[发明专利]双液双金属的消失模铸造复合破碎机锤头的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种消失模铸造双液双金属破碎机复合锤头的方法。

背景技术

消失模铸造相比于一般砂铸，如粘土砂、水玻璃砂、树脂砂等来说，大大简化了砂处理系统，型砂可全部重复使用，无需型砂制备工部和废砂处理工部；不合箱、不取模，大大简化了造型工艺，消除了因取模、合箱引起的铸造缺陷和废品；无需砂芯和制芯工部，根除了由于制芯、下芯造成的铸造缺陷和废品；落砂极其容易，大大降低了落砂的工作量和劳动强度。生产效率较高，是一种高效、节能的铸造方法。

专利文献CN102189245.A提出一种消失模铸造高铬铸铁和铸钢双液复合破碎机锤的工艺方法，其特点在于：在模样组成模组中使锤柄朝下，锤头朝上设置，由模样组成模组的连线为一上下连体的直浇道和内浇口。当两种金属材质由两炉同时分别熔炼至各应出炉温度时，把两种材质的金属液先后分别经过直浇道进入铸型，待铸件凝固冷却后清割浇冒口，即获得双金属复合锤头。1）该专利中虽然是采用的消失模铸造高铬铸铁和铸钢复合破碎机锤头，但是铸造工艺设计中采用了内浇道，这会增加生产成本；2）该专利中没有提供两种金属液的浇注温度，实际在制备双金属材料中，浇注温度的高低是形成两种金属凝固组织中过渡层或结合层厚度十分重要的环节；3）在该专利中提供了高铬铸铁的化学成分（重量百分比）：C：2.8-3.5％，Si：0.4-1.0％；Mn：0.8-3.0％；Cr：18-25％；W：0-2.5％；S≤0.05％；P≤0.1％。没有涉及复合锤头的热处理工艺，高铬铸铁在使用过程中其硬度值是决定其耐磨性或使用寿命的关键因素；4）该专利中涉及浇注锤柄材质钢水后，随时用冷铁球堵塞锤柄材质直浇口上口处，接着再浇注锤头材质高铬铸铁铁水至冒口顶部，在直浇道加冷铁球堵塞处理在生产过程中不利于生产效率的提高。5）该专利中涉及需要对锤柄部分浇注时定量浇注，在实际生产过程中不易控制，且同样不利于生产效率的提高。

王永梅在《金属铸锻焊技术》期刊中发表的论文“利用消失模铸造工艺制造双金属复合锤头”涉及到采用高铬铸铁和碳钢浇注成形的复合锤头，该文献中涉及的铸造工艺是：先将清理干净的钢板置入泡沫塑料中（将高铬铸铁液与碳钢分隔开），先浇注碳钢液，待凝固后再浇注高铬铸铁液，最后进行正火和回火处理。该文献中涉及的方法应该归类似于镶铸工艺，并不属双液双金属铸造方法。该文献提及到锤头采用平浇的工艺完成，并没有采用立浇的工艺。另外，采用钢板置入泡沫塑料中，将高铬铸铁液与碳钢分隔开，这种工艺过程会降低生产效率。

郭永亮等在《兵器材料科学与工程》期刊发表的论文“双金属复合锤头的消失模铸造工艺”涉及到双金属锤头的铸造工艺实际上为液-固复合，不属于双液复合。两个文献中采用的浇道系统均为两个独立的浇道系统，即高铬铸铁流经的浇道与钢液流经的浇道不在同一处。这对简化铸造工艺的制定是不利的，另外也会增加生产成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高效、且工艺简单的高铬铸铁和碳钢双液双金属的消失模铸造复合破碎机锤头的方法。

为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：

一种双液双金属的消失模铸造复合破碎机锤头的方法，其特征在于：

步骤一：将泡沫塑料制成的破碎机锤头型体埋入砂箱的干砂中，通过砂箱中的真空管道，抽真空；

步骤二：按以下重量百分比的高铬铸铁化学组成：2.6-4.0%C，15-35%Cr，0.5-1.5%Mn，0.5-1.5%Si，Mo≤1.5%，Cu≤1.5%，P≤0.3%，S≤0.3%，其余为Fe制备高铬铸铁铸液；按以下重量百分比的碳钢化学组成：0.2-0.6%C，0.5-1.5%Mn，0.3-1.5%Si，P＜0.3%、S＜0.3%，其余为Fe制备碳钢铸液；

步骤三：待两种金属铸液熔清脱氧处理后，高铬铸铁铸液的浇注温度控制在1300-1400℃；碳钢铸液的浇注温度控制在1550-1650℃；

步骤四：先进行碳钢浇注，待碳钢铸液全部充实锤柄部分并至与锤头部分交界处，停止碳钢浇注，接着进行高铬铸铁浇注，待锤头部分浇注完成后迅速采用保温剂将高铬铸铁液覆盖；

步骤五：待步骤四浇注完成1小时后取出破碎机锤头铸件，在900-1000℃进行热处理并保温，保温完成后将铸件迅速出炉，在空气中冷却；以保证得到的微观组织为马氏体，宏观硬度在55-68HRC，另外在该空淬温度下碳钢锤柄的微观组织为珠光体+铁素体。

步骤六：将热处理后的破碎机锤头铸件在250-300℃进行回火处理并保温。该步骤主要目的是为消除铸造应力。