[其他]圆柱表面复合碳化钨颗粒铸造方法

说明书

本发明属于离心铸造技术：

在不少饲料加工、粮食加工的机器上，普遍地使用一种挤压被加工物的圆辊，对这种园辊的工作性能要求为：

1、园辊外表面应具有很高的硬度，不易磨损。并要求磨损表面在工作时一直保持有一定的高低不平粗糙度，以充分发挥园辊的抓料能力，保证机器的生产效率。

2、园辊在整体上应具有较大的强度和韧性，以承受工作时遇到的压载荷。

所以，这样的园辊常采用在合金钢园柱体外表面上复合一层铸造碳化钨硬质合金颗粒的结构。

采用复合方法铸造碳化钨硬质合金颗粒园辊类制件的现有技术状况如下：

a、堆焊法：把铸造碳化钨颗粒装在两端封死的钢管之中，此种钢管作为“焊条”，用“氧一乙炔焰”或电弧在制件表面进行堆焊。此种堆焊法只能使制件外表面上获得0.75～1.5毫米厚的复合碳化钨层，且表面不平整，见基费尔P·施华尔茨柯普费《硬质合金》中国工业出版社，1963.432-433页和株州硬质合金厂《硬质合金的使用》冶金工业出版社，1973。

b、胶焊法：用水玻璃把碳化钨颗粒直接粘在制件的表面，用氧-乙炔焰加热表面，使制件表面的金属融化。碳化钨颗粒便可沉积在此融熔的金属中，而后在金属重新凝固时，便可把碳化钨颗粒粘住。用此法复合的碳化钨层很薄，且只能用于小面积的复合，工艺过程复杂。见株州硬质合金厂《硬质合金的使用》冶金工业出版社1982。

c、与金属液一起浇注法：

利用碳化钨颗粒本身的密度比园辊基体金属密度大的特点，并利用碳化钨本身熔点也较高的特性，使园辊基体的制造与复合碳化钨颗粒的工序结合起来。即采用离心铸造方法，在浇注园辊基体的金属时，往浇注槽中撒碳化钨颗粒，使两者一起进入铸型之中。在旋转的铸型中，密度较大的碳化钨颗粒沉积在铸型的表面，最后使凝固后的铸件外表面复合有一层碳化钨颗粒。日本在1982年提出了此法的专利。日本公开特许公报（A）昭57-118850。但用此技术制得的铸件外表面上的复合层厚度不易均匀;碳化钨颗粒如来不及沉积，则会留在铸件中部，而使园辊的随后加工遇到困难;碳化钨也易与铁组成易熔物而被熔化，破坏了碳化钨复合层的结构。

此外在钢上复合碳化钨的方法还有碳化钨涂料铸渗法（易又南等“铸渗法制造耐磨复合材料的研究”《铸造》No5    1985.13-18页）镶铸碳化钨烧结块法、喷焊法等，但它们只适用于粉状碳化钨的复合，且工艺过程复杂，不能用于园柱体制件外表面上的复合。

本发明的目的及其任务是采用最简单的工艺方法-离心铸造法，把复合碳化钨硬质合金颗粒的过程和制造园辊基体的过程一起结合起来，利用基体金属在浇注时的高温及随后的冷却，把碳化钨颗粒均匀牢固地复合在园柱形辊的外表面上。使制出的机件工作性能达到满意的要求。

本发明的详细内容：

根据园辊的外径尺寸和长度按约1.5%的收缩率设计离心铸型的内径和长度，离心铸型可以是金属型、涂料金属型或砂型。制好的铸型需对准中心地按装在离心铸造机上。在生产直径较小、长度较短的园辊时，可采用卧式悬臂离心铸造机;而在生产直径较大、长度较大的园辊时，则可采用卧式滚筒型离心铸造机。按照园辊基体的尺寸计算重量，熔化基体的合金液。此外在按照所需碳化钨复合层的厚度条件下，秤量出碳化钨颗粒，碳化钨颗粒可为10至40目。待合金液熔化，并过热至一定温度后（对合金钢言可为1400～1600℃），开动离心铸造机，使铸造旋转;与此同时，把碳化钨颗粒放在U形断面的槽中，槽的长度应稍长于铸型，使碳化钨颗粒在铸型长度上均匀地铺于U形断面槽中，把U形断面槽通过铸型端盖上的园孔伸入铸型之中，缓慢旋转，使槽中的碳化钨颗粒在铸型全部长度上均匀地撒在旋转铸型的内表面上，颗粒随同铸型一起旋转，在铸型内表面形成均匀的一层铸造碳化钨颗粒层。当U形槽内的碳化钨颗粒全部倾倒完之后，自型内取走U形断面槽，铸型继续旋转。