專利名稱：特殊性能鑄件的工作面合金化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鑄件的鑄造方法，特別是一種特殊性能鑄件的工作面合金化的方法。
目前，對于一些有特殊性能要求的鑄件，如高的耐磨性、耐腐蝕性、高硬度等性能要求的鑄件，一般都是在治煉的還原期中加入一定量按特殊性能要求的合金元素，經(jīng)混煉熔融后的鋼液注入鑄型內(nèi)，待冷凝、清砂處理即成。該鑄造方法獲得的鑄件大多是在現(xiàn)有鋼種，如高錳鋼等的基礎(chǔ)上，加入所需的鎢、鉬、鎳、鉻、釩等貴重元素重新獲得新鋼種，在實際研制中曾制做軋臼壁、破碎壁等圓柱工作面有特殊性能要求的鑄件，盡管采用該含有合金元素的新鋼種獲得的鑄件能滿足特殊性能要求，但是至今不能廣泛應(yīng)用。其原因就在于用上述方法獲得的鑄件中能夠獲得特殊性能所加入的合金元素，不僅分布在鑄件所需工作面，整個鑄件包括冒口部分也都含該合金元素。這樣不僅使貴重金屬用量增加，提高鑄件的成本，造成貴金屬的浪費，而且給不需要該特殊性能的非工作面的機械加工帶來了很大困難，費工，費時，浪費能源，也增加了機械加工的成本，降低了機械加工的效率。
也有的采用熱處理表面滲入法，堆焊法，涂鍍法等后處理手段使鑄件有特殊性能要求的工作面獲得所需合金元素。該方法不僅工藝復(fù)雜，需要有特殊工裝設(shè)備，增加投資，提高成本，而且有時滿足不了工作面的特殊性能要求。
本發(fā)明的目的是提供一種改進的鑄件鑄造方法，它采用獨特的鋼液注入工藝，使特殊性能鑄件的工作面合金化，將貴重合金元素集中在鑄件所需的特殊性能工作面，從而節(jié)約大量合金元素，便于鑄件機械加工，明顯降低制造成本，有效提高鑄件的使用壽命。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的該方法是將含有符合鑄件特殊性能要求的合金元素的鋼液與未含合金元素的鋼液，分別按順序連續(xù)注入鑄型內(nèi)，使含有合金元素的鋼液集中于鑄件有特殊性能要求的工作面上。
由于本發(fā)明采用獨特的鋼液注入工藝，使鑄件工作面合金化，而不以表面滲入或堆焊的后處理方式，即能獲得特殊性能要求工作面的鑄件，所以能從根本上克服傳統(tǒng)鑄造或后處理等方法存在的問題，將貴重合金元素集中使用在鑄件所需的特殊性能工作面上，非特殊性能需要的工作面或其它部位不含合金元素，即節(jié)省了大量貴重合金元素，降低了鑄件成本，又有利于機械加工，省工、省時、節(jié)省能源，同時也有效地提高鑄件的使用壽命。因此，本發(fā)明極易推廣應(yīng)用。
以下結(jié)合附圖和實施方式對本發(fā)明進一步描述。


圖1是爐外加入合金元素的鑄造工藝流程圖。
圖2是圖1的俯視圖。
圖3是爐內(nèi)加入合金元素鑄造工藝流圖。
圖4是圖3的俯視圖。
圖5是爐外加入合金元素的另一種鑄造工藝流程圖。
圖6是爐內(nèi)加入合金元素的另一種鑄造工藝流程。
根據(jù)圖1-6詳細說明本發(fā)明的具體實施方式
。該方法主要適于鑄造破碎、研磨機械用的要求具有特殊性能的零件。一般以圓柱形或圓錐形鑄件為多，要求有特殊性能的工作面1部位往往是鑄件的一端(如圖1)或鑄件的圓周表面(如圖5)。本發(fā)明采用獨特的工作面合金化鑄造方法，使含有合金元素的鋼液集中于鑄件有特殊性能要求的工作面1上。鑄造時首先根據(jù)鑄件有特殊性能要求的工作面的部位，計算出所需合金元素的量和所需鋼液的量。然后將含有符合鑄件特殊性能要求的合金元素的鋼液與未含合金元素的鋼液，分別按順序連續(xù)注入鑄型內(nèi)，冷凝即得到特殊性能鑄件。
對于鑄件一端要求有特殊性能工作面的合金化方法操作步驟如下1、將鑄件要求有特殊性能工作面1的部位置于鑄型的底端，非特殊性能工作面2的部位置于鑄型的上端。采用底注式澆道7，利用切向直澆道8與型腔底部相通。
2、按型腔的大小計算特殊性能工作面1與非特殊性能工作面2所需含合金元素的鋼液量和未含合金元素的鋼液量。按鑄件要求分別冶煉鋼液。
3、含合金元素的鋼液形成，應(yīng)根據(jù)加入合金元素量的多少確定，爐內(nèi)加入合金元素或爐外加入合金元素兩種方法爐外加入法對于加入合金量相對鋼液總量較少時，采用此法。即先將所需合金元素制成顆粒，裝入帶閘板6的料倉5中，將熔煉合格的未含合金元素的鋼液出爐裝入鋼包4中。澆注時，先注入鋼包4中的鋼液，當其中鋼液即將注入到計算量時，立即開啟料倉5的閘板，使合金元素與流出鋼包4的鋼液均勻混合同時注入鑄型內(nèi)。該方法還可起到細化金屬晶粒作用。
爐內(nèi)加入法對于加入合金量相對鋼液總量較多時，采用此法。因合金元素量大，直接通過料倉進入鋼包流出的鋼液中，會降低澆注溫度，影響鑄件質(zhì)量，故采用冶煉爐內(nèi)加入合金元素的辦法，待合金元素與相應(yīng)量的鋼液混融合格后，即可出爐進入含合金元素的鋼包9中。
將按上述方法形成的含合金元素的鋼液與未含合金元素的鋼液分別按順序連續(xù)注入鑄型內(nèi)，具體做法是先注入未含合金元素的鋼液。因其是底注式，故先注入的鋼液沿澆道7進入鑄型內(nèi)，沿切向直澆道8旋入，鋼液旋轉(zhuǎn)沿型腔上移，后注入的含合金元素的鋼液最后進入型腔內(nèi)，將含合金元素的鋼液全部集中在特殊性能工作面1的部位。未含合金元素的非特殊性能工作面2及冒口3部位均不含合金元素。
對于鑄件圓周表面要求有特殊性能工作面合金化的操作步驟基本同上述步驟，只是將底注法改為離心澆注法，將鑄件要求有特殊性能工作面1的部位置于鑄型的外圓周，非特殊性能工作面2部位置于鑄型的內(nèi)圓周。澆注鋼液時先澆注含合金元素的鋼液，待其即將澆完時，立即接注未含合金元素的鋼液。
以φ2100mm圓錐破碎機軋臼壁、破碎壁為例比較如下軋臼壁鑄件重3750Kg，冒口重1100kg，共需鋼液4850kg。需要進一步提高耐磨性的使用部位在大口端，需要鋼液1200kg。用現(xiàn)有的工藝方法需加鉬量為2％計算4850×2％＝97kg，鉬鐵現(xiàn)價為100元／公斤鉬。加鉬后鑄件成本加大9700元。采用本申請專利的鑄造方法，鑄件成本加大只有2400元。
破碎壁鑄件重2700kg，冒口重900kg，共需鋼液為3600kg，需要進一步提高耐磨性而在大口一端加入2％的鉬，重為900kg。
用現(xiàn)有方法加鉬后，鑄件提高成本為3600×2％×100＝7200元，用本申請專利的鑄造方法，加鉬后，鑄件提高成本為900×2％×100＝1800元。
權(quán)利要求
1.一種特殊性能鑄件的工作面合金化方法，其特征在于將含有符合鑄件特殊性能要求的合金元素的鋼液與未含合金元素的鋼液，分別按順序連續(xù)注入鑄型內(nèi)，注入鑄型后含有合金元素的鋼液全部集中在鑄件有特殊性能要求的工作面部位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述含合金元素的鋼液采用爐外加入合金元素的辦法形成，即先將所需合金元素制成顆粒，再與熔煉出爐的鋼液均勻混合按規(guī)定注入鑄型內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述含合金元素的鋼液采用爐內(nèi)加入合金元素的辦法形成，即先將所需合金元素置入冶煉爐中，待與爐中鋼液混融合格后，按規(guī)定出爐進入鑄型內(nèi)。
全文摘要
一種特殊性能鑄件的工作面合金化方法,其中將含有符合鑄件特殊性能要求的合金元素的鋼液與未含合金元素的鋼液,分別按順序連續(xù)注入鑄型內(nèi),注入鑄型后含有合金元素的鋼液全部集中在鑄件有特殊性能要求的工作面部位。其優(yōu)點是采用獨特的鋼液注入工藝,使特殊性能鑄件的工作面合金化,將貴重合金元素集中在鑄件所需的特殊性能工作面,從而節(jié)約大量合金元素,便于鑄件機械加工,明顯降低制造成本,有效提高鑄件的使用壽命。
文檔編號B22D13/00GK1278465SQ00110549
公開日2001年1月3日 申請日期2000年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月19日
發(fā)明者廖澤明 申請人:廖澤明