[發(fā)明專利]消失模鑄造復合耐磨件及其鑄造方法有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201310152907.5 | 申請日： | 2013-04-27 |
| 公開（公告）號： | CN103203428A | 公開（公告）日： | 2013-07-17 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 張順利;王玉磊;王嵩;聶縣會;李勇 | 申請（專利權(quán)）人： | 北京電力設(shè)備總廠 |
| 主分類號： | B22C9/04 | 分類號： | B22C9/04 |
| 代理公司： | 北京五洲洋和知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙) 11387 | 代理人： | 劉春成;張向琨 |
| 地址： | 102401 北*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 消失 鑄造 復合 耐磨 及其 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種消失模鑄造復合耐磨件及其鑄造方法，該復合耐磨件特別適用于磨煤機的襯板和輥套。?
背景技術(shù)
消失模鑄造法也稱實型鑄造法，通常是將由聚苯乙烯發(fā)泡體或蠟形成的消失模型埋設(shè)于砂鑄模中，然后澆鑄熔融金屬液，由熔融金屬液的熱量將消失模型氣化消失，同時在消失模型氣化后產(chǎn)生的空隙中填充熔融金屬液，以制造鑄造成品的鑄造方法，這種方法已經(jīng)廣泛用于沖壓模具的制作上。?
百年來金屬耐磨材料從錳鋼、鎳硬鑄鐵到高鉻鑄鐵、表面堆焊材料，在不同領(lǐng)域發(fā)揮著各自的作用，但隨著耐磨材料硬度逐步提高，脆性也大大增加，帶來斷裂風險。隨著科學技術(shù)和現(xiàn)代工業(yè)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的金屬耐磨材料已經(jīng)不能滿足工業(yè)使用需求，用戶對耐磨材料的要求越來越高，不但要有更高的耐磨性，還要有足夠的韌性。據(jù)報道，80%的機械設(shè)備失效損壞是由磨損引起的，另據(jù)不完全統(tǒng)計，我國僅在冶金、礦山、電力等部門，每年因磨損造成的經(jīng)濟損失高達400億人民幣，而影響耐磨件壽命的重要因素是磨損嚴重，特別是在火力發(fā)電廠中使用的磨煤機，由于國內(nèi)電煤情況普遍低于設(shè)計煤種，導致耐磨件磨損嚴重，檢修周期縮短，影響了正常電力生產(chǎn)。因此，提高耐磨件的使用壽命非常重要。?
普遍使用的三氧化二鋁陶瓷有著極高的硬度和耐磨性，但韌性較低，而金屬基耐磨陶瓷可以有效解決材料在耐磨性和沖擊韌性上的矛盾。目前已知的預制體二次澆注成型的增強顆粒復合耐磨材料，采用預制體兩次澆注成型，主要包括如下步驟：首先制作預制體形狀的模具，然后將增強顆粒與粘結(jié)劑混合后放入模具中，經(jīng)過高溫高壓燒結(jié)成所需形狀的預制體。待預制體成型后放入砂型相應位置后進行澆鑄。此工藝較為復雜，在預制體制作過程中，受到高溫或高壓工藝影響，預制體達不到所需的強度，從而在脫模或搬運過程造成破碎，而且金屬液與預制體之間的浸滲效果與預制體制備工藝緊?密相關(guān)，尤其受澆鑄時澆鑄壓力的影響較大，這些都導致該工藝生產(chǎn)周期長，成品率不高。?
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種消失模鑄造復合耐磨件及其鑄造方法。該復合耐磨件的耐磨性可達到相應的金屬耐磨件的2倍以上。本發(fā)明的復合耐磨件較現(xiàn)有的預制體二次澆注成型復合耐磨材料而言，采用消失模鑄造一次澆注成型，工藝簡單，成品率高，同時增強顆粒分布更加均勻。?
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：?
本發(fā)明提供的消失模鑄造復合耐磨件，由具有凹部的金屬基體部、以及與所述金屬基體部一體澆注成型且填充在所述凹部的工作層部構(gòu)成，所述工作層部均勻分布有增強顆粒，所述增強顆粒通過在所述一體澆注時流入所述增強顆粒周圍的金屬液包裹凝固而固定在所述工作層部。?
在上述消失模鑄造復合耐磨件中，所述增強顆?？梢允荳C、TiC、SiC、Al2O3、TiN、NbC、VC或TiB2等。選擇增強顆粒的參數(shù)包括硬度、彈性模量、密度、抗拉強度、熔點、熱穩(wěn)定性、熱膨脹系數(shù)、尺寸、形狀、與基體的相容性及成本等。從增強效果與成本考慮，優(yōu)選地，所述增強顆粒為氧化鋯增韌三氧化二鋁陶瓷顆粒。?
在上述消失模鑄造復合耐磨件中，所述增強顆?？梢允蔷哂胁煌６却笮〉脑鰪婎w粒，所述增強顆粒大小優(yōu)選為0.8mm～3mm。所述增強顆粒更優(yōu)選為由粒度0.8mm～1.2mm、1.8mm～2.2mm和2.6mm～3mm的顆粒按照1：3：1的體積比例均勻混合構(gòu)成。?
在上述消失模鑄造復合耐磨件中，優(yōu)選地，所述一體澆注時采用的金屬液為高鉻鑄鐵金屬液。?
在上述消失模鑄造復合耐磨件中，優(yōu)選地，所述消失模鑄復合耐磨件是磨煤機的襯板或者輥套。?
上述消失模鑄造復合耐磨件的鑄造方法，包括如下步驟：?
步驟一，將增強顆粒與粘結(jié)劑的混合物倒入與鑄件外形一致的消失模凹入部的消失模柱之間的空隙中，直至填滿；?
步驟二，對裝有增強顆粒的消失模依次涂刷鐵基涂料和鋼基涂料，每次?涂刷涂料后均在50-60℃的條件下烘干5～6小時；?
步驟三，將涂刷涂料并烘干后的消失模埋入砂箱中并將砂箱密封，然后利用與砂箱相連的真空系統(tǒng)對砂箱進行真空處理，其中真空處理時的壓強為0.05-0.06MPa，時間為20-40分鐘，然后向與消失模連接的澆注系統(tǒng)中澆注金屬液，所述消失模隨著金屬液的流入而消失，空間由金屬液所取代；?
步驟四，冷卻后金屬液凝固，打開砂箱取出鑄件，經(jīng)清磨后得到所述消失模鑄造復合耐磨件。?
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