一种在金属表面复合耐磨材料的铸造方法技术

本发明专利技术涉及的是一种在铸件表面复合强化耐磨材料的方法，属于铸造技术领域。借助在真空密封造型工艺制成的铸型型腔中填充实型气化模的手段，在实型气化模表面位置预留负尺寸余量，将实型气化模放入铸型型腔内，然后将复合干态合金粉置入实型气化模与型腔内壁形成的“空隙腔”内，填实，密封后合模抽真空浇注。本方法可以在不同形状的铸件表面复合合金层，保证了铸件合金层质量，合金层的厚度可以调节，因而有很强的适应性。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在金属表面复合耐磨材料的铸造方法，它属于铸造
在磨料磨损场合，受磨损件对其材质的要求通常既要有高的耐磨性，又要具备良好的韧性，单纯一种材质制成的零件很难满足以上相互矛盾的要求。于是在韧性材料表面结合-耐磨表层的各种表面强化技术在解决上述矛盾方面显示了很大优越性。其中，生产铸件时，在铸件凝固过程中一次性完成在铸件表面复合耐磨合金层的工艺与传统的堆焊喷涂及激光表面合金化等表面强化工艺相比，具有合金层厚度大，使用寿命增加，可以热处理以及合金层与金属基体是冶金结合等优点外，更主要的是无需专门的设备，简化了生产工序，因而在缩短生产周期，降低生产成本方面具有显著的应用价值。在生产铸件时，使铸件表面复合耐磨合金层的方法最常见的是涂覆铸造法以及由涂覆铸造法和真空密封造型相结合在一起的铸造工艺;上述铸造工艺和方法均已在生产中应用，并且一直沿用至今。但是，它们做为在铸件表面复合耐磨合金层的工艺，存在如下技术上的缺陷(1)合金层厚度较薄，影响了铸件使用寿命，且机械加工余量小，影响了其应用;(2)由于存在有机或无机粘结剂等附加物，合金层中易产生夹渣、气孔等缺陷，使复合合金层质量受到影响;(3)在铸型型腔内壁上覆合纯干态合金粉，虽说有很多优点，但只限于近似水平的型腔壁面，尤其在型腔侧面覆合合金粉困难，从而限制了该方法的推广应用。本专利技术的目的在于提供一种强化，该方法能够同时在型腔不同位置表面覆合合金粉粒，以使铸件表面复合合金层，而且合金层厚度在一定范围内可以调节，并克服了上述现有技术之不足。为了实现本专利技术的目的，本专利技术的构思是这样的先预制实型气化模，并使实型气化模表面某一位置人为的预留有负尺寸余量，然后将上述气化模置入铸型型腔内，气化模与型腔内壁形成一厚度均匀的“空隙腔”，再将合金粉放进上述“空隙腔”内，合箱后，采用真空密封造型法浇注，由于高温，金属液首先使气化模气化，气体随之被真空抽走，继而，金属液取代气化模位置，充满型腔，在真空负压及毛细管作用下，渗入到合金粉粒中，合金粉粒在高温金属的热物理及化学作用下，当铸件凝固后，便在其表面形成一耐磨合金层。为了覆合合金粉粒层的方便，上述实型气化模可设计成可拆装的组合模，即由几部分模组合成整体模，以满足不同表面覆合合金粉粒的要求。复合合金层厚度由气化模上人为预留的负尺寸余量或由实型气化模与型腔内壁所形成的“空隙腔”之厚度决定，实型气化模的材料为实型铸造中常用的聚苯乙烯泡沫塑料。本专利技术的方法所取得的技术进步是它使用强化合金粉末(如常用的碳化钨合金粉)在铸件基体上成功地复合较厚的耐磨合金层，最大厚度可达10mm左右，由于使用的干合金粉不含其它有机或无机附加物，因而复合合金层组织致密，气孔、夹渣缺陷很少，而且复合合金层与母材基体是冶金结合的。此外，使用本方法可以顺利地在不规则铸件材料表面复合一层耐磨合金粉，容易操作，铸件成本相对较低。下面的实施例可以进一步说明本专利技术。实施例机械密封环是石油、化工、矿山等工程中使用的流体机械回转轴的密封装置，它是通过端面来密封的，如附图1所示，因而密封环的密封端面应具有高耐磨性，环座在具有一定耐磨性的同时，也要有一定韧性，但环座只要求在过流侧面具有一定耐磨性就可以了。本实施例所用的具体方法是在由普通材料制成的环座的端面及过流侧面复合耐磨合金层，合金粉料选用铸造碳化钨(WC+W2C)为主要骨干相，操作步骤下面结合附图描述。图1是实施例机械密封环的剖视图。图2是实型气化模3的剖面图。图3、图4、图5、图6是实施例操作过程砂箱的剖面图。图7是机械密封环成品的剖面图。 附图说明1、耐磨表面，2、密封环座，3、实型气化模，4、真空密封造型砂箱，5、抽真空口，6、真空室，7、通气网，8、型腔，9、密封薄膜，10、干态型砂，11、空隙腔，12、合金粉，13、浇注口，14、合金层，15、母材金属。本实施例操作步骤如下1、制实型气化模如图2所示，气化模3是用聚苯乙烯发泡泡沫塑料制成的，图2中的虚线部分代表铸件实际尺寸，即型腔尺寸。2、制做真空密封铸型如图3所示，在真空密封造型砂箱4内置入干态型砂10，用密封薄膜9密封，抽真空后，做成型腔8。3、如图4所示，将实型气化模放入铸型型腔内，由于实行气化模制做时较铸件预留有一定的负尺寸余量，因此实型气化膜与型腔内壁自然形成一空隙腔11，于是，用碳化钨合金粉填实该空隙腔。4、密封如图5所示，将密封薄膜9盖在铸型型腔8上，并将其密封起来，在抽真空口5处抽真空，在真空负压作用下，干散态合金粉粒层被紧实。5、合箱浇注如图6所示，用真空密封造型法造出另一半铸型，合箱烧注，从浇注口13处浇入金属液，同时在抽真空口5处抽真空，高温金属液首先使气化模3气化，气体随之被真空抽走，金属液取代气化模3的位置而充满型腔8，在真空负压的作用下渗入到合金粉粒中，合金粉粒在高温金属的热物理及化学作用下，铸件凝固后，在其表面形成一耐磨碳化钨合金层14，如图7所示。权利要求1.一种真空密封造型铸造方法，特征是先预制实型气化模，并使实型气化模表面某一位置人为的预留有负尺寸余量，然后将实型气化模置入铸型型腔内，再将复合合金粉放入实型气化模与型腔内壁形成的空隙腔内，密封后抽真空，合箱浇注。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所说的实型气化模为可拆装的组合模，几部分模组合成整体模。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于所说的实型气化模的材料选用聚苯乙烯泡沫塑料。全文摘要本专利技术涉及的是一种在铸件表面复合强化耐磨材料的方法，属于铸造
借助在真空密封造型工艺制成的铸型型腔中填充实型气化模的手段，在实型气化模表面位置预留负尺寸余量，将实型气化模放入铸型型腔内，然后将复合于态合金粉置入实型气化模与型腔内壁形成的“空隙腔”内，填实，密封后合模抽真空浇注。本方法可以在不同形状的铸件表面复合合金层，保证了铸件合金层质量，合金层的厚度可以调节，因而有很强的适应性。文档编号B22D18/06GK1080221SQ9210470公开日1994年1月5日 申请日期1992年6月19日 优先权日1992年6月19日专利技术者唐靖林 申请人:唐靖林本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种真空密封造型铸造方法，特征是：先预制实型气化模，并使实型气化模表面某一位置人为的预留有负尺寸余量，然后将实型气化模置入铸型型腔内，再将复合合金粉放入实型气化模与型腔内壁形成的空隙腔内，密封后抽真空，合箱浇注。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐靖林，
申请(专利权)人：唐靖林，
类型：发明
国别省市：13[中国|河北]