一種真空澆鑄電加熱砂箱和利用其實(shí)現(xiàn)的雙金屬熱復(fù)合鑄造工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鑄造工藝領(lǐng)域，具體涉及一種真空澆鑄電加熱砂箱和利用其實(shí)現(xiàn)固體金屬-液體金屬熱復(fù)合的鑄造工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]在制作耐磨板等耗材類產(chǎn)品時(shí)，經(jīng)常會用到雙金屬澆鑄復(fù)合技術(shù)，所謂雙金屬澆鑄復(fù)合技術(shù)是指將兩種不同材質(zhì)結(jié)構(gòu)的金屬材料采用固-液或液-液方式在高溫下加熱復(fù)合，生成一種一面具備高韌性、另一面具備高硬度(耐磨性)的復(fù)合材料。在進(jìn)行固-液復(fù)合時(shí)，需要先制造出砂型，再將固體金屬(基體層)部分放入砂型中，合箱后將砂箱整體放入到箱式加熱爐中加熱到一定溫度后再取出放入澆鑄室進(jìn)行澆鑄。在這一過程中，砂型傳熱緩慢導(dǎo)致加熱時(shí)間較長，影響生產(chǎn)效率，并且預(yù)先涂抹的抗氧化劑容易在長時(shí)間加熱狀態(tài)下?lián)]發(fā)；砂型加熱后取出放入澆鑄室的工序較繁瑣且具有一定危險(xiǎn)性，在此過程中容易喪失熱量，導(dǎo)致澆鑄時(shí)基體層表面溫度達(dá)不到要求。以上情況均容易導(dǎo)致金屬復(fù)合面咬合程度不足，甚至產(chǎn)生氧化層，嚴(yán)重影響使用壽命和生產(chǎn)安全。
[0003]除此以外，現(xiàn)有技術(shù)中在制作砂型時(shí)所采用的型砂通常為水玻璃砂，水玻璃砂特點(diǎn)在于強(qiáng)度高，粘接力高，但水玻璃砂生產(chǎn)成本高，鑄造成型后開箱時(shí)需要人力或機(jī)械破碎，回收不便，導(dǎo)致整個鑄造工序成本增高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于:提供一種真空澆鑄電加熱砂箱和利用其實(shí)現(xiàn)固體金屬-液體金屬熱復(fù)合的鑄造工藝，通過以下技術(shù)實(shí)現(xiàn):
[0005]一種真空澆鑄電加熱砂箱，包括箱體、感應(yīng)線圈和水冷裝置，其特征在于，箱體內(nèi)設(shè)置有抽真空管，箱體內(nèi)壁設(shè)置有密封絕緣層。
[0006]作為優(yōu)選所述感應(yīng)線圈由中空無縫鋼管或銅管依箱體盤旋環(huán)繞而成，感應(yīng)線圈一端與水冷裝置的進(jìn)水口相連接，對應(yīng)的另一端與水冷裝置的出水口相連接。
[0007]作為優(yōu)選，所述箱體外部設(shè)置有支撐層。
[0008]作為優(yōu)選，所述箱體頂部設(shè)置有掛孔。
[0009]作為優(yōu)選，所述箱體是長方體或圓柱體。
[0010]一種利用前述真空澆鑄電加熱砂箱實(shí)現(xiàn)的雙金屬熱復(fù)合的鑄造工藝，包括以下步驟:
[0011]a.制作復(fù)合金屬的基體層；
[0012]b.對基體層進(jìn)行預(yù)處理；
[0013]c.制作復(fù)合填充層，并在填充層上預(yù)先制作出澆鑄口，將復(fù)合填充層粘貼在基體層的對應(yīng)位置，形成產(chǎn)品復(fù)合體；
[0014]d.在產(chǎn)品復(fù)合體表面涂覆一層防沾砂高強(qiáng)度耐高溫涂料，涂覆完畢表干后將產(chǎn)品復(fù)合體放入電加熱砂箱；
[0015]e.在箱體內(nèi)壁和產(chǎn)品復(fù)合體之間填充干砂，填充時(shí)在干砂頂部留出澆鑄口位置，填充完畢后振動箱體，使干砂充分填充空隙；
[0016]f.在干砂表面密封一層塑料膜，并在塑料膜上再覆蓋一層干砂壓住塑料膜；
[0017]g.啟動抽真空機(jī)，將干砂抽緊；
[0018]h.啟動加熱箱體的感應(yīng)線圈，將產(chǎn)品復(fù)合體加熱至預(yù)設(shè)溫度，使復(fù)合填充層氣化，氣化后原復(fù)合填充層所在的位置形成高強(qiáng)度型腔；
[0019]1.通過澆鑄口澆入液體金屬，使液體金屬和基體層金屬充分復(fù)合；
[0020]j.關(guān)閉感應(yīng)線圈，待液體冷卻凝固后關(guān)閉抽真空機(jī)并釋放真空；
[0021]k.開箱傾倒干砂取出成型的復(fù)合金屬，進(jìn)行清砂、打磨和熱處理。
[0022]作為優(yōu)選，步驟b所述的預(yù)處理工序，包括:在基體層復(fù)合面鉆孔，對復(fù)合面進(jìn)行拋光打磨處理以及防氧化處理。
[0023]作為優(yōu)選，所述防氧化處理，包括采用清洗液清洗和涂覆防氧化涂料。
[0024]本發(fā)明的特點(diǎn)在于:
[0025]1.在制作金屬基體層后，對金屬基體層進(jìn)行了預(yù)處理，包括基體層復(fù)合面打孔、拋光打磨處理、防氧化處理。在基體層復(fù)合面打孔后，液體金屬能更好地與復(fù)合面融合，冷卻后咬合度更強(qiáng)；光潔處理后的復(fù)合面更平滑，防止了雜質(zhì)殘留在復(fù)合面導(dǎo)致融合度不夠的問題；防氧化處理后的復(fù)合面在融合時(shí)不容易產(chǎn)生氧化物，進(jìn)一步提高了復(fù)合面的咬合度。
[0026]2.產(chǎn)品復(fù)合體外涂覆了一層防沾砂高強(qiáng)度耐高溫涂料，將基體層和填充復(fù)合層整體包裹，涂料在表干后形成一層高強(qiáng)度殼體，在加熱后填充復(fù)合層氣化，原本填充復(fù)合層占據(jù)的空間形成澆鑄腔。因此可根據(jù)實(shí)際需要，調(diào)整填充復(fù)合層的形狀以達(dá)到所需要的鑄件形狀。
[0027]3.采用抽真空法的砂型緊實(shí)度高，不會塌砂，對鑄件包裹性和固定效果好，且抽真空后箱體內(nèi)無殘留氧氣，因此降低了復(fù)合面生成氧化物的可能性，提高了咬合度。
[0028]4.采用感應(yīng)線圈環(huán)繞利用電磁原理加熱，能保證基體層加熱無死角，與熱傳導(dǎo)方法相比，在復(fù)合面為不規(guī)則形狀時(shí)，能更好地保證復(fù)合面的預(yù)加熱溫度，提高復(fù)合成功率。
[0029]5.整合了制作砂型、預(yù)加熱和澆鑄步驟，整個流程集中在單一設(shè)備內(nèi)完成，極大地節(jié)約了生產(chǎn)工序，降低了生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)，節(jié)約了生產(chǎn)成本。
[0030]6.在制作砂型時(shí)使用干砂即可，無需再使用水玻璃砂，節(jié)約了生產(chǎn)成本，在鑄件冷卻成型后釋放真空，直接傾倒干砂即可取出鑄件，節(jié)約了工序，干砂回收率高，同時(shí)節(jié)約了成本。
[0031]7.與現(xiàn)有技術(shù)相比，整個流程煙霧、粉塵排放少，能源消耗低，原材料回收率高，達(dá)到了節(jié)能減排環(huán)保效果。
[0032]本發(fā)明的有益效果:提供了一種實(shí)現(xiàn)固體-液體雙金屬復(fù)合的方法，整個流程將制作砂型、預(yù)加熱和澆鑄環(huán)節(jié)整合在單一設(shè)備中完成，極大地節(jié)約了生產(chǎn)工序和生產(chǎn)成本，鑄件復(fù)合面清潔無氧化物殘留，咬合度高，使用壽命長。整個工藝流程達(dá)到了節(jié)能減排環(huán)保效果。
【附圖說明】
[0033]圖1是本發(fā)明所使用的電加熱砂箱的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖2是金屬基體層復(fù)合面的示意圖是；
[0035]圖3金屬基體層與復(fù)合填充層形成的產(chǎn)品復(fù)合層示意圖；
[0036]圖4是將產(chǎn)品復(fù)合層放入電加熱砂箱后進(jìn)行澆鑄時(shí)的示意圖；
[0037]圖5是利用本發(fā)明技術(shù)鑄造的一種圓錐破碎機(jī)軋臼壁分件的示意圖；
[0038]圖6是圖5的A-A向俯視圖；
【具體實(shí)施方式】
[0039]下列非限制性實(shí)施例用于說明本發(fā)明。
[0040]如圖1所示，一種真空澆鑄電加熱砂箱，包括箱體1，箱體I內(nèi)壁設(shè)置有密封絕緣層2，箱體I內(nèi)設(shè)置有抽真空管5，箱體I外壁設(shè)置有感應(yīng)線圈3，感應(yīng)線圈3由無縫鋼管構(gòu)成，末端連接水冷裝置的進(jìn)出水口 6，箱體I外部