[实用新型]用于铸造复合耐磨件的消失模

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于铸造复合耐磨件的消失模，该消失模特别适用于铸造磨煤机的衬板和辊套。

背景技术

消失模铸造法也称实型铸造法，通常是将由聚苯乙烯发泡体或蜡形成的消失模型埋设于砂铸模中，然后浇铸熔融金属液，由熔融金属液的热量将消失模型气化消失，同时在消失模型气化后产生的空隙中填充熔融金属液，以制造铸造成品的铸造方法，这种方法已经广泛用于冲压模具的制作上。

百年来金属耐磨材料从锰钢、镍硬铸铁到高铬铸铁、表面堆焊材料，在不同领域发挥着各自的作用，但随着耐磨材料硬度逐步提高，脆性也大大增加，带来断裂风险。随着科学技术和现代工业的高速发展，传统的金属耐磨材料已经不能满足工业使用需求，用户对耐磨材料的要求越来越高，不但要有更高的耐磨性，还要有足够的韧性。据报道，80%的机械设备失效损坏是由磨损引起的，另据不完全统计，我国仅在冶金、矿山、电力等部门，每年因磨损造成的经济损失高达400亿人民币，而影响耐磨件寿命的重要因素是磨损严重，特别是在火力发电厂中使用的磨煤机，由于国内电煤情况普遍低于设计煤种，导致耐磨件磨损严重，检修周期缩短，影响了正常电力生产。因此，提高耐磨件的使用寿命非常重要。

普遍使用的三氧化二铝陶瓷有着极高的硬度和耐磨性，但韧性较低，而金属基耐磨陶瓷可以有效解决材料在耐磨性和冲击韧性上的矛盾。目前已知的预制体二次浇注成型的增强颗粒复合耐磨材料，采用预制体两次浇注成型，主要包括如下步骤：首先制作预制体形状的模具，然后将增强颗粒与粘结剂混合后放入模具中，经过高温高压烧结成所需形状的预制体。待预制体成型后放入砂型相应位置后进行浇铸。此工艺较为复杂，在预制体制作过程中，受到高温或高压工艺影响，预制体达不到所需的强度，从而在脱模或搬运过程造成破碎，而且金属液与预制体之间的浸渗效果与预制体制备工艺紧密相关，尤其受浇铸时浇铸压力的影响较大，这些都导致该工艺生产周期长，成品率不高。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于铸造复合耐磨件的消失模。采用该消失模铸造的复合耐磨件的耐磨性可达到相应的金属耐磨件的2倍以上。本实用新型采用消失模铸造一次浇注成型，同时复合耐磨件中的增强颗粒分布更加均匀。

为了实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：

一种消失模铸造复合耐磨件，由具有凹部的金属基体部、以及与所述金属基体部一体浇注成型且填充在所述凹部的工作层部构成，所述工作层部均匀分布有增强颗粒，所述增强颗粒通过在所述一体浇注时流入所述增强颗粒周围的金属液包裹凝固而固定在所述工作层部。

在上述消失模铸造复合耐磨件中，所述增强颗粒可以是WC、TiC、SiC、Al₂O₃、TiN、NbC、VC或TiB₂等。选择增强颗粒的参数包括硬度、弹性模量、密度、抗拉强度、熔点、热稳定性、热膨胀系数、尺寸、形状、与基体的相容性及成本等。从增强效果与成本考虑，优选地，所述增强颗粒为氧化锆增韧三氧化二铝陶瓷颗粒。

在上述消失模铸造复合耐磨件中，所述增强颗粒可以是具有不同粒度大小的增强颗粒，所述增强颗粒大小优选为0.8mm～3mm。所述增强颗粒更优选为由粒度0.8mm～1.2mm、1.8mm～2.2mm和2.6mm～3mm的颗粒按照1：3：1的体积比例均匀混合构成。

在上述消失模铸造复合耐磨件中，优选地，所述一体浇注时采用的金属液为高铬铸铁金属液。

在上述消失模铸造复合耐磨件中，优选地，所述消失模铸复合耐磨件是磨煤机的衬板或者辊套。

上述消失模铸造复合耐磨件的铸造方法，包括如下步骤：

步骤一，将增强颗粒与粘结剂的混合物倒入与铸件外形一致的消失模凹入部的消失模柱之间的空隙中，直至填满；

步骤二，对装有增强颗粒的消失模依次涂刷铁基涂料和钢基涂料，每次涂刷涂料后均在50-60℃的条件下烘干5～6小时；

步骤三，将涂刷涂料并烘干后的消失模埋入砂箱中并将砂箱密封，然后利用与砂箱相连的真空系统对砂箱进行真空处理，其中真空处理时的压强为0.05-0.06MPa，时间为20-40分钟，然后向与消失模连接的浇注系统中浇注金属液，所述消失模随着金属液的流入而消失，空间由金属液所取代；

步骤四，冷却后金属液凝固，打开砂箱取出铸件，经清磨后得到所述消失模铸造复合耐磨件。