雙金屬復合錘頭的消失模鑄造工藝的制作方法
【專利說明】 雙金屬復合錘頭的消失模鑄造工藝
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技術領域
[0002]本發(fā)明屬于合金鑄鐵鑄造技術領域，具體涉及一種雙金屬復合錘頭的消失模鑄造工藝。
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【背景技術】
[0004]承接生產的碎石機錘頭，原材質為高錳鋼，截面厚度最大尺寸為130 mm，質量為82kg，采用砂型鑄造工藝。利用高錳鋼受沖擊載荷作用下發(fā)生加工硬化的特點來提高耐磨性，但耐磨性遠不能滿足高效低耗的現代化生產需要。原因是錘頭在服役過程中所受沖擊不大，高錳鋼硬化效果不明顯，耐磨性差幢。針對錘頭使用壽命矩而頻繁停機更換、設備運轉率低的缺點，用高鉻鑄鐵一碳鋼復合錘頭取代高錳鋼錘頭。由于消失模鑄造具有無分型面、無砂芯、無型砂粘結劑，操作工藝簡單，鑄件生產成本低等特點；所以，采用消失模鑄造工藝生產雙金屬復合錘頭，并研究了雙金屬復合錘頭的生產工藝技術。
[0005]

【發(fā)明內容】

[0006]為了克服現有技術領域存在的上述問題，本發(fā)明的目的在于，提供一種雙金屬復合錘頭的消失模鑄造工藝。
[0007]用消失模鑄造的方法，將頭部的高鉻鑄鐵(液體)和柄部的碳鋼(固體)有效地結合為雙金屬復合錘頭。雙金屬復合鑄造的液體金屬體積與固體金屬體積比為5:1,兩種金屬的結合形式為機械結合；當體積比為8:1，結合牢固形成良好結合；當體積比為10:1，屬于冶金結合，結合面極其牢固。兩種金屬體積比為8.7:1，符合結合牢固的要求。
[0008]本發(fā)明提供的雙金屬復合錘頭的消失模鑄造工藝，其有益效果在于:雙金屬復合錘頭的液態(tài)一固杰體積比為8:1時，兩種金屬結合面結合能力強，不會發(fā)生裂紋、斷裂現象。使用后期磨損截面顯示出良好的結合狀況。采用高鉻鑄鐵和中碳鋼復合鑄造的錘頭，使用壽命是高錳鋼錘頭的3-4倍，性價比具有一定的優(yōu)勢。用消失模鑄造工藝生產雙金屬復合錘頭，工藝技術簡單、生產成本低、成品率高，具有明顯的經濟效益和推廣價值。
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【具體實施方式】
[0010]下面結合實施例，對本發(fā)明提供的雙金屬復合錘頭的消失模鑄造工藝，進行詳細的說明。
[0011]實施例一用消失模鑄造的方法，將頭部的高鉻鑄鐵(液體)和柄部的碳鋼(固體)有效地結合為雙金屬復合錘頭。雙金屬復合鑄造的液體金屬體積與固體金屬體積比為5:1，兩種金屬的結合形式為機械結合；當體積比為8:1，結合牢固形成良好結合；當體積比為10:1，屬于冶金結合，結合面極其牢固。兩種金屬體積比為8.7:1，符合結合牢固的要求。
[0012]泡沫塑料模樣制作工藝
頭部和柄部的模型均采用聚苯乙烯泡沫塑料制作。確定泡沫塑料密度很重要，較高的密度增加模樣的剛度，防止在刷涂料、組模和裝箱填砂時模型發(fā)生變形，而過大的密度會增加氣孔、夾渣等缺陷。經過試驗確定泡沫塑料密度為0.018、.020。頭部和柄部模型鑄造縮率均為2.0%。用電阻絲切割機切割泡沫塑料模型。用泡沫專用膠粘結模型，盡量減少用膠量以防止產生過多的氣體和殘渣。柄部模型復合部位打磨成圓角過渡，以防鑄件產生裂紋。
[0013]涂料及涂敷工藝
涂料的耐火骨料為53 my的石英粉，粘結劑采用白乳膠，懸浮劑為纖維素，溶劑為水。將這些物料按一定比例加入球磨攪拌機內攪拌4h出料。每層涂料經55-58°C烘干后再刷一層厚為1-2 mm的涂料。
[0014]模型裝箱和緊實
為提高雙金屬結合面的質量，先鑄成的柄部鑄件，外表應無氧化皮、鐵銹、油污和砂粒。結合面不許有尖角存在，防止產生應力而出現裂紋缺陷。
[0015]將清理好的柄部鑄件插入頭部模型的預留孔內，復驗錘頭旋轉部位尺寸應符合222 mm，結澆、冒口。然后用白乳膠和紙質材料封堵縫隙，涂刷涂料。將組裝好的錘頭模型放入烘烤房烘干。
[0016]壁抽氣式砂箱尺寸為2100 mm x 1100 mm x 800mm,型砂使用850 — 425 my石英砂，砂箱底部鋪放200 mm厚的干砂，經振動緊實后，再放入組裝好的錘頭模型，豎立放置。錘頭模型間的吃砂量為120 mm.一箱組裝6件。冒口頂部吃砂量大于100mm,型砂振動Imin0在覆蓋密封塑料薄膜的上面，鋪敷厚為100 mm的干砂，以防澆注時飛濺的鐵液燒破塑料薄膜泄壓。
[0017]澆注工藝
頭部材料在1.0 t中頻爐內熔煉，高鉻鑄鐵鐵液出爐溫度為148(Tl500°C，澆注溫度為140(Tl420°C。采用1.0 t底注包澆注，一包鐵液澆注兩個砂箱鑄件。澆注時，負壓控制在0.04、.05 MPa。開始澆注速度不宜太快，避免鐵液反噴，中間應加大澆注速度，保持澆口杯中存在一定量的鐵液，當鐵液上升到冒口部位時，則降低澆注速度以便補縮。澆注結束后，維持0.03MPa負壓35 min，然后關閉真空泵。鑄件在砂箱內保溫8h后出箱。
[0018]澆冒口的清除
采用錘擊方式去除鑄件的澆冒口，冒口根部的多余量用臂式砂輪機磨除，打磨時用力不宜過大，使鑄件磨面發(fā)生微裂紋。
[0019]熱處理工藝
錘頭的淬火、回火工藝。錘頭淬火冷卻后，應在4-8h內進行回火處理，冬季氣溫低應在4h之內進行回火處理，以防鑄件發(fā)生裂紋缺陷。
[0020]經檢測，熱處理后的錘頭頭部(工作部位)硬度為58-62HRC。
【主權項】
1.一種雙金屬復合錘頭的消失模鑄造工藝，其特征在于:用消失模鑄造的方法，將頭部的液體高鉻鑄鐵和柄部的固體碳鋼有效地結合為雙金屬復合錘頭；雙金屬復合鑄造的液體金屬體積與固體金屬體積比為8.7: I;具體步驟如下:(一)泡沫塑料模樣制作，頭部和柄部的模型均采用聚苯乙烯泡沫塑料制作，泡沫塑料密度為0.0lf0.020，頭部和柄部模型鑄造縮率均為2.0%，用電阻絲切割機切割泡沫塑料模型；(二)涂料及涂敷，涂料的耐火骨料為53 my的石英粉，粘結劑采用白乳膠，懸浮劑為纖維素，溶劑為水，將這些物料按一定比例加入球磨攪拌機內攪拌4h出料，每層涂料經55-58°C烘干后再刷一層厚為1-2 mm的涂料；(三)模型裝箱和緊實，將清理好的柄部鑄件插入頭部模型的預留孔內，結澆、冒口，然后用白乳膠和紙質材料封堵縫隙，涂刷涂料，將組裝好的錘頭模型放入烘烤房烘干；(四)澆注工藝，頭部材料在1.0 t中頻爐內熔煉，高鉻鑄鐵鐵液出爐溫度為148(Tl50(TC，澆注溫度為140(Tl420°C，澆注時，負壓控制在0.04?0.05 MPa。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雙金屬復合錘頭的消失模鑄造工藝，用消失模鑄造的方法，將頭部的高鉻鑄鐵（液體）和柄部的碳鋼（固體）有效地結合為雙金屬復合錘頭；雙金屬復合鑄造的液體金屬體積與固體金屬體積比為5:1，兩種金屬的結合形式為機械結合；當體積比為8:1，結合牢固形成良好結合；當體積比為10:1，屬于冶金結合，結合面極其牢固；兩種金屬體積比為8.7：l，符合結合牢固的要求；其有益效果在于：工藝技術簡單、生產成本低、成品率高，具有明顯的經濟效益和推廣價值。
【IPC分類】B22D19-16, B22C9-04
【公開號】CN104550723
【申請?zhí)枴緾N201310514266
【發(fā)明人】劉升遷
【申請人】青島天恒機械有限公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2013年10月28日