[發明專利]鋼銅雙金屬鑄造加工工藝

在審

• 申請號: 201610052887.8
• 申請日: 2016-01-27
• 公開（公告）號: CN105414534A
• 公開（公告）日: 2016-03-23
• 發明（設計）人: 肖貴玉
• 申請（專利權）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

技術領域

本發明涉及一種鋼銅雙金屬鑄造加工工藝，尤其涉及一種耐熱鋼與黃銅的雙金屬鑄造加工工藝，屬于金屬鑄造加工技術領域。

背景技術

鑄造表面合金化技術始于本世紀初,在20世紀60年代就進行了廣泛的研究，70年代取得了長足的進展.綜觀表面合金化技術的發展過程，可分為兩個階段:70年代以前的表面合金化技術是建立在合金化涂層C的組元在高溫金屬液M的作用下熔融溶解并在濃度梯度與熱流作用下通過M/C界面向M方擴散。當鑄件凝固后,在界面領域得到表面合金化層。不難看出該模型的關鍵環節是合金元素通過M/C界面向M中擴散。這一物質傳輸形式受到金屬液溫度、熱容量、溫度場分布、金屬流動方式和界面物化特性等諸多因素的影響,在鑄造條件下較難得到穩定的有一定深度的均勻合金化層。80年代,K.G.Davis和渡邊貞四郎等人相繼提另一模型。其基本思路是讓金屬液通過孔隙滲透到合金涂層內，包圍合金顆粒，在溶劑的參與下通過一系列高溫物化冶金反應，在原涂層所在的位置形成合金化層。該模型的關鍵是金屬液向合金涂層內的滲透。滲透層凝固后便獲得具有一定深度的合金化層。這種新工藝應用于生產以鉻、硼、鎢為主要滲入元素的抗磨鑄鋼，抗磨鑄鐵和零件表面的耐熱合金化層取得了良好的效果。80年代以來，雖然國內材料工作者對鑲鑄技術進行了廣泛的研究，用該技術研制的耐磨件如混碾機葉片、錘頭、鄂板、導衛、坩堝制磚機磨具等均取得良好的使用效果，其使用壽命均比原產品提高很多。但目前該技術依然存在如下問題：(1)鑄造過程中產生的氣體、熔渣等不能及時排出，在合金化層中形成氣孔、夾渣，合金層質量較難控制。(2)鑄造效果對工藝參數的變化較為敏感，必須具備良好的設備條件和嚴格的工藝條件才能在批量生產中得到質量穩定可靠的鑄件。

銅合金澆注工藝成敗關鍵在于兩種金屬的界面融合優劣和結合強度的高低。然而，在銅合金澆注實際生產過程中仍然存在許多問題，比如界面夾渣，氣孔，未熔合，結合區域強度差等。針對鑲鑄來說，主要難點包括如下：

（1）性質相差很大的兩種材料在界面處的濕潤性差，導致結合不良，復合質量差，經過機加工后結合面襯層材料呈塊狀掉落，直接露出基體層面。

（2）結合面易出現夾渣，氣孔等鑄造缺陷，報廢率達90%以上。

發明內容

本發明所要解決的是:銅合金澆注過程中產生的氣體、熔渣等不能及時排出，在合金化層中形成氣孔、夾渣，合金層質量較難控制和鋼銅在界面處的濕潤性差，導致結合不良，復合質量差，經過機加工后結合面襯層材料呈塊狀掉落，直接露出基體層面的技術問題。

為解決上述技術問題，本發明采用下述技術方案：

鋼銅雙金屬鑄造加工工藝，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分，檢查鋼坯的復驗結果，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，若發現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