[发明专利]采用离心铸造制备圆筒型铜铁双合金复合铸件的方法

摘要

一种采用离心铸造制备圆筒型铜铁双合金复合铸件的方法，属于铸造技术领域，按以下步骤进行（1）准备铁合金材料，熔炼制成铁液待用；（2）准备铜合金材料，熔炼制成铜液待用；（3）在离心机内放置离心模，启动离心机，浇入铁液并加入防氧化剂，通水对离心模冷却；（4）浇入铜液，继续离心至铁液和铜液全部凝固，获得圆筒型铜铁双合金复合铸件。本发明铸件制成螺母或轴套等零件，外层钢结构强韧，内层铜的工作性能良好，在做抗拉强度试验时，断裂处不在铜铁两种合金的结合处；相比于全铜材质的螺母成本大幅降低，具有良好的应用前景。

主权项

一种采用离心铸造制备圆筒型铜铁双合金复合铸件的方法，其特征在于按以下步骤进行：（1）准备铁合金材料，熔炼制成铁液待用；所述的铁液的选用成分与牌号为HT200、HT250、HT300 、HT350、QT400‑15、QT500‑7、ZG310‑570 、ZG270‑500或ZG35CrMo合金的成分相同；（2）准备铜合金材料，熔炼制成铜液待用；所述的铜液的选用成分与牌号为ZCuSn5Pn5Z5、ZCuSn6Zn6Pn3、ZCuSn10Pb5、ZCuAl9Mn2、ZCuAl10Fe3、ZCuAl9Fe4Ni4Mn2、ZCuAl8Mn13Fe3、ZCuZn25Al6Fe3Mn3、ZCuZn26Al4Fe3Mn3或ZCuZn24Al5Fe2Mn2铜合金的成分相同；（3）在离心机内放置预热至180±10℃离心模，启动离心机，调整转速为300~1200rpm，向离心模浇入温度为1350~1550℃的铁液；当进入离心模的铁液占全部铁液总重量1/4~1/3时，开始向离心模内加入防氧化剂，同时通水对离心模外表面进行冷却，当全部铁液浇入完毕后停止加入防氧化剂，并继续离心20~300s；此时防氧化剂在离心作用下覆盖在铁液内表面，铁液形成圆筒型；所述的离心模的材质选用20CrMo或30CrMo钢，并且离心模表面涂覆耐火涂料，所述的耐火涂料为锆粉涂料或石墨涂料，在离心模表面涂覆耐火涂料时，预先将离心模预热至90~200℃；所述的防氧化剂选用脱水硼砂，防氧化剂的用量按覆盖在铁液内表面时，每平方米铁液表面覆盖有2.7~5kg防氧化剂；（4）向离心模中浇入温度为980~1200℃的铜液，铜液在离心作用下位于圆筒状铁液形成圆筒型，防氧化剂受离心力作用从铜液和铁液之间离开，继续离心至铁液和铜液全部凝固，获得圆筒型铜铁双合金复合铸件；其中加入的铜液的重量为铜液和铁液总重量的10~45%；获得的圆筒型铜铁双合金复合铸件加热到860~920℃保温2~12小时，再随炉冷却至温度低于400℃出炉，完成退火处理，以消除应力和细化金属晶体颗粒，提高机械性能；然后用于加工成零件；经退火处理后的圆筒型铜铁双合金复合铸件的铁铜结合处的抗拉强度为200~600MPa，延伸率为2.0~10.0%。