[發明專利]一種耐高溫冷鐵

在審

• 申請號: 201711332415.9
• 申請日: 2017-12-13
• 公開（公告）號: CN107803484A
• 公開（公告）日: 2018-03-16
• 發明（設計）人: 石遠進;藍勇
• 申請（專利權）人: 東風精密鑄造有限公司
• 主分類號: B22D27/04
• 分類號: B22D27/04;B22C9/04
• 代理公司: 十堰博迪專利事務所42110
• 代理人: 杜國強

技術領域

本發明屬于鑄造領域，尤其是一種熔模鑄造用冷鐵。

背景技術

熔模鑄造零件結構復雜，加之輕量化大趨勢，熔模鑄造產品結構多采用筋連接裝配孔凸臺、工藝減重孔的設計，產品結構的孤立熱節、加工凸臺較多，這樣鑄件的補縮、澆注系統設計變得困難，工藝出品率通常較低，加工部位縮孔增多。這種情況下冷鐵應用成為提升工藝出品率、消除縮孔的最有效方法。

冷鐵作為激冷體在鑄造中廣泛應用，在砂型、殼型等常溫澆注工藝中應用較多，但是在熔模鑄造工藝中很少應用，主要原因是：熔模鑄造脫蠟過程中冷鐵會受到脫蠟液嚴重腐蝕，型殼焙燒過程中一般經過800-1100℃高溫焙燒2-4小時，冷鐵隨型殼一起焙燒，冷鐵氧化嚴重，鋼鐵水澆注過程中產生大量氣體,形成渣氣孔缺陷；

目前熔模鑄造行業一般采用不銹鋼作為冷鐵，但是由于不銹鋼冷鐵硬度較高，機加工困難，行業較少應用；有些企業采用型殼焙燒后在型殼上鉆孔，再插入非不銹鋼材質的普通冷鐵的方法解決縮孔，但是效率極低，極少應用。由此可知，適應工業化批量應用的熔模鑄造冷鐵必須具備：1.耐酸腐蝕耐高溫焙燒，脫蠟焙燒過程中不產生發氣物質, 發氣物質主要是鐵的氧化物，澆注過程中不產生氣體；2.硬度低與鑄件材質硬度差異小，易切削加工。

發明內容

本發明提供了一種耐高溫冷鐵，解決了現有冷鐵易產生氣體、不易切削及操作復雜的問題。

為了解決上述技術問題，本發明的技術方案是：一種耐高溫冷鐵，包括金屬激冷塊，其特征在于：金屬激冷塊的表面上設有鍍鋁保護層，鍍鋁保護層的外層為鋁覆蓋層，鍍鋁保護層的內層為鐵鋁合金層；在脫蠟焙燒過程中，鍍鋁保護層的表面經氧化后形成三氧化二鋁層，鋁覆蓋層經過高溫擴散變為鐵鋁合金層。

對上述技術方案進一步地限定，所述鍍鋁保護層的厚度為50-200微米，此厚度能使鍍鋁保護層和冷鐵達到最佳效果。

有益效果：1.因鍍鋁保護層能耐酸堿腐蝕、耐高溫氧化，在脫蠟焙燒過程中鍍鋁保護層的表面氧化后形成結合致密的三氧化二鋁層, 三氧化二鋁層阻止了氧氣與內層金屬接觸,從而保護內層及金屬激冷塊不被氧化；鐵鋁合金層中鋁先于鐵氧化形成三氧化二鋁，進一步保護基體中鐵不被氧化從而避免產生易于發氣的鐵的氧化物，三氧化二鋁層與鋼鐵水接觸過程中不產生化學反應、不產生氣體；2.耐高溫冷鐵表面三氧化二鋁保護層厚度一般僅為50-200微米，從而保證了冷鐵的導熱性和冷卻效果；3.本發明作為外冷鐵使用時，耐高溫冷鐵表面三氧化二鋁保護層阻止了金屬液和鑄件本體的熔合，結合力小，外冷鐵易脫模，澆注清砂后外冷鐵能直接與鑄件分離，可重復使用；4.本發明作為內冷鐵使用時，因本耐高溫金屬激冷塊材質為硬度與鑄件本體相近的非不銹鋼的普通鋼材，加工切削性能良好；5.本發明適合工業化應用，成本低廉、操作簡單、經濟效益明顯，工業化應用前景廣闊。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，一種耐高溫冷鐵，包括金屬激冷塊1，金屬激冷塊的表面上設有鍍鋁保護層，鍍鋁保護層的厚度一般為50-200微米，鍍鋁保護層的外層為鋁覆蓋層2，鍍鋁保護層的內層為鐵鋁合金層3；即鐵鋁合金層包裹于金屬激冷塊的表面，鋁覆蓋層包裹于鐵鋁合金層的表面；在脫蠟焙燒過程中，鍍鋁保護層的表面經氧化后形成三氧化二鋁層，鋁覆蓋層經過高溫擴散變為鐵鋁合金層。

所述金屬激冷塊為普通鋼材，如Q235、10、20、45鋼等非不銹鋼，金屬激冷塊與鑄件材質硬度接近，硬度偏差過大容易造成加工刀偏。

本發明在金屬激冷塊表面制作鍍鋁保護層而得到一種耐高溫冷鐵，特別適用于黑色高溫合金熔模鑄造工藝，也適用于有色金屬熔模及其它鑄造工藝。使用時將耐高溫冷鐵置于孤立熱節、不易補縮部位，耐高溫冷鐵作為內冷鐵或外冷鐵使用時能直接與蠟模或泡沫白模裝配，一起制殼、脫蠟、焙燒；耐高溫冷鐵與鑄件結合部位主要是三氧化二鋁構成的氧化層，其阻止了金屬激冷塊與鑄件本體的熔合，結合力小，因此，作為外冷鐵時易于脫模，作為內冷鐵時容易被加工掉。本發明不局限于應用于蠟模上，也能應用于泡沫白模上。

本發明已經東風精密鑄造有限公司多個產品大批量應用驗證，應用效果較好，耐高溫冷鐵不產生氣體并且冷卻效果好，消除了鑄件孤立熱節部位的縮孔，20-40kg的厚大件工藝出品率平均由45%提升至65%；本發明應用成本低廉、操作簡單、經濟效益明顯，工業化應用前景廣闊。