CN102019403B - 消失模铸造双液双金属复合耐磨衬板的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及消失模铸造双液双金属复合耐磨衬板的工艺，包括以下步骤：1)制作出泡沫衬板模型；2)安装两个浇注***；3)用消失模涂料涂在泡沫衬板模型上，烘烤；4)加干石英砂，振实；5)继续加满干石英砂，然后用塑料膜将砂箱覆盖密封，安装浇口杯分别连接下浇口的耐磨直浇道和上浇口的铸钢直浇道，通过消失模砂箱上的气道抽真空，以紧固铸型；6)首先浇注耐磨铁水，然后再浇注钢水；7)浇注完毕后，关闭消失模的真空***直至双液双金属复合耐磨衬板凝固冷却出箱。本发明的有益效果在于：提高了使用寿命，节省了大量金属材料，解决了一整体件耐磨性与韧性难以匹配的难点问题，克服了用消失模浇注两种铁水不混合不塌箱的难点问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种消失模铸造双液双金属复合耐磨衬板的工艺。
背景技术
目前国内冶金、矿山、水泥、建材、电力等行业用于输送、过料、破碎、碾磨中的衬板，普遍采用高锰钢材质，该材质有很高的屈服强度、抗冲击性能，在磨料磨损的过程中而不能发挥出高锰钢的内在潜力，其加工硬化速率不够，导致高锰钢衬板应用过程不耐磨，过早剥落失效。采用高耐磨材料如高铬铸铁类做衬板，其优点具有较高的耐磨性能，但缺点是冲击韧性不够，应用过程中易出现断裂，影响了设备寿命和生产效率。为了解决上述问题，要提高衬板耐磨性能又要衬板有很好的冲击韧性，采用“双金属复合铸造冷硬耐磨衬板”（ZL200820065534.2）取得了很好的效果，该工艺采用砂型铸造，其表面光洁度、精度均达不到优质铸件要求，为了进一步有效的提高衬板的耐磨性能、抗冲击韧性、表面尺寸精度、光洁度，用消失模铸造双液双金属复合耐磨衬板工艺技术来解决上述所存在的问题。
发明内容
本发明所要解决的问题是针对上述情况提供一种消失模铸造双液双金属复合耐磨衬板的铸造工艺，简易，且能大批量生产，使衬板耐磨性和韧性都得到很大的提高，形成了最佳的匹配，同时表面光洁度和尺寸精度也大幅提高。
本发明为解决上述问题所采用的解决方案为：消失模铸造双液双金属复合耐磨衬板的工艺，其特征在于包括有以下步骤：
1)按图纸尺寸要求制作出泡沫衬板模型，泡沫衬板模型包括有耐磨层和韧性层，其中耐磨层朝下，韧性层朝上；
2)在泡沫衬板模型上安装两个浇注***:耐磨层进铁水的下浇口和韧性层进钢水的上浇口；
3)用消失模涂料涂在泡沫衬板模型上，在40-50℃下烘烤7-9小时，使泡沫衬板模型的表面涂料干燥硬化；
4)将泡沫衬板模型装在消失模的砂箱中加20-40目干石英砂，在消失模的三维振动台上振实；
5)继续加满20-40目干石英砂，然后用塑料膜将砂箱覆盖密封，安装两个浇口杯分别连接耐磨层进铁水的下浇口的耐磨直浇道和韧性层进钢水的上浇口的铸钢直浇道，启动消失模的真空***通过消失模砂箱上的气道抽真空，以紧固铸型；
6)首先浇注耐磨铁水，在1450℃下进行浇注，将耐磨铁水浇入耐磨层进铁水的下浇口，保持负压表在0.05mpa，然后再浇注钢水，在1560℃下进行浇注，将钢水浇入韧性层进钢水的上浇口；
7)浇注完毕4-6分钟后，关闭消失模的真空***直至双液双金属复合耐磨衬板凝固冷却出箱。
按上述方案，所述的耐磨层厚度为泡沫衬板模型厚度的2/3，韧性层厚度为泡沫衬板模型厚度的1/3。
按上述方案，所述的消失模涂料采用的是桂林6号或桂林5号消失模涂料。桂林6号或桂林5号的生产厂家为桂林市中南铸冶材料研究所，其中主要成分铝矾土、石英粉、酚醛树脂、白乳，钙膨润土和适量的水，消失模涂料的作用在于支撑和保护泡沫模型、防止液态金属渗入砂子和粘砂、吸收分解产物和让分解气体通过涂层、保持泡沫模型挥发后形成的型腔的完整、并保持液态金属热量不会很快散发。
按上述方案，步骤7）得到的所述的双液双金属复合耐磨衬板再进行980~1000℃下热处理淬火，然后在260~300℃下回火。
本发明是将泡沫制成图纸要求的衬板模型，涂制消失模涂料在40-50度烘房烘干后，置于砂箱内加干砂、振动，连接浇注***，抽负压铸型紧实，浇注耐磨铁水，然后再浇注钢水，此时衬板模型气化，使两种金属液凝固冷却冶金结合成一整体衬板，尺寸精确，表面光洁，提高了生产效率，而且干砂反复使用降低了生产成本，可以连续批量生产。在浇注过程中浇注温度过高易使两种金属液互熔混合，若浇注温度过低易使两种材料不能良好结合的缺陷。由于是两种浇注***在浇注过程中负压由0.07mpa降到0.02mpa，若出现漏气就塌箱造成整个过程失败，浇注衬板模型涂料强度不够，受二次浇注热冲击冲刷易使衬板产品变形塌箱缺陷，衬板涂层过厚也能使产品出现气孔等缺陷。
本发明的有益效果在于：消失模铸造双液双金属复合衬板能拓展耐磨双金属、耐热双金属、耐蚀双金属、黑色双金属复合，有色金属复合、各种牌号金属板件上下复合，具有尺寸精度高，表面光洁，消失模铸造双液双金属复合衬板完整的冶金结合，提高了使用寿命，节省了大量昂贵的金属材料，解决了一整体件耐磨性与韧性难以匹配的难点问题，克服了用消失模浇注两种铁水不混合不塌箱的难点问题。消失模铸造双液双金属复合耐磨衬板，内部结构稳定均匀，解决了各种缺陷，与传统工艺产品相比占有很好的优势，投资少、应用范围广，能大批量生产，有显著的经济效益，节能、节资、增产、减少污染等特点。
附图说明
图1为本发明的消失模铸造双液双金属复合耐磨衬板结构示意图；
图2为双液双金属复合耐磨衬板的结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例进一步介绍本发明，但是实施例不会构成对本发明的限制。
本发明的消失模铸造双液双金属复合耐磨衬板的工艺如下：
图纸→制模→安装两个浇注***→涂料→烘干→装箱→振动→覆盖塑料薄膜→安放两个浇口杯→抽负压→堵塞铸钢浇口→浇注耐磨铁水→堵塞耐磨浇口→抽塞铸钢浇口→浇注钢水→关闭真空***→出箱清理打磨。
本发明的消失模铸造双液双金属复合耐磨衬板的工艺，包括有以下步骤：
1)按图纸尺寸要求制作出泡沫衬板模型，泡沫衬板模型包括有耐磨层和韧性层，其中耐磨层朝下，韧性层朝上；
2)在泡沫衬板模型上安装两个浇注***:耐磨层进铁水的下浇口(如图1)和韧性层进钢水的上浇口，其中，耐磨层进铁水的下浇口包括有首尾相连的耐磨直浇道2和耐磨内浇道3，韧性层进钢水的上浇口包括有首尾相连的铸钢直浇道9和铸钢内浇道8，耐磨层4朝下，韧性层7朝上，耐磨层4的厚度占整个泡沫衬板模型厚度的2/3，韧性层7的厚度占整个泡沫衬板模型厚度的1/3；
3)用桂林6号消失模涂料涂在泡沫衬板模型上，在40-50℃下烘烤8小时，使泡沫衬板模型的表面涂料干燥硬化具有较高强度；
4)将泡沫衬板模型装在消失模的砂箱5中加20-40目干石英砂12，在消失模的三维振动台上振实；
5)继续加满20-40目石英砂，然后用塑料膜10将砂箱覆盖密封，安装两个浇口杯，其中耐磨浇口杯1连接耐磨层进铁水的下浇口的耐磨直浇道2，铸钢浇口杯11连接韧性层进钢水的上浇口的铸钢直浇道9，启动消失模的真空***通过消失模砂箱上的气道6抽真空，以紧固铸型；
6)首先浇注耐磨铁水通过计算控制铁水重量，测温仪检测温度，在1450℃下进行浇注，将耐磨铁水浇入耐磨层进铁水的下浇口，保持负压表在0.05mpa，然后再浇注钢水，测温仪检测温度，在1560℃下进行浇注，将钢水浇入韧性层进钢水的上浇口；
7)浇注完毕4-6分钟后，关闭消失模的真空***直至双液双金属复合耐磨衬板凝固冷却出箱。
本发明的采用消失模铸造双液双金属复合耐磨衬板工艺有很多技术关键点：
1）消失模铸造双液双金属复合耐磨衬板在负压抽气进行二次浇注过程中有间隔时间，若负压表过低铸型强度容易塌箱；
解决办法：浇注耐磨铁水前，用耐火隔热材料制作与铸钢浇口杯吻合不透气的专用塞堵住铸钢浇口杯，耐磨铁水浇注完毕后同上堵住耐磨浇口杯，浇注铸钢时抽出铸钢浇口杯上的专用塞浇注钢水，始终控制负压在0.05mpa保持铸型有足够的强度不塌箱；
2）消失模铸造双液双金属复合耐磨衬板经过二次浇注，先浇注耐磨铁水，占衬板总厚度2/3后浇铸钢占衬板总厚度1/3，保持双液金属不混合或出现分层现象，控制耐磨铁水浇注温度1450℃，间隔4-6分钟，1560℃浇注钢水，使两种金属冶金结合；
3）消失模铸造双液双金属耐磨衬板经浇注成型后，进行980~1000℃热处理淬火，然后260~300℃回火，检测耐磨层硬度HRC55~62，金相组织M+Cr7C3+残A，对双金属衬板产品进行破坏性试验，用326kg重圆柱金属体悬吊6.5m高处自由落体锤击衬板，反复10次未出现断裂破损。
本发明的消失模铸造双液双金属耐磨衬板装机应用考核：
1.装φ3米x11.5米球磨机上磨水泥应用2年10个月；
2.装φ3.2米x13米球磨机上磨水泥2年11个月，衬板稍有磨损，使传统产品相比，经测试提高寿命5倍以上；
3.装φ3.6米x6米湿式球磨机上磨铁矿与传统产品相比提高了3~4倍使用寿命；
4.装φ5.03米x6.4米大型湿式球磨机磨铁矿，经开仓检查比传统产品提高3倍寿命；
实际应用实例，用行车吊着一个圆钢，从6.5米高的位置脱离吊钩，打击在下面衬板上，该衬板为新产品《消失模铸造双液双金属复合耐磨衬板》，打击10次未破裂，消失模铸造双液双金属复合耐磨衬板能承受如此大的冲击力，在顶级φ6米大型球磨机上服役是安全的，绝对不会出现断裂，即使在φ10米的球磨机上应用也是安全的。
Claims (4)
1.消失模铸造双液双金属复合耐磨衬板的工艺，其特征在于包括有以下步骤：
1)按图纸尺寸要求制作出泡沫衬板模型，泡沫衬板模型包括有耐磨层和韧性层，其中耐磨层朝下，韧性层朝上；
2)在泡沫衬板模型上安装两个浇注***:耐磨层进铁水的下浇口和韧性层进钢水的上浇口；
3)用消失模涂料涂在泡沫衬板模型上，在40-50℃下烘烤7-9小时，使泡沫衬板模型的表面涂料干燥硬化；
4)将泡沫衬板模型装在消失模的砂箱中加20-40目干石英砂，在消失模的三维振动台上振实；
5)继续加满20-40目干石英砂，然后用塑料膜将砂箱覆盖密封，安装两个浇口杯分别连接耐磨层进铁水的下浇口的耐磨直浇道和韧性层进钢水的上浇口的铸钢直浇道，启动消失模的真空***通过消失模砂箱上的气道抽真空，以紧固铸型；
6)首先浇注耐磨铁水，在1450℃下进行浇注，将耐磨铁水浇入耐磨层进铁水的下浇口，保持负压表在0.05MPa ，然后再浇注钢水，在1560℃下进行浇注，将钢水浇入韧性层进钢水的上浇口；
7)浇注完毕4-6分钟后，关闭消失模的真空***直至双液双金属复合耐磨衬板凝固冷却出箱。
2.按权利要求1所述的消失模铸造双液双金属复合耐磨衬板的工艺，其特征在于所述的耐磨层厚度为泡沫衬板模型厚度的2/3，韧性层厚度为泡沫衬板模型厚度的1/3。
3.按权利要求1或2所述的消失模铸造双液双金属复合耐磨衬板的工艺，其特征在于所述的消失模涂料采用的是桂林6号或桂林5号消失模涂料。
4.按权利要求1或2所述的消失模铸造双液双金属复合耐磨衬板的工艺，其特征在于步骤7）得到的所述的双液双金属复合耐磨衬板再进行980~1000℃下热处理淬火，然后在260~300℃下回火。
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