[其他]真空密封造型零、构件金属表面复合合金化工艺

说明书

本发明属于金属复合材料领域

铸件表面合金化是生产耐磨铸件比较理想的一种工艺方法。A.D.Morris在1913年申请了这种工艺方法的专利（U.S.Patent，No.1，072，026），该专利是在铸型型腔底面铺上一层耐磨金属粉粒，粉粒上盖以金属片，用与金属片同样材料的金属液浇入型腔，便可获得表面具有耐磨性能的铸件。由于金属片隔在金属粉粒和金属液之间，熔化时吸收了部分热量，致使合金化过程不易稳定进行，而且此法仅限于简单形状的铸件。后来人们做了大量的努力来解决合金化稳定的问题，但由于实用性差，迄今未得到广泛实用。1981年加拿大的K.G.等（The    Transactions    of    American    Foundryman    Scciety，Vol，90，1981～82，PP.385～402）应用真空密封制型的原理，将铸件表面进行合金化的工艺方法推进了一步。K.G.Davis采用真空密封金属表面合金化的工艺是，在砂型表面刮去一层砂，或在砂型上放上环状金属丝，在环内铺上2～3毫米厚的耐磨金属粉末，粉末上盖一张塑料薄膜，砂型通过过滤器与真空管连通，砂型紧实。然后合上上型进行浇注。这一方法使粉末在浇注后与金属液直接接触，大大提高了粉末材料的表面活性，使它与金属液在洁净的扩散条件下铸渗，扩散和合金化。但K.G.Davis法只限于分型面铸件的表面合金化，因而使其应用受到限制。1983年J.S.Hansen（The    Transactions    of    American    Foundryrman    Society，Vol.91，1983，PP.65～70）所采用的真空密封实型模铸造进行铸件表面合金化的工艺方法又有了新的进步。虽然J.S.Hansen法并不限于一些简单，平面铸件的表面合金化，但由于该法是用醋酸乙烯，赛璐珞和酒精粘结剂混以合金粉粒，涂敷在实型模上，然后利用真空密封造型，浇出表面耐磨的铸件。所以，粘结剂，特别是实型模的挥发气体，致使合金化过程的气体增多，尽管有真空吸气的作用，然而铸件合金层还是比较容易产生气孔以及夹渣，影响了合金化的质量。本发明便是采用真空密封造型零、构件金属表面复合合金化工艺方法，解决了以上问题，同时也保留以上工艺方法的优点。

附图为真空密封造型零、构件金属表面复合合金化工艺方法实施例示意图。图中（1）为真空状况的铸型，（2）、（5）为薄膜，（3）为针板刺孔，（4）为合金粉粒，（6）为金属粉层成型装置，（7）为上型，图中箭头所指方向是抽真空方向。

本发明的要点是：利用真空密封造型的原理，使合金化过程在真空密封且完全干燥和净化的条件下完成。金属液充填铸型时在真空和定向流动条件下，向合金粉粒之间进行铸渗，并使金属液的热容通过合金层散发到铸型中，热量集中穿过合金层，有利于加热合金粉粒，增强粉粒合金元素热扩散和改善冶金结合的合金化效果。而且表面合金化不受铸件形状的限制。