[发明专利]连铸热复合装置及制备铜铅合金-钢轴瓦材料的方法有效

专利信息
申请号: 200810150089.4 申请日: 2008-06-20
公开(公告)号: CN101298082A 公开(公告)日: 2008-11-05
发明(设计)人: 武剑博;刘春溪;刘文斌;赵峰彦;王英芳;李亚维 申请(专利权)人: 中国船舶重工集团公司第十二研究所
主分类号: B21B1/46 分类号: B21B1/46;B22D11/11;B22D11/114;B22D11/18;B22D11/112;B22D11/06;B22D11/124
代理公司: 西安弘理专利事务所 代理人: 罗笛
地址: 71310*** 国省代码: 陕西;61
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摘要:
搜索关键词: 连铸热 复合 装置 制备 铅合金 轴瓦 材料 方法
【说明书】:

技术领域

发明属于金属材料成型加工技术领域,具体涉及一种双金属材料的连铸热复合装置,本发明还涉及利用该装置制备铜铅合金-钢轴瓦材料的方法。

背景技术

铜铅合金-钢轴瓦材料是制造轴瓦的坯料,其以钢板为瓦背,铜铅合金为瓦衬,在一定条件下将铜铅合金和钢结合在一起,即在钢板上浇铸一层铜铅合金,构成铜铅合金-钢双金属轴瓦材料;该轴瓦材料的各组分之间相互补充,形成优异的综合性能,广泛用于船舶、航空、汽车等高性能内燃机轴瓦的制造。

目前,制备铜铅合金轴瓦材料的方法主要有:静止浇铸法、离心浇铸法、颗粒感应离心浇铸法、粉末冶金烧结轧制复合等方法。

静止浇铸法是将铜铅合金液直接浇铸到钢背内表面形成冶金结合。其工艺简单,但工艺参数难以有效控制,铸造缺陷、合金液易偏析等问题限制了该方法的应用。

离心浇铸法,先将瓦背加工成圆管形,内表面经清洗并浸镀1000℃熔融硼砂后,快速夹持于卧式离心浇注机上,开动浇注机,将预先熔炼好的铜铅合金液浇注到旋转的钢壳内,旋转很短的时间后,用水急速冷却至常温,形成轴瓦坯料。此方法适合小批量单件生产,产品质量与工人操作水平关系较大,质量稳定性差,并且普遍存在铅的偏析现象,影响内燃机的安全可靠性。

颗粒感应离心浇铸法是将冷态钢壳夹持于卧式离心浇注机上,开动浇注机,将预先制备好的铜铅合金颗粒加上辅料,用压缩空气吹入旋转的钢壳内,将感应加热器套在钢壳上,接通中频电源,加热到1150℃,停止加热,感应器脱离钢壳,用水急速冷却至常温。此方法与静止浇铸和离心浇铸相比,虽然降低了工人的劳动强度,但铅的偏析现象依然存在。

粉末冶金烧结轧制复合法,先制备粉末状的铜铅合金材料,再将该铜铅合金粉末平铺在钢板上,然后置于800℃~900℃的温度中烧结轧制,这种方法工艺复杂,得到的轴瓦坯料,组织致密性较差,不能满足大功率柴油机对轴瓦材料的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种连铸热复合装置,将钢板输送、钢板预热、合金熔炼、双金属热复合、冷却和轧制等系统组合为一整体装置,实现了双金属热复合板材的自动化生产,提高生产效率。

本发明的另一目的是提供利用上述装置制备铜铅合金-钢轴瓦材料的方法,解决了现有技术制得的铜铅合金-钢轴瓦材料,存在的组织偏析、承载能力低、使用寿命短和质量稳定性差的问题。

本发明所采用的技术方案是,一种连铸热复合装置,包括固定于地基上的支架,支架上按钢板的进给方向依次固接有钢板输送装置、火帘密封装置A、密封加热通道、火帘密封装置B、冷却装置和滚压轧制装置,

火帘密封装置A、密封加热通道和火帘密封装置B构成密封的钢板预热系统,密封加热通道内按钢板进给方向依次设置有感应加热及辐射加热装置和合金层滚压整平装置,密封加热通道的上方设置有气体保护装置,气体保护装置与密封加热通道相通,

密封加热通道的上方还设置有通过保持架固定于支架上的合金熔体保温装置、合金熔体保温装置内部安装有搅拌器,合金熔体保温装置的后上方设置有固定于地基上的合金熔炼装置,

所述密封加热通道与合金熔体保温装置之间设置有浇铸及流量控制装置,浇铸及流量控制装置包括滑动水口、伺服电动缸、斜槽浇道和控制装置,滑动水口分别与合金熔体保温装置底部的出口、斜槽浇道和伺服电动缸相连接,并由伺服电动缸带动滑动,斜槽浇道从顶部伸入密封加热通道内并位于感应加热及辐射加热装置和合金层滚压整平装置之间,其出口位于钢板的上方,

冷却装置位于钢板的下方,包括流量阀控制的多排喷嘴,所有喷嘴的出口都朝向钢板。

本发明所采用的另一技术方案是,利用上述装置制备铜铅合金-钢轴瓦材料的方法,按以下步骤进行:

首先,将冷轧钢板或钢带进行加工,得到槽钢形式的钢板,对该钢板进行预处理;

然后,采用连铸热复合装置,将铜铅合金与钢板热复合,

具体步骤:

步骤1:将铜和铅放入一合金熔炼装置中,采用中频熔炼技术,将铜和铅加热至1130℃~1250℃,熔炼0.3小时~0.6小时,得到合金熔融液,然后,将该合金熔融液送入与合金熔炼装置连通的合金熔体保温装置,并将温度调节至液相线附近,启动合金熔体保温装置中设置的搅拌器,对合金熔体保温装置内的合金熔融液进行搅拌,形成温度为980℃~1100℃的合金浆料,

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