压铸机料筒及制作方法技术

压铸机料筒，包括料筒本体，料筒上有金属液入口，料筒本体采用抗铝液氧化耐热球墨铸铁材料制造，料筒内腔有高韧性，耐磨、耐腐蚀、耐高温的陶瓷衬套，陶瓷衬套与料筒本体金属结合为一体；料筒本体硬度HB200—250；陶瓷衬套硬度≥HVo1000。料筒入口处有10—15mm厚的金属保护层。本发明专利技术将金属材料和陶瓷材料两种不同性质的材料应用在一个零件上。陶瓷衬套内夹有一层碳纤维网布，大大增强陶瓷的强度和韧性，本发明专利技术材料成本低，加工难度小，料筒不会被铝水氧化，大大提高了耐磨性，耐腐蚀性，抗高温性，其使用寿命提高数倍。大大降低压铸件的生产成本，提高了效率，节约了资源。

【技术实现步骤摘要】
压铸机料筒及制作方法
本专利技术涉及压铸机料筒，同时涉及该料筒的制作方法。
技术介绍
现在大多数压铸机生产厂家，压铸机料筒及备品配件均采用H13即美国标准的一种耐热钢制造，其化学成分是Cr5、Mo1.5、钒1.0、Si1.5、Mn0.75、C0.3-0.45系高合金耐热材料，成品加工好后热处理，硬度HRC43-45。内表面渗氮层，表面硬度为≥HVo900。利用上述材料制造的料筒有如下几个缺点，一是材料成本高，每吨需2.5万元以上。二是机械加工难度大，加工费用高。三是加工好后的料筒，虽然通过淬火处理和表面氮化处理，由于长期与680—750℃的铝水或1080—1150℃铜水或550℃锌水接触使用，其实际是将料筒慢慢的回火，从而逐步降低了料筒初始的硬度，达不到料筒长期使用的目的。四是尽管料筒采用了合金材料制造，但材料除合金成分外其主要元素是铁，铁元素长期与铝水接触，很容易被铝水氧化，因此造成料筒过早失效。容易拉伤，使用寿命降低、使用成本高，用两个月就坏了，浪费资源。查阅中国专利文献，许多专利技术人为解决这个技术问题，采用冷却降温的方法，希望延长料筒的使用寿命。公开号CN108672674A公开了一种压铸机料筒：料筒本体设有内孔和浇料口；内孔呈中空圆柱状，并适于盛装从浇料口浇入的金属液；内孔的内壁设有耐磨合金层；由于在内孔的内壁上设置耐磨合金层，提高内孔内壁的耐磨性能，从而提高压铸机料筒的使用寿命，有效降低企业成本。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，降低料筒的材料成本，降低加工难度，防止料筒被铝水氧化，从而延长料筒的使用寿命，提高企业生产效率，降低生产成本。本专利技术采用的技术方案是，压铸机料筒，包括料筒本体，料筒上有金属液入口，其特征在于：料筒本体采用抗铝液氧化耐热球墨铸铁材料制造，料筒内腔有高韧性，耐磨、耐腐蚀、耐高温的陶瓷衬套，料筒本体金属与陶瓷衬套结合为一体；料筒本体硬度HB200—250；陶瓷衬套硬度≥HVo1000。料筒入口处有10—15mm厚的金属保护层，防止陶瓷衬套在料筒入口端被压射头碰伤。陶瓷衬套的有效厚度为3—6mm，陶瓷衬套外表设有井状加强筋。增强瓷套的强度，使陶瓷套与金属套镶铸牢固，防止瓷套在铁套中的松动。料筒的制作方法，先制作陶瓷衬套内坯，在内坯上包裹一层碳纤维网布，再在碳纤维网布外表粘合陶瓷衬套外坯，经烧结后得陶瓷衬套；再在陶瓷衬套外表刷涂一层松散的涂料，涂料厚度0.5—1.5mm，保证金属材料冷却凝固过程中有收缩缝；料筒本体与陶瓷衬套采用镶铸工艺，将陶瓷衬套放入料筒本体内腔中，直接浇注金属液体，使陶瓷衬套与金属本体镶铸牢固。料筒本体材料抗铝液氧化耐热球墨铸铁，机械强度达到600MPa以上，硬度HB200—250，比一般铁质材料抗铝液氧化要强得多，效果明显。但与陶瓷材料相比，有很大差距。陶瓷材料硬度≥HVo1000以上，使用温度可以达到1200℃以上，对金属液体根本不氧化，通过对陶瓷材料改良和增韧，所选用的陶瓷材料，断裂韧性值达到5.0MPa·m½，完全达到料筒的使用要求。本专利技术具有以下积极效果：由于结合了陶瓷材料与金属材料的共同优点，实现优势互补，用该种方法制造出的压铸机料筒，其耐磨性，耐腐蚀性，抗高温性是任何金属材料无法比拟的。陶瓷衬套内夹有一层碳纤维网布，大大增强陶瓷的强度和韧性，提高陶瓷的使用可靠性，称得上是半永久型压铸机料筒，使用寿命比现有料筒提高数倍。本专利技术大大降低了压铸件的生产成本，提高了效率，节约了资源。创造性地将金属材料和非金属材料两种根本不同性质的材料应用在一个零件上，开辟了铸造镶铸陶瓷工艺的先河。附图说明图1是料筒总成立体示意图：图2是本专利技术剖面示意图；图3是陶瓷衬套结构示意图。图中：1料筒本体，2陶瓷衬套，3金属液入口，4压射头,5金属保护层。具体实施方式从图1可知，压铸机料筒为圆筒形，包括料筒本体1，料筒上侧有金属液入口3，料筒右端部有压射头4。本专利技术采用专利号2015103622576抗铝液氧化耐热球墨铸铁材料制造料筒本体1，料筒内腔设有高韧性，耐磨、耐腐蚀、耐高温的陶瓷衬套2，陶瓷衬套与料筒本体金属结合为一体；料筒本体硬度HB200—250；陶瓷材料硬度≥HVo1000。料筒本体1压射头入口处有10—15mm厚的金属保护层5，防止陶瓷衬套2在料筒入口端被压射头4碰伤。根据料筒的不同规格，陶瓷衬套2的有效厚度为3—6mm，陶瓷衬套2外表为井字形加强筋。陶瓷材料选用及制备陶瓷衬套的方法如下。先制作陶瓷衬套内坯，在内坯上包裹一层碳纤维网布，进一步增强陶瓷的强度和韧性，提高陶瓷的使用可靠性。再在碳纤维网布外表粘合陶瓷衬套外坯，经烧结后得陶瓷衬套。本专利技术采用特种陶瓷材料，应达到如下性能要求，断裂韧性值≥5.0MPa·m½以上，硬度HVo1000以上，工作温度1200℃以上。抗拉强度500MPa以上，热膨胀系数低，热稳定性好。同时要具备与高温金属液体接触时，有一定的退让性，抗急热。将特种陶瓷材料的配方原料混制成型，经烧制加工工艺，制出料筒陶瓷衬套2。为了保证陶瓷衬套在高温作用和金属液体冷却凝固过程中受应力的影响，挤破陶瓷套，需在陶瓷衬套外表面刷涂一层较松散的涂料，涂料厚度决定于不同金属材料冷却、凝固、收缩性，一般在0.5—1.5mm，保证金属材料冷却凝固过程中有收缩缝。收缩缝不宜过大，过大会使陶瓷衬套在金属外套中产生松动，过小在收缩应力的作用下会挤破陶瓷衬套。整个料筒制好后，还有很少的部分会与金属液体接触及金属液体入口处，故选用2015103622576抗铝液氧化耐热球墨铸铁材料，因为压铸铝件占整个压铸件80%以上。这种材料在高温冷却凝固过程中收缩性比较少，相对所产生内应力也小，对保护瓷套不被挤破有好处，同时热稳定性好。料筒铸件成型方法与普通球墨铸铁成型方法差不多，料筒本体1与陶瓷衬套2采用镶铸工艺，将陶瓷衬套放入料筒本体1内腔中，直接浇注金属液体，使陶瓷衬套2与金属本体镶铸牢固。料筒毛坯制好后，先粗加工料筒金属材料部分的外表面，留有一定的磨削余量；然后精磨料筒内孔即陶瓷衬套2部位，待内孔全部磨削完毕，达到图纸尺寸要求后，用胀套固定料筒内孔再精磨料筒外缘及其端面，完全达到图纸设计尺寸要求，以检验合格为准，这样的新型压铸机料筒就做成了。这一专利技术还将进一步扩大陶瓷材料在机械行业的应用范围，扩大应用前景。凡依据本专利技术构思将特种陶瓷材料与金属材料结合为一体，应用于机械行业制作零部件，比如内燃机缸套等，理应被本专利技术申请所涵盖。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.压铸机料筒，包括料筒本体(1)，料筒上侧有金属液入口(3)，其特征在于：料筒本体(1)采用抗铝液氧化耐热球墨铸铁材料制造，料筒内腔有韧性强，耐磨、耐腐蚀、耐高温的陶瓷衬套(2)，料筒本体金属与陶瓷衬套结合为一体；料筒本体硬度HB200—250；陶瓷衬套硬度≥HVo1000。

【技术特征摘要】
1.压铸机料筒，包括料筒本体(1)，料筒上侧有金属液入口(3)，其特征在于：料筒本体(1)采用抗铝液氧化耐热球墨铸铁材料制造，料筒内腔有韧性强，耐磨、耐腐蚀、耐高温的陶瓷衬套(2)，料筒本体金属与陶瓷衬套结合为一体；料筒本体硬度HB200—250；陶瓷衬套硬度≥HVo1000。2.根据权利要求1所述的料筒，其特征是，料筒前端压射头入口处有10—15mm厚的金属保护层(5)，防止陶瓷衬套(2)被压射头(4)碰伤。3.根据权利要求1所述的料筒，其特征是，陶瓷衬套(2)的...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖晓丽，肖祥洪，肖向农，
申请(专利权)人：肖向农，
类型：发明
国别省市：湖南,43