專利名稱：一種窄結(jié)晶溫度范圍銅合金的制造工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種銅合金的制造工藝方法，尤其涉及一種窄結(jié)晶溫度范圍銅合金的制造工藝方法，其屬于冶金、鑄造技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鑄造銅合金中部分高強(qiáng)度黃銅、鋁青銅的凝固溫度范圍Atc < 40°C，屬窄結(jié)晶溫度范圍的鑄造銅合金；在該類合金中加入適量的鋁、錳、鐵后材料在性能上、成本上都比其它鑄造銅合金有明顯優(yōu)勢，因此已廣泛的用于制作高強(qiáng)度耐磨零件(如耐磨板、滑塊、渦輪等)、重型機(jī)器上受摩擦和承受重載荷的大型齒輪、重型螺桿等。由于黃銅、鋁青銅合金收縮率大，易吸氣氧化，所以極易造成鑄件產(chǎn)生縮孔、夾雜缺陷。而目前國內(nèi)對該材料的制作方法一般采用底注工藝。底注工藝的目的是讓金屬液充型平穩(wěn)，避免澆注過程中的金屬液在型腔內(nèi)產(chǎn)生飛濺、翻騰現(xiàn)象和降低金屬液對型腔的沖刷，減少鋁、錳產(chǎn)生二次氧化夾雜的缺陷。但在實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)，底注工藝的澆注并不平穩(wěn)，在澆注壓頭和銅液良好流動(dòng)性的作用下，金屬液從底部的內(nèi)澆道進(jìn)入型腔時(shí)呈不穩(wěn)定翻滾現(xiàn)象，當(dāng)型腔內(nèi)的金屬液上升到一定高度時(shí)仍少許的不穩(wěn)定，這極易使鋁、錳產(chǎn)生二次氧化，形成夾雜缺陷。此工藝的另一不足由于窄結(jié)晶溫度范圍銅合金呈逐層凝固的特點(diǎn)，易在冒口根部形成縮孔。主要在于該工藝不利于順序凝固。因?yàn)殂~液從底部進(jìn)入型腔至冒口，從順序上可以看到，最先進(jìn)入型腔的銅液最后進(jìn)入冒口，所以冒口內(nèi)的銅液溫度相對較低，形成反順序凝固現(xiàn)象，使補(bǔ)縮通道擴(kuò)張角(向著冒口相反方向)對著鑄件下放內(nèi)澆道張開，從而降低了冒口的補(bǔ)縮能力，造成冒口根部出現(xiàn)縮孔。在采取補(bǔ)澆冒口的情況下，補(bǔ)澆冒口的銅液極易帶動(dòng)上浮在冒口內(nèi)的雜質(zhì)下潛到尚處于半凝固狀態(tài)的鑄件中形成夾雜缺陷。經(jīng)底注工藝澆注的鑄件75%在冒口根部出現(xiàn)縮孔在鑄件頂部同時(shí)發(fā)現(xiàn)夾雜。經(jīng)底注工藝澆注的鑄件75%在冒口根部出現(xiàn)縮孔，在鑄件頂部同時(shí)發(fā)現(xiàn)夾雜。為獲得一個(gè)合格無縮孔、縮松的產(chǎn)品就必須加大冒口尺寸，從而降低了工藝出品率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種窄結(jié)晶溫度范圍銅合金的制造工藝方法，以消除鑄件的夾雜、縮孔、縮松、氣孔、對流等鑄造缺陷，提高產(chǎn)品的合格率和材料利用率，同時(shí)達(dá)到節(jié)能減排的目的。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下一種窄結(jié)晶溫度范圍銅合金的制造工藝方法，包括如下步驟a.金屬液依次經(jīng)過直澆道、橫澆道和內(nèi)澆道的導(dǎo)流后被輸送，實(shí)現(xiàn)金屬液的進(jìn)給；b.導(dǎo)流后的金屬液經(jīng)過冒口進(jìn)入型腔，所述冒口對型腔中的金屬液進(jìn)行補(bǔ)縮處理，所述金屬液在型腔中凝固完成澆鑄。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是冒口的補(bǔ)縮效率由采用底注時(shí)的 15-20%增加為30-35%;通過對冒口補(bǔ)縮效率和補(bǔ)縮能力的計(jì)算，減小冒口，生產(chǎn)的鑄件其各項(xiàng)指標(biāo)明顯高于底注工藝，并保持著很高的強(qiáng)度、硬度和良好的塑性；鑄件質(zhì)量穩(wěn)定，解決了設(shè)備在運(yùn)行中破碎事故的發(fā)生。本綜合了頂注、底注、旋轉(zhuǎn)鑄造及順序凝固的優(yōu)點(diǎn)，易于冒口補(bǔ)縮，鑄件經(jīng)滲透檢驗(yàn)無夾雜、裂紋、縮松、縮孔的鑄造缺陷。在省去了點(diǎn)澆冒口的操作同時(shí)又比傳統(tǒng)底注工藝節(jié)省了約15%的銅水，不僅降低了資源、能源的損耗而且還提高了鑄件的工藝出品率。


圖1為本發(fā)明的工藝流程結(jié)構(gòu)示意圖；在圖中，1、直澆道；2、橫澆道；3、內(nèi)澆道；4、冒口 ；5、型腔。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。一種窄結(jié)晶溫度范圍銅合金的制造工藝方法，包括如下步驟a.金屬液依次經(jīng)過直澆道1、橫澆道2和內(nèi)澆道3的導(dǎo)流后被輸送，實(shí)現(xiàn)金屬液的進(jìn)給；b.導(dǎo)流后的金屬液經(jīng)過冒口 4進(jìn)入型腔5，所述冒口 4對型腔5中的金屬液進(jìn)行補(bǔ)縮處理，所述金屬液在型腔5中凝固完成澆鑄。針對生產(chǎn)發(fā)現(xiàn)的問題，根據(jù)合金凝固收縮大的特點(diǎn)，控制鑄件按順序凝固的原則進(jìn)行最為理想，即遠(yuǎn)離冒口 4的部分(最先進(jìn)入型腔5的)最先凝固，然后靠近冒口 4的部分再凝固，最后才是冒口 4本身凝固。由此可見，最好在遠(yuǎn)離澆口和冒口 4 一端到冒口 4 與澆口之間建立一個(gè)遞增的溫度梯度。本發(fā)明以適當(dāng)?shù)臐沧⑺俣?，在傾斜狀態(tài)下一次性將銅液全部澆注完，再把砂型按一定方向向上旋轉(zhuǎn)90°進(jìn)行垂直或砂型在接近垂直狀態(tài)下凝固。其優(yōu)點(diǎn)是流量大、流速低，充型更加平穩(wěn)，避免產(chǎn)生二次氧化，利于雜質(zhì)上?。煌瑫r(shí)由于全部的金屬液均需流經(jīng)冒口 4進(jìn)入型腔5，使冒口 4處金屬液的溫度比型腔5最前端金屬液的溫度高了很多，從而可以保證冒口 4里的金屬液凝固要晚于型腔5中的，提高了冒口 4 的補(bǔ)縮效率；在旋轉(zhuǎn)過程中還可驅(qū)動(dòng)未凝固的金屬液產(chǎn)生強(qiáng)迫對流，機(jī)械振動(dòng)可使晶粒得到細(xì)化，成分均勻、組織致密。本發(fā)明中所述的澆注速度和流量可以通過改變直澆道1、橫澆道2和內(nèi)澆道3的幾何尺寸得以控制。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種窄結(jié)晶溫度范圍銅合金的制造工藝方法，其特征在于包括如下步驟a.金屬液依次經(jīng)過直澆道(1)、橫澆道( 和內(nèi)澆道C3)的導(dǎo)流后被輸送，實(shí)現(xiàn)金屬液的進(jìn)給；b.導(dǎo)流后的金屬液經(jīng)過冒口(4)進(jìn)入型腔(5)，所述冒口(4)對型腔(5)中的金屬液進(jìn)行補(bǔ)縮處理，所述金屬液在型腔(5)中凝固完成澆鑄。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種銅合金的制造工藝方法，尤其涉及一種窄結(jié)晶溫度范圍銅合金的制造工藝方法，其屬于冶金、鑄造技術(shù)領(lǐng)域。它提供一種窄結(jié)晶溫度范圍銅合金的制造工藝方法，以消除鑄件的夾雜、縮孔、縮松、氣孔、對流等鑄造缺陷，提高產(chǎn)品的合格率和材料利用率，同時(shí)達(dá)到節(jié)能減排的目的，其主要包括如下步驟a.金屬液依次經(jīng)過直澆道、橫澆道和內(nèi)澆道的導(dǎo)流后被輸送，實(shí)現(xiàn)金屬液的進(jìn)給；b.導(dǎo)流后的金屬液經(jīng)過冒口進(jìn)入型腔，所述冒口對型腔中的金屬液進(jìn)行補(bǔ)縮處理，所述金屬液在型腔中凝固完成澆鑄。
文檔編號(hào)B22C9/08GK102240779SQ20111022341
公開日2011年11月16日 申請日期2011年8月5日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月5日
發(fā)明者姜全, 孫秉通, 宇智敏, 宮曉華, 李云, 李宗友, 王晗, 王福興, 高春鷹 申請人:煙臺(tái)魯寶有色合金有限公司