[发明专利]一种钢铜复合缸体的浇铸方法

摘要

一种钢铜复合缸体的浇铸方法，包括三维建模→浇铸工艺设计及工艺模拟优化→钢基热处理→机加工、工装加工、焊接→钢基表面处理→钢基生产前预热处理→熔炼铜合金→浸铜合金→熔化无水硼砂→钢基放入硼砂溶液→将铜合金浇入钢基中→放入水槽、冷却凝固到室温→制得钢铜复合缸体。该方法解决了钢铜缸体复合浇铸技术和复合材料成分难题；实现双金属缸体复合强度高，成品率高，成本低，缸体尺寸不受限制，成型过程易控，质量稳定。

主权项

一种钢铜复合缸体的浇铸方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、进行三维模型建立，计算出浇铸铜金属质量为19.86kg，进行浇铸工艺设计及模拟，优化浇铸工艺，确定钢基的初始温度为1250℃,铜金属的初始浇铸的温度为1250℃,保温时间为9‑12min，浇铸时间为15s，浇铸速度为1.5kg/s；步骤二、采用圆柱型钢坯料作为钢基，对钢基进行热处理退火工艺：缓慢加热到900℃‑1050℃，加热15h‑20h后冷却至室温；步骤三、对钢基进行车铣刨磨、钻孔、镗孔，形成中心孔及围绕中心孔圆周分布的进料孔，并在钢基顶部焊接冒口、底部焊接铜层封闭区；步骤四、对钢基进行除油、除锈、除水处理；步骤五：室温下将钢基浸入质量浓度5％的H2SO4溶液,保持时间1min，清水冲洗后立即对钢基内表面进行Ni‑Cu‑P多元镀镍处理，镀镍温度为75℃，镀镍厚度为7μm‑10μm；步骤六：把镀镍后的钢基埋在氧化铝中，放入坩埚内，密封埚盖，缓慢加热到200℃，加热1.5h后冷却至室温；步骤七：将钢基放入钼酸钠钝化液中进行钝化处理，钝化液pH＝2，温度为30～40℃，直流电压通电30～50s；步骤八：对钢基进行生产前预热处理，预热温度为200℃‑300℃；步骤九、熔炼铜金属，熔炼温度为1250℃，将钢基放入熔炼好的铜金属中浸渗60‑120s取出，并放置于200℃‑300℃条件下保温；步骤十、向坩埚中加入无水硼砂，加热无水硼砂使其熔化，将钢基放入无水硼砂中，加热到1250℃，加热时间为2h‑3h，所述的无水硼砂液面高于钢基冒口10～30mm，将熔炼好的铜金属通过钢基上的中心孔浇入到钢基内，浇铸时间为15s，浇铸速度为1.5kg/s，并在浇铸过程中用钢丝搅动各孔，浇铸好后保持温度在1250℃‑1300℃，保温9‑12min，将钢基从无水硼砂中取出，放入水槽中，冷却凝固至室温，得钢铜复合缸体。