表面具有耐磨性和耐蚀性铸件的制造方法技术

本发明专利技术公开一种表面具有耐磨性和耐蚀性铸件的制造方法，旨在提供一种在同样耐磨耐蚀性的状态下，能明显降低铸件生产成本铸件的制造方法；其技术要点是：该制造方法包括下述步骤：1）将钒铁合金、水玻璃粘结剂和水按质量比9-11：1：1制成涂料；2）将钢丝网浸入步骤1）制备的涂料中；?3）将步骤2）涂有涂料的钢丝网放在铸型型壁处，将钢丝网固定在铸型型壁，钢丝网距离铸型型壁保持4-6mm；4）熔化基体金属，将熔化后基体金属液浇入铸型内，铸型内的涂料和钢丝网在高温金属液体作用下熔化并扩散，在铸件表面形成10-20?mm厚度的含钒铬的合金以及钒的碳化物和铬的碳化物的镀层；属于铸件制造技术领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种铸件的制造方法，特别是涉及一种表面同时具有耐磨性和耐蚀性铸件的制造方法，属于铸件制造

技术介绍
用合金化处理对材料表面强化的研究分为两类，一种是小面积工模具类，如盐浴渗金属法(TD法)、另一种是针对大面积铸件产品的铸渗法。 孙启坤等人在《热加工工艺》2012年第04期刊登的“TD法盐浴渗铌工艺及覆层性能研究”论文指出用不同材料在不同工艺参数下进行TD处理。结果表明渗层厚度4 μ m-10. 5 μ m，三种材料表面均形成了面心立方晶格的碳化铌覆层，基体成分、温度、时间以及工件位置均对覆层厚度有影响，覆层显微硬度可达3000 HVatl5，使工件的表面耐磨性显著提高。在400°C以下时，碳化铌覆层具有较强的抗氧化作用。Crl2钢经渗铌后相对耐磨性是未渗铌Crl2试样的4.1倍，是正火态45钢的17. 7倍，显著提高了表面耐磨性，从而提高模具的使用寿命。可以看出，盐浴渗金属法(TD法)可以获得高的硬度，但是硬度层比较薄，在微米级范围。刘新成等人在《热加工工艺》2011年第6期刊登的“灰铸铁与铬棒原位生成(Fe, Cr) 7C3/Fe复合材料”论文指出利用铸渗复合_热处理原位反应工艺，将铬棒与灰铸铁进行铸造复合，并对其进行热处理使铬棒与铸铁基体中的碳原子发生原位反应，制备出(Fe，Cr)7C3颗粒增强铁基复合材料。结果表明在1150°C保温1. 5h，反应产物分布均匀；板状和六方状初生((Fe，Cr) 7C3的硬度分别为1446、1524HVai ;反应区的显微硬度达1278HVai，约是灰铸铁基体的5. 3倍。可以看出，铸渗法原位反应可以得到分散的碳化物组织，但是需要后续的热处理工序才能完成，花费时间长。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种在同样耐磨耐蚀性的状态下，能明显降低铸件生产成本铸件的制造方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案是这样的该，其特征在于，依次包括下述步骤I)将钒铁合金、水玻璃粘结剂和水按质量比9-11 1 :1混合制成涂料；2)将钢丝网浸入步骤I)制备的涂料中，使钒铁粉粘在钢丝网的钢丝上，取出后烘干备用；3)将步骤2)涂有涂料的钢丝网放在铸型型壁处，将钢丝网固定在铸型型壁，钢丝网距离铸型型壁保持4-6mm ；4)熔化基体金属，将熔化后基体金属液浇入铸型内，铸型内的涂料和钢丝网在高温金属液体作用下熔化并扩散，在铸件表面形成10-20 mm厚度的含钒铬的合金以及钒的碳化物和铬的碳化物的复合材料层。上述的，步骤I)钒铁合金粒径为5-20 μ m。上述的，步骤2)所述的不锈钢钢丝网直径为1. 0-1. 6m、孔径为4-11mm。上述的面具有耐磨性和耐蚀性铸件的制造方法，步骤3)采用铁钉和垫圈将钢丝网固定在铸型型壁。上述的，所述的基体金属为低合金钢5CrNiMo0与现有技术相比，本专利技术制造的铸件，I、表面层15-20mm厚度内含有钒、铬元素和体积比为9-11%的钒和铬的复合碳化物颗粒，铸件的内部为原始基体组织。钒、铬元素的存在和较多钒、铬的碳化物颗粒使铸件表面产生好的耐蚀性和耐磨性，内部组织保持原有材料的化学成分不变是为了防止铸件成本增加和获得足够的韧性；2、铸件表面是原基体组织，外观质量不受影响，产品可以快速大量生产，该材料用于需要耐磨耐蚀的铸件；3、该专利技术是采用较少的合金，通过在铸型内安装合金扩散源的方法，在铸件表面某一需要的耐磨耐蚀部位产生所需要的合金组织。可行性强，可以大规模生产，产生的合金组织厚度大，新的表面合金组织通过铸造的工艺完成；4、本专利技术是使铸件表面产生新的合金层，使铸件同时具有耐磨性和耐蚀性，比起整体材料都提高化学成分含量，可以在获得同样耐磨耐蚀性的状态下，明显降低铸件生产成本。具体实施例方式下面结合实施例，对本专利技术作进一步的描述，但不构成对本专利技术的任何限制，任何人在本专利技术权利要求范围内所做的有限次的修改，仍在本专利技术的权利要求范围内。实施I本专利技术的复合耐磨材料，是在合金钢的基体上根据需要在某一部位的表层10-20mm范围获得所需要的钒原子含量和铬原子含量，并且分布着一定数量的钒和铬的碳化物，该表层的合金性能在耐磨性和耐蚀性方面比铸件内部提高，其具体制作方法为选购不锈钢网，材质牌号304。钢丝直径1. 37mm,网孔直径7. 09mm，将不锈钢网裁减成需要的尺寸。涂料配制将钒铁块人工破碎成2-3_粒度大小，放入球磨机的陶瓷罐内，加入等体积量的陶瓷球，启动球磨机，加工时间8小时,制成I凡铁粉。将重量比为9-11 1 1的I凡铁粉、水玻璃粘结剂、水混合后充分搅拌制成涂料。将裁减后的钢丝网浸入钒铁涂料中，取出钢丝网干燥，重复该过程一次。将表面涂附有钒铁涂料的不锈钢丝网放入预先制作好的铸型型腔内，用铁钉和垫圈将不锈钢丝网固定在铸型型壁附近，不锈钢丝网与铸型型壁的距离为5mm，该距离有利于金属液体在铸型型壁处的完整性，保证铸件表面质量。熔化基体金属，基体金属牌号是5CrNiMo。浇注成型用熔化后液体基体金属浇入铸型，由于液体对铸型空腔充型,并通过钢丝网网孔充满铸型，然后钢丝上的钒铁涂层和钢丝被熔化，在液体中形成钒、铬原子的浓度差，钒、铬原子向浓度低的液体中扩散并伴随着钒的碳化物和铬的碳化物生成，随着金属液体逐渐降温，扩散能力和冶金反应停止，逐渐凝固后，铸件的表面层10-20 _厚度内的钒、铬成分浓度高于铸件其它区域，并且分布有体积比10%的钒和铬的碳化物。上述产物在铸造状态就可以得到。对表面已经生成合金层的铸件的热处理工艺为预处理工艺，先加热至710°C，保温I小时再继续加热到1050°C，保温5小时，随炉缓冷至880°C，出炉空冷。淬火回火工艺，920°C保温15分钟，水淬，220°C回火35分钟。淬火回火工序是消除铸件的应力，细化组织，增加铸件的硬度。经过淬火回火工艺处理得到的铸件，表面硬度为68HRC，距离表面20mm处组织的硬度为56HRC。当本专利技术用于制造机械耐磨部件时，部件工作时，铸件表面的合金层发挥耐磨耐蚀的作用，在部件磨损量达到Imm部件就不能使用，因此基体合金不与工作对象接触，承担磨损的全部是铸件表面的合金层区域，铸件的使用寿命大大提高。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种表面具有耐磨性和耐蚀性铸件的制造方法，其特征在于，依次包括下述步骤：?1）将钒铁合金、水玻璃粘结剂和水按质量比9?11︰1︰1混合制成涂料；2）将钢丝网浸入步骤1）制备的涂料中，使钒铁粉粘在钢丝网的钢丝上，取出后烘干备用；3）将步骤2）涂有涂料的钢丝网放在铸型型壁处，将钢丝网固定在铸型型壁，钢丝网距离铸型型壁保持4?6mm；4）熔化基体金属，将熔化后基体金属液浇入铸型内，铸型内的涂料和钢丝网在高温金属液体作用下熔化并扩散，在铸件表面形成10?20?mm厚度的含钒铬的合金以及钒的碳化物和铬的碳化物的镀层。

【技术特征摘要】
1.一种表面具有耐磨性和耐蚀性铸件的制造方法，其特征在于，依次包括下述步骤I)将钒铁合金、水玻璃粘结剂和水按质量比9-11 I I混合制成涂料；2)将钢丝网浸入步骤I)制备的涂料中，使钒铁粉粘在钢丝网的钢丝上，取出后烘干备用；3)将步骤2)涂有涂料的钢丝网放在铸型型壁处，将钢丝网固定在铸型型壁，钢丝网距离铸型型壁保持4-6mm ；4)熔化基体金属，将熔化后基体金属液浇入铸型内，铸型内的涂料和钢丝网在高温金属液体作用下熔化并扩散，在铸件表面形成10-20 mm厚度的含钒铬的合金以及钒的碳化物和铬的碳化物的镀层。2.根据权利要求I所述的表面具有耐磨性...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾辉，余世浩，尉雪萍，陈志雄，
申请(专利权)人：嘉应学院，
类型：发明
国别省市：