[發(fā)明專利]鋼銅雙金屬鑄造加工工藝

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201610052887.8
• 申請日: 2016-01-27
• 公開（公告）號: CN105414534A
• 公開（公告）日: 2016-03-23
• 發(fā)明（設計）人: 肖貴玉
• 申請（專利權(quán)）人: 遵義航天新力精密鑄鍛有限公司
• 主分類號: B22D19/16
• 分類號: B22D19/16;B22D23/06;B22C3/00
• 代理公司: 遵義市遵科專利事務所 52102
• 代理人: 劉學詩

1.鋼銅雙金屬鑄造加工工藝，其特征是，該工藝包括以下步驟:鋼坯處理—銅圈處理——組型—出模；

所述鋼坯處理步驟如下:

（1）鋼坯投產(chǎn)前由檢驗對鋼坯進行硬度（HBd）值復檢，硬度偏低的鋼坯（壓痕直徑HBd大于3.7mm）在鋼坯最大外圈上用特殊標記區(qū)分，檢查鋼坯的復驗結(jié)果，鋼坯復驗無特殊標記的，進入下一工序；

（2）檢驗鋼坯是否干凈，若發(fā)現(xiàn)鋼坯熔接面上有局部輕微的銹斑時，應用金相紙砂將銹斑打磨干凈，腐蝕銹斑嚴重的鋼坯不用；

（3）將檢驗合格的鋼坯浸入溫度大于90℃的堿煮液中煮5分鐘～10分鐘后取出；

（4）堿煮后的鋼坯用60℃～80℃的熱水沖洗堿煮液，滴盡水珠浸入酸洗液中；

（5）鋼坯在酸洗液中浸泡10分鐘～15分鐘，同時用長把刷刷洗鋼坯熔接面，直至全部熔接面呈現(xiàn)出明亮潔凈的金屬光澤，無任何目視的污染和氧化銹斑存在；

（6）將酸洗合格的鋼坯用自來水沖洗酸液，滴盡水珠后浸入溫度為70℃～80℃的硼砂稀釋溶液中保溫10分鐘～15分鐘，進行涂掛硼砂稀釋溶液處理；

（7）戴上潔凈的橡皮手套，將涂掛好硼砂稀釋溶液的鋼坯分開擺放在潔凈的低溫電阻爐中烘烤，烘烤溫度為250℃±10℃，保溫時間為60分鐘±10分鐘；

（8）檢查烘烤保溫后的鋼坯，全部熔接面上必須明亮光潔，無任何污物，硼砂稀釋溶液層分布均勻，密實；

（9）硼砂飽和溶液的噴涂

硼砂飽和溶液層的噴涂厚度應控制在0.7mm～1.0mm，分2～4次噴涂達到厚度要求；開始噴涂時，將鋼坯放在專用旋轉(zhuǎn)架上，在勻速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下，用噴槍對熔接面噴涂硼砂飽和溶液，噴涂底層時，噴槍的風壓需小些，以保證噴涂層均勻密實，不至于產(chǎn)生泡狀凸起，噴涂過程中，應準確控制噴槍角度，壓縮空氣的壓力，鋼坯旋轉(zhuǎn)速度及噴槍與鋼坯間的距離，以保證全部熔接面上的涂層均勻、密實；噴涂過程中，硼砂飽和溶液的溫度應控制在80℃～90℃范圍，使硼砂飽和溶液完全處于溶解狀態(tài)；若發(fā)現(xiàn)飽和溶液中有較多的硼砂晶體析出，則應重新加熱，待飽和溶液的硼砂晶體完全溶解后才能繼續(xù)噴涂；在更換或重新加熱硼砂飽和溶液的間隔時間，應將鋼坯臨時存放在溫度為180℃～200℃的低溫電阻爐內(nèi)保溫，噴涂時再取出，直至噴涂厚度達到要求為止；硼砂飽和溶液涂層厚度達到要求的鋼坯，應放在溫度為180℃～200℃的低溫電阻爐內(nèi)保溫大于1小時才能取出；待鋼坯空冷到室溫后即可供組型使用；不能立即進行組型的鋼坯，應存放在潔凈的專用架上，同時須用潔凈的牛皮紙覆蓋好，存放最長周期為5天；

所述銅圈處理步驟如下:

（1）銅套原材料由砂型鑄造而成或市購銅棒，要求化學成分必須符合標準要求，主要成分Cu=60.0～63.5%，余量Zn，雜質(zhì)含量總量不大于1.5%，其中Fe≤1.0%，Sb≤0.01%，Pb≤0.01%，Bi≤0.002%，P≤0.01%；要求原材料表面質(zhì)量要求致密，不允許存在縮孔、縮松、夾渣缺陷，此類缺陷在雙金屬鑄造過程中容易引起熔接面夾渣，氣孔缺陷，影響雙金屬的熔合質(zhì)量；

（2）銅圈機加工，首先將銅棒下料，然后上車床平端面車外圓，車內(nèi)孔斜度1°，反向平端面保證長度尺寸，整個零件光潔度要求不大于3.2；

（3）銅圈的表面處理，銅圈經(jīng)過機加工后，表面有油污及氧化皮，鑄造前，需要對銅圈進行去油除污處理：首先將銅圈用堿液清洗，然后用熱水將表面的堿液清洗干凈，再用配備好的酸液浸泡5～10分鐘，時間過短零件均勻性差，特別是表面氧化皮厚時，更應延長脫膜時間，時間長亮度好，但過長易出現(xiàn)基體過腐蝕現(xiàn)象，酸起到溶解、剝離金屬銅表面氧化的作用，與脫膜劑配合使用，能起到光亮、平整作用；酸度低，影響反應速度，溶液易渾濁，但酸度過高對于溶解氧化皮效果反而變差；

（4）銅圈清洗，將酸洗后的零件用自來水沖洗酸液；

（5）零件干燥處理，將零件送入保溫爐作烘干處理，溫度控制在室溫～60°C，直至零件表面干燥為止，將處理完成的零件用牛皮袋裝好備用，防止再次氧化；

所述組型處理步驟如下:

(1)熔鑄型砂芯、箱套的搗制及烘烤

砂芯、箱套搗制好后，在其型面上先涂刷一層硅酸鈉水溶液，15分鐘-20分鐘后再涂刷一層水溶土狀石墨粉涂料，最后將砂芯、箱套放在150°C～200°C烘干箱中烘烤4小時～6小時；

（2）組型方法：將砂芯、箱套上的石墨凸點，砂粒用刮刀抹去后，用壓縮空氣吹除浮砂和灰塵；清理鋼坯上下端面多余的硼砂涂層；然后將準備好的銅圈裝入鋼坯內(nèi)圓，裝入時，不能將鋼坯內(nèi)腔的硼砂碰傷或者掉落，必須保證熔接面上的硼砂涂層完整和均勻，然后放入砂芯，在組合后的底板和鋼坯及鋼坯和上下箱的間隙處涂刷精制膨潤土水漿，然后用堵縫填砂充填壓實；在壓實的填砂外表面涂刷一層硅酸鈉水溶液，用壓縮空氣吹除熔鑄型內(nèi)的浮砂和灰塵后準備預熱；

（3）預熱：將鑄型裝托盤送入中溫電爐預熱，入爐溫度應小于300°C；隨爐升溫到640°C±10°C，鑄型預熱保溫時間為1.5小時～4.5小時，鑄型預熱時，高溫爐應同時送電升溫至1040°C±10°C保溫待用；

（4）保溫：組型完成的熔鑄型應盡快裝入高溫爐，待溫度回升到了1040°C±10°C時，保溫1小時～1小時15分鐘即可出爐冷卻；

（5）冷卻：熔鑄型鋼坯復檢硬度值HBd=3.4mm～3.7mm時，冷卻方式空冷——即從高溫爐出爐后，直接放在地面上空冷至室溫；熔鑄型鋼坯復驗硬度值HBd小于3.4mm時，冷卻方式必須選擇空冷；

熔鑄型的鋼坯復驗硬度值HBd大于3.7mm時，必須按下列操作程序進行：高溫保溫后的熔鑄型出爐后，在空氣中冷卻3分鐘～5分鐘，抬至旋轉(zhuǎn)臺上均勻地用壓縮空氣風冷鋼坯；水冷底板，當冒口冷至暗紅色時停止風冷水冷，抬至底面使其空冷至室溫即可出模；

所述出模步驟如下:

撬開鑄型的四根鋼筋，使其各部分拆開，在鑄件規(guī)定的部位用鋼印打刻爐號。