一種耐磨鑄球生產(chǎn)模具的表面強(qiáng)化層的制作方法及具有其的模具的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于磨球金屬型鑄造模具表面強(qiáng)化處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種耐磨鑄球 生產(chǎn)模具的表面強(qiáng)化層的制作方法及具有其的模具。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，耐磨鑄球生產(chǎn)模具主要有=種：潮模砂鑄造（適用于小球）、水玻璃砂鐵模 鑄造、鐵模覆砂（覆膜砂）鑄造。
[0003] 在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在W下問題：由于耐磨鑄球 含銘高，誘注溫度高，甚至高達(dá)1500°C，因此水玻璃砂鐵模使用壽命短，成本高。長期使用金 屬液會使鐵模鑄型內(nèi)腔出現(xiàn)崩落、烙損、龜裂等問題從而導(dǎo)致模具失效。
[0004] 為了解決由于長期使用而使鐵模鑄型內(nèi)腔出現(xiàn)崩落、烙損、龜裂等問題，鐵模覆砂 (覆膜砂）鑄造得到了發(fā)展。鐵模覆砂在金屬型內(nèi)腔覆上一薄層（4~8mm)型砂而形成鑄 型的一種鑄造工藝，每誘注一次需要更換覆砂模，需要具備覆砂模射砂生產(chǎn)線，運些都增大 生產(chǎn)成本。覆膜砂模散熱較慢，降低了產(chǎn)品質(zhì)量、表面粗糖及生產(chǎn)效率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種具有耐高溫、抗氧化、防金屬液燒蝕、防粘 連及無需脫模劑的功能的耐磨鑄球生產(chǎn)模具的表面強(qiáng)化層的制作方法及具有其的模具。
[0006] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種耐磨鑄球生產(chǎn)模具的 表面強(qiáng)化層，其化學(xué)成分質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為：Cr :22-40%，Co :5-7%，A1 :3-7%，Y :0. 2-0. 6%， B :2. 5-3. 5%，Si :2. 5-3. 5%，F(xiàn)e<l%，其余為 Ni。
[0007] 一種上述的耐磨鑄球生產(chǎn)模具的表面強(qiáng)化層的制作方法，采用兩步法噴焊，具體 步驟如下：
[0008] a)對模具工作面除脂、堿洗、酸洗，拋光表面粗糖度達(dá)到A 3. 2,之后活化鍛儀，儀 層厚度70um W上；
[0009] b)強(qiáng)化層材料選用合金粉末，將合金粉末在120°C烘干比；
[0010] C)對鍛儀進(jìn)行粗化處理，獲得粗糖表面，將模具基體預(yù)熱到350°C，之后開始采用 兩步法氧乙烘噴焊；
[0011] d)第一步：噴涂，采用中性火焰，使合金粉末充分在火焰中烙融，在儀層表面上產(chǎn) 生塑性變形的沉積噴涂層，噴粉每層厚度< 0. 2mm，重復(fù)噴涂達(dá)到0. 5~0. 6mm的涂層厚 度；
[0012] e)第二步：重烙，在噴涂后立即進(jìn)行，用中性焰的大功率柔軟火焰，噴距20~ 30mm，火焰與表面夾角為60 °~75 °，從距涂層約30mm遠(yuǎn)處開始，將涂層加熱，直至涂層出 現(xiàn)"鏡面"反光為度，之后進(jìn)行下一個部位的重烙。
[0013] 一種上述的耐磨鑄球生產(chǎn)模具的表面強(qiáng)化層的制作方法，采用等離子噴焊，具體 步驟如下：
[0014] a)對模具工作面除脂、堿洗、酸洗，拋光表面粗糖度達(dá)到A 3. 2,之后活化鍛儀，儀 層厚度7〇um W上；
[0015] b)強(qiáng)化層材料選用合金粉末，將合金粉末在120°C烘干比，放入送粉器；
[0016] C)對鍛儀進(jìn)行粗化處理，獲得粗糖表面，將模具基體預(yù)熱到350°C，之后開始采用 等離子噴焊：保護(hù)氣體氣氣，流量38L/min ;氨氣流量化/min或化/min ;工作電流500A ;噴 涂距離90mm ;送粉率30g/min ;噴涂角度80-90度；噴涂后石棉包裹保溫冷卻。
[0017] 一種模具，模具的誘道口的內(nèi)壁、耐磨球型腔的表面、鐵液緩沖槽的表面具有上述 的表面強(qiáng)化層。
[0018] 模具基體材料采用球墨鑄鐵，具有高溫條件下不變形的優(yōu)點。耐磨球鐵型鑄造模 具經(jīng)受反復(fù)冷熱交替應(yīng)力影響，耐高溫抗氧化強(qiáng)化層的結(jié)合強(qiáng)度是重要的要求，為了提高 強(qiáng)化層與鑄鐵基體之間的結(jié)合強(qiáng)度。本發(fā)明采用潤濕性良好的儀層作為中間層，起到連接 涂層與基體的作用。
[0019] 儀層的制備采用電鍛或化學(xué)鍛的方法，厚度不得低于70um。由于模具基體材料為 鑄鐵，石墨含量高，影響其表面強(qiáng)化層的結(jié)合強(qiáng)度，本發(fā)明在模具表面鍛儀層，作為中間層， 提高強(qiáng)化層與基體的結(jié)合強(qiáng)度。
[0020] 在儀層表面制備耐高溫、抗氧化強(qiáng)化層。抗氧化層的制備方法可W是噴焊、電火花 強(qiáng)化、堆焊、激光烙覆及電子束烙覆等方法中的一種。
[0021] 耐抗氧化強(qiáng)化層厚度大于lOOum，小于300um。
[0022] 在儀層表面制備耐高溫、抗氧化強(qiáng)化層?？寡趸瘜拥闹苽浞椒蒞是噴焊、電火花 強(qiáng)化、堆焊、激光烙覆及電子束烙覆等方法中的一種。
[0023] 強(qiáng)化層中銘是高烙點、不易氧化的元素，不誘鋼中大量使用銘作為防氧化、防誘的 元素，其價格便宜，因此本強(qiáng)化層中其添加量高達(dá)40%。但是銘含量再增高容易產(chǎn)生開裂， 并且涂層難于烙化及涂覆到模具基體上。
[0024] 由于高溫鐵水的作用，模具表面防氧化層需要具有高的結(jié)合強(qiáng)度，W及抗熱應(yīng)力 循環(huán)作用，因此采用含有鉆和儀，運兩種成分不但具有高的抗高溫氧化性能。并且儀是比較 粘的元素，可W提高涂層和基體的結(jié)合強(qiáng)度。鉆和儀在涂層中可W綜合提高強(qiáng)化層的高溫 硬度，避免模具在使用過程中被磨損。
[00巧]涂層中加入適量的侶元素可W提高強(qiáng)化層的耐高溫性能，運是由于儀在噴焊中會 和侶發(fā)生反應(yīng)，生產(chǎn)儀侶化合物，儀侶化合物具有高烙點、高硬度的特點，有利于提高強(qiáng)化 層的抗高溫性能。
[00%] 少量的妮在噴焊過程中會與氧反應(yīng)，形成氧化妮，提高涂層的抗高溫氧化性能。
[0027] 棚和娃的加入可W降低涂層粉末的烙點，提高涂層噴焊的工藝性能。并且運兩種 元素具有脫氧的作用，避免在噴焊過程中其它元素的燒損。棚和娃的綜合作用，還可W在涂 層重烙時起到造渣的作用，可W將涂層中的氧化渣帶到涂層表面，提高涂層的質(zhì)量。
[0028] 上述技術(shù)方案中的一個技術(shù)方案具有如下優(yōu)點或有益效果，
[0029] 鑄造模具表面上形成的耐高溫強(qiáng)化層起到防金屬溶液燒蝕和粘連的作用。
[0030] 該耐高溫強(qiáng)化層的優(yōu)點是導(dǎo)熱性良好，耐高溫，防金屬液燒蝕、粘連的作用。涂層 與模具結(jié)合強(qiáng)度高，大大提高模具的使用壽命。
[0031] 經(jīng)過表面強(qiáng)化處理的模具，不需要在每次誘鑄前再刷涂脫模劑，降低了勞工強(qiáng)度， 并且使磨球的機(jī)械化自動生產(chǎn)成為了可能。
[0032] 涂層的特征是導(dǎo)熱性能優(yōu)良，不會由于導(dǎo)熱系數(shù)低影響鑄件的凝固，鑄件性能與 未強(qiáng)化的模具制備的鑄件相同。但模具使用更高效，鑄件的生產(chǎn)效果提高。
[0033] 鑄造模具的鑄件尺寸精度可達(dá)CT5~CT8級，鑄件只需進(jìn)行清砂即可。
【附圖說明】
[0034] 圖1為本發(fā)明實施例一中提供的抗氧化層金相圖；
[0035] 圖2為本發(fā)明實施例S中