專利名稱：鑄件表面合金化工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鑄件表面合金化工藝，屬鑄造工藝類。
“鑄件表面合金化”，又稱被復(fù)鑄造，鑄滲或鑄溶，是一種金屬表面處理工藝。該工藝問(wèn)世于二十世紀(jì)初葉，此后前蘇聯(lián)、美國(guó)、日本等國(guó)相繼在水力旋流器排出口、煉焦?fàn)t熄焦車防護(hù)板、混碾機(jī)葉片等另件上試驗(yàn)采用，取得良好經(jīng)濟(jì)效益。
由于“鑄件表面合金化”能用鑄造方法生產(chǎn)兼有母體材料之性能又具特殊性能(如耐磨、減磨、耐蝕或耐熱等)或優(yōu)良綜合性能表面的鑄件，適應(yīng)承受高速、高效、高荷載機(jī)械零件的物理工況性能要求，所以近年來(lái)國(guó)內(nèi)一些科研院校及工礦企業(yè)也在熄焦?fàn)t襯板、火架車底板、風(fēng)扇撞擊板、破碎機(jī)錘頭、凸輪軸、制磚機(jī)模具等零件上成功地應(yīng)用此工藝。
這種鑄件表面合金化工藝路線如下涂膏(或涂料)的制作鑄型————————在鑄型上某特定表面涂覆涂膏合箱、澆注、落砂(或涂料)——干燥涂妥之涂膏(或涂料)————————特定表面合金化的鑄件其具體操作方法是在與有特殊性能或良好綜合性能要求之零件特定表面相對(duì)應(yīng)的鑄型表面，涂覆可望形成此種性能的合金涂膏(或涂料)，并加熱干燥之。澆注時(shí)，利用熔融母體金屬的熱量使合金涂膏(或涂料)中的合金顆粒與熔融母體材料熔合、燒結(jié)，從而在鑄件特定表面形成特殊性能或良好綜合性能的合金層。
雖然上述合金化工藝具有較顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益，但是這種傳統(tǒng)工藝也有十分明顯的缺陷主要是由于其工藝過(guò)程中使用的、組成合金涂膏(或合金涂料)的粘結(jié)劑(如膨潤(rùn)土、水玻璃等)對(duì)合金增強(qiáng)材料的污染；致使合金化后的鑄件表面產(chǎn)生氣孔、夾渣、粘砂和凹凸不平等現(xiàn)象，影響合金化表面的質(zhì)量，因而也使該工藝的推廣應(yīng)用受到限制。
本發(fā)明的目的在于提供一種真空密封鑄件表面合金化工藝，對(duì)上述傳統(tǒng)鑄件表面合金化工藝進(jìn)行改進(jìn)，摒棄傳統(tǒng)工藝中污染增強(qiáng)材料的粘結(jié)材料，避免在合金化表面產(chǎn)生氣孔、夾渣(雜)、粘砂及凹凸不平等缺陷，拓寬鑄件表面合金化工藝的適用范圍。
這種鑄件表面合金化工藝，其特征在于真空吸附表面增強(qiáng)材料，并在鑄件處于負(fù)壓條件下完成鑄件表面合金化操作；其具體工藝過(guò)程簡(jiǎn)述如下將模板也包括模樣抽成負(fù)壓，使覆蓋其上的密封薄膜緊貼模板；在與有特殊性能或良好綜合性能要求之鑄件特定表面相對(duì)應(yīng)的模樣的薄膜上涂施涂料，并在其上敷置增強(qiáng)材料，而后用帶有一定數(shù)量針孔的薄紙鋪蓋在增強(qiáng)材料上；而后用真空造型法制作砂型，使附著在模樣上的增強(qiáng)材料層吸附在砂型上；最后在負(fù)壓狀態(tài)下砂箱經(jīng)合箱、澆注、落箱而制得表面合金化的鑄件。
所述的鑄件表面合金化工藝，其特征是所采用的表面增強(qiáng)材料層，可以是纖維狀連續(xù)增強(qiáng)的有序排列組合層。
所述的鑄件表面合金化工藝，其特征是所述的表面增強(qiáng)材料層可由金屬、非金屬材料構(gòu)成。
根據(jù)以上方案提供的真空密封鑄件表面合金化工藝，與傳統(tǒng)的表面合金化工藝相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)1.由于取消合金涂膏(或涂料)，而摒棄粘結(jié)材料，不僅徹底免除粘結(jié)材料的污染，有效地避免在表面合金層產(chǎn)生氣孔、夾渣(雜)、粘砂及凹凸不平等缺陷；而且由于吸附在鑄型上的增強(qiáng)材料的純度提高而使增強(qiáng)材料層的傳熱性能改善，促進(jìn)其加熱、熔融、擴(kuò)散過(guò)程，達(dá)到增大表面合金增強(qiáng)層的厚度及改善其質(zhì)量的效果。
2.由于鑄型負(fù)壓狀態(tài)下澆注，使熔融金屬向增強(qiáng)材料吸附層的滲透作用增大，有利于熔融金屬向吸附層的擴(kuò)散，因而也起到增大表面合金增強(qiáng)層厚度及改善其質(zhì)量的作用。
3.由于取消合金涂膏(或涂料)的涂覆操作，使用于表面合金化的增強(qiáng)材料不必局限于傳統(tǒng)的顆粒狀金屬材料，還可采用金屬或非金屬連續(xù)增強(qiáng)材料(如鑄鐵纖維、碳素纖維等)。同時(shí)還可以采取連續(xù)增強(qiáng)材料的有序排列，以控制表面增強(qiáng)層的性能。
4.取消增強(qiáng)材料的涂覆及干燥操作，有利于生產(chǎn)率的提高。
附

圖1為實(shí)施本發(fā)明的工藝流程圖；附圖2為實(shí)施本發(fā)明的工藝設(shè)備速接圖。
以下結(jié)合工藝流程圖，進(jìn)一步闡述本發(fā)明并給出本發(fā)明的實(shí)施例。
本發(fā)明所述的鑄件表面合金化工藝主要作法模板(包括模樣)上覆蓋塑料薄膜(或加熱軟化)，同時(shí)模板抽氣成負(fù)壓，使密封薄膜緊貼模板，在與有特殊性能或良好綜合性能要求的鑄件表面相對(duì)應(yīng)的模樣的薄膜上涂施涂料，并在上敷置增強(qiáng)材料，而后用帶有一定數(shù)量針孔的薄紙鋪蓋其上。
放置砂箱，灌入石英砂(料度50目-150目)，微震、刮平砂箱上平面并鋪蓋塑料薄膜、砂型抽氣至負(fù)壓(＜0.06MPa)。
砂型保持負(fù)壓，模板接大氣，解除負(fù)壓，砂模連同薄膜，增強(qiáng)材料(帶同薄紙)脫離模板起模。如此即在砂型特定表面真空吸附著增強(qiáng)材料。
砂型在負(fù)壓狀態(tài)下經(jīng)合箱、澆注，待融熔金屬凝固完畢，鑄型解除負(fù)壓后落箱即得到本工藝所稱的表面合金化鑄件。
工藝流程圖說(shuō)明A、模板抽氣、覆膜、涂料、敷置增強(qiáng)材料并在其上方鋪放帶有針孔的薄紙B、放置砂箱、灌石英砂、刮平上砂面、覆膜、抽氣C、砂箱停止抽氣、封閉、型板接大氣、起模D、合箱、鑄型抽氣、澆注E、鑄型接大氣、落箱附圖2中1.為真空表；2.為真空泵；3.為雙叉旋塞；4.為模樣和砂箱；5.為抽氣模板，6.為氣塵分離器；7.為抽氣導(dǎo)管。
權(quán)利要求
1.一種鑄件表面合金化工藝，其特征在于真空吸附表面增強(qiáng)材料，并在鑄件處于負(fù)壓條件下完成鑄件表面合金化操作；其具體工藝過(guò)程簡(jiǎn)述如下將模板也包括模樣抽成負(fù)壓，使覆蓋其上的密封薄膜緊貼模板；在與有特殊性能或良好綜合性能要求之鑄件特定表面相對(duì)應(yīng)的模樣的薄膜上涂施涂料，并在其上敷置增強(qiáng)材料，而后用帶有一定數(shù)量針孔的薄紙鋪蓋在增強(qiáng)材料上；而后用真空造型法制作砂型，使附著在模樣上的增強(qiáng)材料層吸附在砂型上；最后在負(fù)壓狀態(tài)下砂箱經(jīng)合箱、澆注、落箱而制得表面合金化的鑄件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鑄件表面合金化工藝，其特征是所采用的表面增強(qiáng)材料層，可以是纖維狀連續(xù)增強(qiáng)的有序排列組合層。
3.根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的鑄件表面合金化工藝，其特征是所述的表面增強(qiáng)材料層可由金屬、非金屬材料構(gòu)成。
全文摘要
鑄件表面合金化工藝采取真空密封吸附表面增強(qiáng)材料的辦法，使鑄件特定表面在鑄件澆注過(guò)程中吸附一層增強(qiáng)材料。不僅摒棄傳統(tǒng)工藝中采用的合金涂膏或涂料的涂覆操作，而且還消除由于其中粘結(jié)劑的污染所造成鑄件表面的眾多質(zhì)量缺陷，同時(shí)還簡(jiǎn)化操作工藝，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。此外采用本工藝，不僅可以使用顆粒狀合金材料，還可使用金屬非金屬連續(xù)增強(qiáng)材料。或采用連續(xù)增強(qiáng)材料的有序排列方法來(lái)控制鑄件表面增強(qiáng)層的性能。
文檔編號(hào)C23C8/00GK1139157SQ9511082
公開(kāi)日1997年1月1日 申請(qǐng)日期1995年6月28日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月28日
發(fā)明者胡慶國(guó) 申請(qǐng)人:湖南省株洲洗煤廠