双金属铸造耐磨材料

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1、双金属铸造耐磨材料双金属铸造概述双金属铸造概述双金属铸造是指把两种或两种以上双金属铸造是指把两种或两种以上具有不同特征的金属材料铸造成为具有不同特征的金属材料铸造成为完整的铸件，使铸件的不同部位具完整的铸件，使铸件的不同部位具有不同的性能，以满足使用要求。有不同的性能，以满足使用要求。通常一种合金具有较高的力学性能，通常一种合金具有较高的力学性能，另一种或几种合金则具有抗磨、耐另一种或几种合金则具有抗磨、耐蚀、耐热等特殊使用性能。蚀、耐热等特殊使用性能。 双金属铸造工艺双金属铸造工艺双金属铸造工艺常见的有镶铸工艺、双金属复双金属铸造工艺常见的有镶铸工艺、双金属复合铸造工艺。合铸造工艺。将一种或

2、几种合金预制成一定形状的镶块，镶将一种或几种合金预制成一定形状的镶块，镶铸到另一种合金液体内，得到兼有两种或多种铸到另一种合金液体内，得到兼有两种或多种特性的双金属铸件，即谓镶铸工艺。特性的双金属铸件，即谓镶铸工艺。将两种不同成分、不性能的铸造合金分别熔化将两种不同成分、不性能的铸造合金分别熔化后，按特定的浇注方式或浇注系统，先后浇人后，按特定的浇注方式或浇注系统，先后浇人同一铸型内，即称双金属复合铸造工艺。同一铸型内，即称双金属复合铸造工艺。 一、双金属复合铸造一、双金属复合铸造1.1 双金属铸造材料选择双金属铸造材料选择双金属铸件由衬垫层、过渡层和双金属铸件由衬垫层、过渡层和抗磨层组成，衬

3、垫层由塑性和韧性抗磨层组成，衬垫层由塑性和韧性高的金属材料形成，常用高的金属材料形成，常用ZG230450或或ZG270500铸钢。以使铸件铸钢。以使铸件能承受较大的冲击载荷。抗磨层多能承受较大的冲击载荷。抗磨层多用高铬白口抗磨铸铁，过渡层为两用高铬白口抗磨铸铁，过渡层为两种金属的熔融体。种金属的熔融体。 1.2 熔铸工艺特点熔铸工艺特点熔炼采用两种铸造合金各自原用的熔炼工艺。熔炼采用两种铸造合金各自原用的熔炼工艺。两种不同的铸造合金液体按先后次序通过各自两种不同的铸造合金液体按先后次序通过各自的浇道注入同一个铸型内。两种合金液体的浇的浇道注入同一个铸型内。两种合金液体的浇注时间需保持一定的时

4、间间隔。熔点高密度大注时间需保持一定的时间间隔。熔点高密度大的钢液先浇注，熔点低密度小些的铁液后浇注。的钢液先浇注，熔点低密度小些的铁液后浇注。浇注工艺的关键是严格控制两种合金液体的浇浇注工艺的关键是严格控制两种合金液体的浇注间隔时间。一般当钢层的表面温度达注间隔时间。一般当钢层的表面温度达9001400时，可浇注铁液。时，可浇注铁液。 浇注温度高，铁层厚度较厚，钢液、浇注温度高，铁层厚度较厚，钢液、铁液浇注间隔时间可以适当长些。铁液浇注间隔时间可以适当长些。一般说来，抗磨层铁液含合金量越一般说来，抗磨层铁液含合金量越多，浇注温度应高些。浇注速度应多，浇注温度应高些。浇注速度应采取快浇为宜。实

5、际生产中，均是采取快浇为宜。实际生产中，均是通过冒口或铸型专设的窥测孔用肉通过冒口或铸型专设的窥测孔用肉眼判断钢层表面温度，也可用测温眼判断钢层表面温度，也可用测温仪测定钢层表面温度，以便确定铁仪测定钢层表面温度，以便确定铁液注入型腔的最佳时间间隔。液注入型腔的最佳时间间隔。为防止结合层氧化，在钢液表面覆为防止结合层氧化，在钢液表面覆盖保护剂。保护剂应具有防氧化，盖保护剂。保护剂应具有防氧化，流动性好，熔点低，气化温度高的流动性好，熔点低，气化温度高的特点。一般采用脱水硼砂。当铁液特点。一般采用脱水硼砂。当铁液随后浇人型腔时，覆盖在钢表面上随后浇人型腔时，覆盖在钢表面上的保护剂被铁液流冲溢至铸

6、型的溢的保护剂被铁液流冲溢至铸型的溢流槽中，完成其保护结合层的作用。流槽中，完成其保护结合层的作用。1.3 双金属复合铸件的热处理双金属复合铸件的热处理 根据双金属复合铸件的冷却条件和铸态组织，根据双金属复合铸件的冷却条件和铸态组织，选定合适的热处理工艺。以选定合适的热处理工艺。以ZG230450钢和高钢和高铬铸铁复合铸件为例，说明选定热处理工艺的铬铸铁复合铸件为例，说明选定热处理工艺的方法。方法。 1.4 双金属复合铸件实例双金属复合铸件实例1、风扇磨煤机冲击板的铸型工艺、风扇磨煤机冲击板的铸型工艺2、球磨机衬板铸造工艺图、球磨机衬板铸造工艺图二、双金属复合镶铸二、双金属复合镶铸2.1 镶铸

7、用材的选用镶铸用材的选用 镶铸用材由镶块镶铸用材由镶块(条条)和母材组成。镶块和母材组成。镶块(条条)的的材质要具有高的硬度，抗磨性，对其综合性能材质要具有高的硬度，抗磨性，对其综合性能要求不高，常选用高铬白口铸铁、硬质合金要求不高，常选用高铬白口铸铁、硬质合金(如如GT35等等)。母材的金属应有高的韧性，良好的。母材的金属应有高的韧性，良好的耐磨性，良好的流动性，与镶块的热膨胀系数耐磨性，良好的流动性，与镶块的热膨胀系数接近，与镶块的热处理工艺相匹配。常用接近，与镶块的热处理工艺相匹配。常用30CrMnSi铸钢和铸钢和ZG270500铸钢。铸钢。2.2 镶块的几何尺寸与布置镶块的几何尺寸与布

8、置应根据镶块部位的铸件形状来设计应根据镶块部位的铸件形状来设计镶块的几何尺寸，同时还应考虑到，镶块的几何尺寸，同时还应考虑到，使其与母材能牢固地结合而又不造使其与母材能牢固地结合而又不造成母液太大的流动阻力和形成较大成母液太大的流动阻力和形成较大的应力集中现象。一般镶块的横断的应力集中现象。一般镶块的横断面多呈梯形、圆形或椭圆形，镶块面多呈梯形、圆形或椭圆形，镶块应致密，表面洁净。应致密，表面洁净。镶块应布置在铸件磨损最严重的部镶块应布置在铸件磨损最严重的部位，同时又要避免使母液流动过度位，同时又要避免使母液流动过度受阻，以免在镶块受阻，以免在镶块(条条)之内出现冷隔之内出现冷隔或浇不足等缺陷

9、。或浇不足等缺陷。镶块镶块(条条)总重占母材总重的比例，视总重占母材总重的比例，视镶铸部位的抗磨性和韧性而定。母镶铸部位的抗磨性和韧性而定。母材重与镶块重之比一般为材重与镶块重之比一般为10：1，要，要求镶铸部位有更好的抗磨性。镶块求镶铸部位有更好的抗磨性。镶块的固定采用固定内冷铁的方法。的固定采用固定内冷铁的方法。2.3 造型工艺造型工艺铸型：干砂型或金属型。铸型：干砂型或金属型。干砂型的面砂可采用水玻璃砂，背砂用粘土砂。干砂型的面砂可采用水玻璃砂，背砂用粘土砂。砂型烘干温度为砂型烘干温度为250300。浇注系统：采取。浇注系统：采取母液母液(如铸钢等如铸钢等)的浇注系统。的浇注系统。在铸件

10、最冷端开设溢流槽，排除最冷的母液。在铸件最冷端开设溢流槽，排除最冷的母液。利用最先进入型腔的高温母液加热镶块是得到利用最先进入型腔的高温母液加热镶块是得到结合牢固的镶铸件的有效工艺措施。结合牢固的镶铸件的有效工艺措施。2.4 热处理工艺热处理工艺应根据所用母材来确定最合适的热应根据所用母材来确定最合适的热处理工艺。母材选用处理工艺。母材选用30CrMnSiTi钢钢时，热处理可采用图时，热处理可采用图1的工艺规范，的工艺规范，淬火介质为水或者油。选用哪一种淬火介质为水或者油。选用哪一种淬火介质主要应视母材的含碳量而淬火介质主要应视母材的含碳量而定。碳高采用油淬，碳低采用水淬。定。碳高采用油淬，碳低采用水淬。2.5 镶铸件镶铸工艺实例镶铸件镶铸工艺实例2.5.1 破碎机锤头破碎机锤头铸铸 件件 重：重：812kg。镶块材质：高铬白口铸铁，呈圆柱形镶块材质：高铬白口铸铁，呈圆柱形母材材质：母材材质：ZG270500铸钢。铸钢。2.5.2 风扇磨煤机冲击板风扇磨煤机冲击板铸件重：铸件重：55kg镶条：高铬白口铸铁，呈梯形长镶条：高铬白口铸铁，呈梯形长条状，以利于牢固地镶嵌，减少条状，以利于牢固地镶嵌，减少母液流动阻力。母液流动阻力。 母材：母材：30CrMnSiTi。