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福建体彩网锤头的双金属复合铸造工艺

2020-09-20 00:08

  锤头的双金属复合铸造工艺_材料科学_工程科技_专业资料。锤头的双金属复合铸造工艺 The Bimetal Casting Technology of Hammers 程红晓,王超,沈卫东,宋润泽 (江苏省机电研究所,南京221006) 摘要:双金属复合铸

  锤头的双金属复合铸造工艺 The Bimetal Casting Technology of Hammers 程红晓,王超,沈卫东,宋润泽 (江苏省机电研究所,南京221006) 摘要:双金属复合铸造是提高破碎机锤头整体性能的有效手段。文中给出了用以实现锤头双金属复合 铸造并获得金属间有效结合的几种方法,分析了其优、缺点,并给出了针对现存问题可行的解决方案。 关键词:复合铸造;锤头;破碎机 中图分类号:TG269;文献标识码:B;文章编号:1006—9658(2004)02—0032—02 Abstract:Bimetal casting technology is the effective wav to enhance the service performance of crusher hammers.Several such insuring山e reliabihty of the combining between different metals have been presented, along with some countermeasures concerning the existing problems in the production process. Keyword:Bimetal casting;Hammer;Crusher 双金属复合铸造是根据铸件的使用要求,在其 不同部位选用不同金属进行铸造的工艺方法。采用 这种方法生产的铸件能够充分发挥不同金属各自 的优异性能而有效弥补其不足,从而表现出优良的 整体性能。 锤头是破碎机的关键部件,其端部磨损程度决 定出料粒度的大小,因此通常被设计成头部和柄两 部分,其中头部直接与物料发生撞击,要求具有较 高的硬度和耐磨性,而起连接作用的锤柄并不直接 参与磨损,只需具备相应韧性和强度即可。因此锤 头整体采用同一种金属进行生产非但在经济上不 可取,在使用上也没有必要。生产中常采用高铬铸 铁(KmTBCr26)与铸钢(ZG270—500)两种材质进行 复合铸造。 1机械结合的复合铸造工艺 这种工艺方法适用于液一固复合铸造,即事先 铸造或加工出铸件的一部分,作为镶嵌块预置在型 腔内,然后进行浇注。试验证实,只有当两部分金属 的质量比大于8.I时,其结合面才能被融化,从而实 现冶金结合。但生产中常见的锤头其头部与柄的比 例一般在1:1左右,因而只能实现机械结合,一般很 少采用高铬铸铁作为预置的头部进行复合。一方面 因为高铬铸铁在急剧受热时具有较大的开裂倾向, 另一方面是因为采用铸钢锤柄预置在型腔内,可起 到内冷铁的作用,有效降低高铬铸铁的浇注量,提 高工艺出品率,降低生产成本。图1为生产中广泛 使用的预置锤柄,主要通过镂空的方法和适当的锥 度保证结合强度。 气孔和裂纹是生产中的常见缺陷。一般说来, 32 锤柄使用前经除 锈、去污和高温 烘烤可有效避免 气孔的产生。而 裂纹主要是因高 铬铸铁的铸造应 力和相变应力较 图l常用锤柄示意图 大,在预置锤柄 的激冷作用下, 因包覆厚度不足产生的。通过简化的数学模型推导 出的用于计算高铬铸铁包覆厚度的公式(见文献 [1])具有一定的参考价值,生产中主要凭经验确 定,一般来说包覆厚度应不小于20mm,且应尽可能 均匀。如因结构所限,无法满足这一要求,则需采取 预热等措施减小锤柄的激冷作用以避免裂纹产生。 2冶金结合的复合铸造工艺 冶金结合的方法适用于液一液复合铸造。两种 复合金属之间存在明显的过渡区,借助扫描电镜和 能谱分析可知过渡区的化学成分、金相组织及力学 性能均不同于两种复合金属,化学元素含量和宏观 硬度呈显著的梯度分布,显示两种金属间存在短距 离的原子扩散。过渡区的存在,实现了两种金属的 有效结合。液一液复合可通过以下两方法实现。 2.1 定量浇注 如图2所示,采取平做立浇的方法,事先估算 并借助溢流口来保证先浇入金属液的质量,第一种 金属液浇注完毕并冷却至固相线温度附近时,浇入 第二种金属液。为保证第二种金属液充型平稳且不 与先浇人的金属液大量混合,浇口应开在溢流口同 万方数据 行处理(如酸洗等)并保持干燥。 3热处理 无论通过何种途径实现复合铸造,锤头在使用 前都需经淬火处理以充分发挥头部金属的耐磨性。 不同于单一材质锤头的是,双金属复合锤头的结合 部位会因两种金属的收缩率不同而在淬火时产生更 大的应力,因此淬火后进行回火是十分必要的。 4结束语 图2铸造工艺简图 液一固、液一液复合铸造是提高铸件整体性能重 要而有效的手段,不同金属间的结合既可以是机械 结合也可以是冶金结合。福建体彩网机械结合锤头在生产中常 出现裂纹和气孔等缺陷,可采取简单方法予以避免, 而冶金结合锤头则需解决好界面问题。后者具有比 前者更加优良的综合性能,但生产工艺较复杂且对 生产过程控制的要求更为严格。 (收稿日期:2003—08—04) 一水平位置。在浇注时机控制得当的前提下可确保 实现两种金属间有效的冶金结合。采用这种方法生 产的锤头因不会出现机械结合锤头使用后期存在 掉头、碎头等问题,故整体性能优予第二种方法。缺 点是工艺较复杂,批量生产时浇注时机的把握应借 助有关测温仪器。 2.2使用成形隔板 为避免因浇注时机把握不准而造成金属液相 互混合,在型腔内头部与锤柄相结合的部位插入燕 尾形隔板(如图3),两种金属液同时浇注。选择合适 厚度的隔板,使之既能在 两种金属液的作用下部 分融化而又能起到相应 的隔离作用是获得有效 冶金结合的前提。具体厚 度与浇入的金属液质量、 浇注温度以及隔离截面 的大小有关,应经试验确 参考文献 1 姚三九,刘卫华.白口铸铁/碳钢液一固复合铸造研究.铸造,2001 (8):485—488 — 2涂小慧.钢与高铬铸铁的复合铸造.铸造,1996(9):38—39 3刘湘,沈蜀西,于青.高铬铸铁一碳钢镶铸结合区成分组织与性 能.现代铸铁,2003(2):9—12 去年8月,中美合资仪征亚新科铸造有限公司在江苏省仪征市 举行了奠基仪式,这是仪征活塞环厂与美国亚新科集团公司合资经 营的第二家企业,它标志着国内一流的汽车零部件铸造生产基地在 1享1"3 毫。主要兰使用蝥尾形隔 板而非平面隔板删.aLL一,r 2.3界面问题 隔板形状 仪征正式动工兴建。 1995年,亚新科公司和仪征活塞环厂合资成立了仪征双活塞环 有限公司,经过8年多的发展,仪征双环投入了2亿多元资金进行了 技术改造,引进国外的技术、装备及管理,使公司车柴环在全国活塞 环行业占据绝对优势,市场占有率达到70%以上。目前仪征双环是 国内惟一_家年产销量超亿片的企业,进入了亚洲同行五强之列。 亚新科集团在中国总投资4亿多美元,是中国最大的汽车零部 件企业集团之一,包括通用、福特、克莱斯勒、卡特彼勒、康明斯、玉 柴、大柴、锡柴等在内的前20位客户的销售收放已占全部销售的 70%,该集团正成为一个真正的世界级的供应商。仪征亚新科铸造 公司是亚新科集团公司在中国投资的第17家汽车零部件合资企业, 首期一期投资1000万美元,主要生产活塞环、凸轮轴、气缸套、曲轴 等铸件,将建立成为一个汽车发动机铸件的生产中心。合资后,该公 司引进国外先进的熔炼、造型和砂处理设备及检测仪器,增添国产高 效专用设备,充实铸造生产手段,进一步提高铸造工艺水平并逐步形 成经济规模优势。项目建成后,活塞环毛坯产量可达1.2亿片,凸轮 轴毛坯年产量可达80万件,制动轮毂和制动盘铸件年产量可达80 万件。据介绍,亚新科铸造公司建设工期为一年半,预计到今年年底 可正式投入生产。 重要原因是在不能确保获得冶金结合情况下实现 机械结合,事实上增加了冶金结合的安全系数。 两种金属结合面的铸造缺陷是影响冶金结合 强度的主要因素。采用2.1中所述的方法,先浇人铁 液难以获得良好复合的铸件,易在结合面产生夹 渣、气孔等。有研究认为其原因可能是铁液中形成 的Cr、Mn等元素的氧化物较为稳定,不易被还原, 而如先浇入钢液,其表面氧化物(FeO等)易被后浇 入铁液中的C及其它元素还原,因而结合良好。另 外因铁液溶点低于钢液浇注温度,如先浇铁液则易 被大面积重融而发生相互混合,不利于两者的结 合,因此采用这种生产工艺时应先浇入钢液口]。如采 用2.2中所述的方法,为避免因隔板表面可能存在 的氧化、锈蚀、油污等影响结合强度,应对其表面进 万方数据 33