[發明專利]鉛基合金套筒的離心鑄造方法

在審

• 申請號: 201710132413.9
• 申請日: 2017-03-07
• 公開（公告）號: CN106890967A
• 公開（公告）日: 2017-06-27
• 發明（設計）人: 史京明;宋震;單敬爽;黃金仲
• 申請（專利權）人: 唐山坤鋒機械設備有限公司
• 主分類號: B22D13/02
• 分類號: B22D13/02;B22C3/00;C22C11/08
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司13108
• 代理人: 曹淑敏

技術領域

本發明涉及一種離心鑄造方法，尤其是一種鉛基合金套筒的離心鑄造方法。

背景技術

傳統鉛基合金常與錫基合金統稱為巴氏合金。巴氏合金以其優異的減摩性能，通常通過各種方法將其粘附在基體材料表面。不同的粘合方法會影響巴氏合金最終的微觀結構和粘合強度，從而影響軸承壽命和性能。離心澆鑄是當前制備巴氏合金最為成熟的工藝，主要用于將巴氏合金澆鑄到軸承座等基體材料上，不必考慮融合表面的強度等因素，工藝要求相對簡單。隨著對鉛基合金性能的不斷研究，尤其是通過合金性能的不斷優化，鉛基合金以其耐磨、耐蝕和抗輻射等性能逐漸被應用于多種領域，尤其是核電裝備領域。

套筒類工件常用于與軸類、筒類工件配合使用，應用廣泛，常用于離心鑄造工藝制備。但對鉛基合金套筒類工件的制備，因鉛基合金具有熔點低，鑄件充型能力差，鑄件裂紋傾向嚴重等技術難題，采用離心鑄造技術制備，存在外表面粘接、開裂等技術問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種表面質量好的鉛基合金套筒的離心鑄造方法。

為解決上述技術問題，本發明所采取的方法工藝為：（1）將鉛基合金的原料熔煉成合金液；

（2）在組裝好的鑄型套件內部涂上鑄造涂料；

（3）在離心機內將合金液澆鑄到鑄型套件內，離心機轉速為720～820轉/分鐘；

（4）澆鑄后的鑄型套件在離心機內繼續轉動至合金溶液凝固，取出后在保溫坑中緩冷，即可得到所述的鉛基合金套筒。

本發明所述步驟（2）中，涂料的涂層厚度為2～4mm。

本發明所述步驟（2）中，采用的涂料為鋁礬土。

本發明所述步驟（4）中，鑄型套件在離心機內繼續轉動2～5小時。

本發明所述步驟（4）中，緩冷時間為至少20小時。

采用上述技術方案所產生的有益效果在于：本發明解決了鉛基合金套筒的離心鑄造問題，與其他靜態鑄造方法相比較，其組織更加致密，杜絕了常見的夾渣等缺陷。本發明生產的套筒，表面光潔致密，無冷凝粘接現象，無夾渣缺陷；不僅可作為套筒類產品直接使用，也可以作為母材加工成各種零部件。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作進一步詳細的說明。

本鉛基合金套筒的離心鑄造方法采用下述工藝，以鉛銻合金為例進行說明：

（1）工裝準備：根據套筒規格選擇合適的端蓋和鑄型，將兩個活動端蓋造型后與鑄型一起放入加熱爐中預熱，根據套筒厚度，均勻升溫至50～300℃后保溫，確保鑄型套件均熱后，保溫時間為4～6小時。

（2）合金液熔煉：鉛銻合金PbSb₂的化學成分為（wt）：Sb 1.5%～2.5%、雜質≤0.2%，余量為Pb。先在爐中加入將1/3鉛，熔煉溫度為700～750℃，再分批加入銻粒，使銻全部熔化，最后加入其余的鉛；金屬液經過精煉后，靜置2～4分鐘后扒渣準備澆鑄。其它鉛基合金可根據各金屬元素熔點不同，調整在爐料的加入順序及熔煉溫度。

（3）鑄型灌涂料：將組裝好的鑄型套件放置到離心機托輪上，調節離心機轉速為200～350轉/分鐘，將鑄造涂料灌入鑄型中，涂料厚度為2～4mm；或采用噴涂的形式，確保涂料均勻涂掛，涂料厚度為2～4mm。

所述鑄型涂料可采用常規的鋁礬土涂料，例如下述成分組成：鋁礬土93wt%、磷酸鋁5wt%、膨潤土2wt%，附加水。

（4）澆鑄：將成分及溫度合格的合金液倒入澆鑄包內，準備澆鑄；澆鑄時，澆鑄溫度（合金液溫度）控制在380～400℃，離心機轉速720～880轉/分鐘。其它鉛基合金可根據合金熔點不同，調整澆鑄溫度。

（5）出活：澆鑄后鑄型套件在離心機托輪上轉動2～5小時后停機；將已凝固的鉛基合金套筒取出后，放在保溫坑中緩冷20小時及以上，即可得到所述的鉛基合金套筒。

（6）采用本方法，合金液在高速旋轉的金屬鑄型中，重力倍數為60G～130G，金屬型使鉛基合金的冷卻速度加快，組織致密；在離心力作用下，雜質被甩出，上浮到套筒內表面；由于涂料的隔熱作用，套筒表面無冷凝粘結的現象。

實施例1：本鉛基合金套筒的離心鑄造方法的具體工藝如下所述。

所述套筒為鉛銻合金套筒，套筒規格尺寸為φ1000mm×φ530mm×900mm ；其中，鉛銻合金PbSb2的化學成分為（wt）：Sb 2.5%、雜質0.1%，余量為Pb。