双液双金属复合铸造

双液双金属复合铸造

方案1：

铸型分别由砂型下箱l、金属型上箱2和砂型上箱3三部分组合而成。铸件形成过程中，先由砂型下箱l、金属型上箱2合箱后构成颚板齿部高铬铸铁耐磨层铸型型腔(图1)，浇注第一种高铬铸铁金属液，在高铬铸铁层凝固后的高温状态下，将金属型上箱去除，在原位合上砂型上箱3，构成双金属颚板碳钢层铸型型腔(图2)，再浇注碳钢金属液。在高温碳钢液的冲刷下，已凝固的高铬铸铁表面形成一层薄的熔融高铬铸铁液体，冷却后，它与碳钢液体可形成良好的冶金结合。

“双液浇注一变换铸型”铸造工艺的主要优点：

(1)对铸型安放水平度要求不高，并无需采用定量浇包，方便了现场工人操作；采用金属型箱，可消除采用砂箱易产生的疏松、落砂、甚至塌箱的现象，并且可使浇注的高铬铸铁金属液冷却速度加快，对细化晶粒、阻止碳化物颗粒长大有利。

(2)金属型箱的采用，使得结合面形状不再局限于平面，它可按照具体颚板结合面形状要求设计，如对颚板的结合面可设计成波浪型(网1)，这样可以增加双金属层结合面积，使得双金属问结合更为牢同对动颚板，还可再根据其纵向形状设计成弧形结合面(图3)，这样可以减轻零件重量，最有效地利用金属材料。（3）在采用本工艺方法时，由于是在观察到高铬铸铁完全凝固后，再浇注碳钢，因此决不会产生两种金属液体的冲混现象，避免了第二次金属浇入时间控制的盲目性，能较好地保证两种金属完全冶金结合, 双金属结合层厚度比较均匀。

方案2：

双金属复合衬板的结构示意见下图1，工作面采用高铬铸铁，非工作面采用优质碳钢，中间隔板采用低碳钢．化学成分如下（表1）：

工艺设计：

对于立浇双金属的铸造工艺，采用中间隔板是这种工艺的最大特点．隔板做成圆弧状，与衬板的非工作面成同心圆弧．隔板位置放置在衬板波谷厚度的1／2处，隔板的厚度约为2mm．在中间隔板的两侧，各建立一个浇冒口系统，形成双浇冒口系统．在设计浇冒口系统时，采用阶梯式浇注系统，同时要避免金属液直接冲击中间隔板．其铸造结构示意见图2．浇注前隔板需要经过90％的盐酸清洗干净，烘干后再放人砂箱．隔板的固定，可采用一般铸件常用的冷铁的固定方法或其它固定方法，浇注时不容移动．高铬铸铁和碳钢分别在熔炼炉中熔炼，高铬铸铁的熔炼温度在1520o C左右，碳钢的熔炼温度在1600o C左右．浇注时，高铬铸铁的浇注温度在1400o C左右，碳钢浇铸温度在1500o C左右．通过隔板两侧的双浇冒口同时进行浇注．在浇注过程中要求两种金属液面在隔板两侧等速缓慢上升，即两液面的瞬时位置高度一致，以减少隔板两侧的压力差．因为压差会引起隔板向压力小的一侧倾斜，增加耐磨层厚度的不均匀性；同时也会使液面高的金属通过隔板与型腔的空隙，向液面低的一侧渗流，影响铸件的成分与组织均匀因此，在浇注过程中需要很好的控制两种金属的浇注速度．

双金属结合层最理想的组织应当是：当浇注过程引起的液体金属的翻滚刚停止时，隔板表面达到熔化状态，这样，铸铁中的碳和合金元素在隔板处于液相时，向低碳钢一侧快速扩张，使碳和合金元素均匀过渡，得到的组织从铸铁到铸钢依次为铸铁、过共析钢、共析钢、亚共析钢．这是双金属结合承载能力最强的理想组织．隔板的理想厚度是高铬铸铁液与优质碳素钢液在停止翻滚时，刚好将隔板完全融化，而不发生金属液的冲混．在实际的生产中，不可能得到理想的隔板厚度．为了保证金属液不至于冲混，要求隔板不能完全熔透．因此，隔板不能太厚也不能太薄．隔板太薄，在浇注过程中隔板很快烧穿，引起铸铁与铸钢的冲混，影响耐磨层的性能；隔板偏厚将导致铸铁一侧的隔板熔化太浅，造成该处碳的浓度梯度大，增大了组织应力．

用平做立浇铸造工艺生产的双金属复合衬板必须进行热处理．热处理工艺采用820～1000o C内进行淬火，并在300～500o C进行回火．热处理后高铬铸铁的硬度可达到甚至超过65HRC。