P＜0.3%、S＜0.3%，其余為Fe制備碳鋼鑄液；

步驟三：待兩種金屬鑄液熔清脫氧處理后，高鉻鑄鐵鑄液的澆注溫度控制在1300-1400℃；碳鋼鑄液的澆注溫度控制在1550-1650℃；

步驟四：先進行碳鋼澆注，待碳鋼鑄液全部充實錘柄部分并至與錘頭部分交界處，停止碳鋼澆注，接著進行高鉻鑄鐵澆注，待錘頭部分澆注完成后迅速采用保溫劑將高鉻鑄鐵液覆蓋；

步驟五：待步驟四澆注完成1小時后取出破碎機錘頭鑄件，在900-1000℃進行熱處理并保溫，保溫完成后將鑄件迅速出爐，在空氣中冷卻；以保證得到的微觀組織為馬氏體，宏觀硬度在55-68HRC，另外在該空淬溫度下碳鋼錘柄的微觀組織為珠光體+鐵素體。

步驟六：將熱處理后的破碎機錘頭鑄件在250-300℃進行回火處理并保溫。該步驟主要目的是為消除鑄造應力。