一种提高铸件表面耐腐蚀性的铸渗方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种铸渗方法，具体的说是涉及一种提高铸件表面耐耐腐蚀的铸渗方法。
【背景技术】
[0002]铸铁或铸钢材质在海样气候环境下的腐蚀，尤其是在海水和尚温、尚湿、尚烟雾、高日照等恶劣条件下工作，因腐蚀造成的破坏时有发生。目前，科技工作者通常在使用的铸铁或铸钢材料中整体添加改性合金元素，以提高其耐高温、耐腐蚀性能，但是这样就大大增加了零件的成本。
[0003]采用Zn-Al合金防腐蚀铸渗层是钢结构腐蚀防护的有效方法之一，但在实际应用中，Zn-Al铸渗层必须采用合成涂料封闭处理，用于阻止与钢基体贯通的空隙处锈蚀产生。同时，这类铸渗层体系对点蚀和机械损伤特别敏感，是防腐铸渗层体系可靠性差。
[0004]然而钛及钛合金由于具有轻质、优良的耐腐蚀和耐高温性，以及它和人体肌肉的亲和性，已被广泛地应用于各领域，尤其在冶金、石化、医学、航空航天、海洋开发等领域。但其价格昂贵，使用成本较高，制约了它的应用范围。因此，钛钢复合材料应运而生。
[0005]目前，钛钢复合的工艺方法主要有以下几种:①爆炸焊接法；由于不同种金属间的焊接存在困难；②扩散焊接法被移植用来生产钛-钢复合板接头；但随着工业技术的发展，对钛-钢复合板的尺寸要求越来越大，以上两种生产方法生产的产品难以满足市场需求，为了扩大复合板的尺寸，科技工作者开发了爆炸-乳制钛钢复合板的生产工艺；但该工艺生产成本高、易造成污染，并且成材率低。
【发明内容】
[0006]本发明为了解决上述技术问题，提供一种提高铸件表面耐腐蚀的铸渗方法，其可操作性强，工艺流程简单，有效节约贵金属，降低工业生产成本。
[0007]本发明所采用的技术方案是:一种提高铸件表面耐腐蚀的铸渗方法，包括以下步骤:
步骤一、分别称取粒度为40?200目的钛镍合金颗粒、聚乙烯醇缩丁醛及酒精，混合均匀形成复合涂料备用，其中聚乙烯醇缩丁醛加入量为钛镍合金颗粒重量的2%?4% ;
步骤二、将步骤一中配制的复合涂料涂覆在铸型型腔对应铸件要提高耐腐蚀性的部位，涂覆厚度为6~8mm，涂覆完毕后，点燃复合涂料，使复合涂料固化粘附在铸型型腔内，备用；
步骤三、将步骤二中的铸型放入铸箱内，向铸箱内冲入氩气，形成局部保护气氛，备用；
步骤四、将待浇注的金属基体融化至设定温度后浇入铸型内进行浇注，自然冷却后得到钛镍颗粒增强金属基复合材料。
[0008]所述步骤一中采用的钛镍合金由金属钛和金属镍按照质量比为(80~90): (10-20)组成。
[0009]所述步骤四中的金属基体为铸铁或铸钢中的一种，所述铸铁按质量百分比由以下成分组成:C:3.5 ?4.0, Si:1.2 ?1.8,Mn < 0.6,P < 0.07, S < 0.08，余量为 Fe ;所述铸钢按质量百分比由以下成分组成:C: 0.32?0.40，S1:0.17?0.37，Mn:0.70?1.00，S:彡 0.035，P:彡 0.035，Cr:彡 0.25，N1:彡 0.30，Cu:彡 0.25，余量为 Fe。
[0010]本发明的有益效果:
1、以钛镍合金粉，酒精和粘结剂混合制出涂料，将涂料置于零件模型的需耐腐蚀位置，完成造型后用铸钢和铸铁分别进行浇注，实现铸渗复合，获得以钛镍合金为增强体的表层复合材料。本发明基体和钛镍合金颗粒间的结合效果良好，从而提高了材料的整体性能；与传统工艺相比铸渗法制备含有钛镍合金增强材料可以达到提高材料表面耐腐蚀性能的目的。
[0011]2、本发明铸是一种表面处理与成型相结合的工艺。该方法简单易行，无需专门的处理设备，表面处理层具有一定厚度，生产周期短，零件不变形，是提高铸件表面耐磨、耐蚀、耐高温等性能的有效途径。使用铸渗法制备的复合层量的厚度在3_以上大大高于传统激光熔覆1_的复合厚度，复合层与基材良好的冶金结合克服了传统热喷涂增强涂层和基材结合较差的弱点，且相较于其他成型工艺，简化工艺流程，节约了贵金属，其经济价值显而易见，有着巨大的实际应用前景。
[0012]3、本发明复合涂料涂覆完毕后点燃酒精，使粘结剂固化，有效避免了在后续浇注时，复合涂料被冲散，进而提高后续铸渗的均匀性。
【具体实施方式】
[0013]以下结合具体实施例进一步阐释本发明。
[0014]—种提高铸件表面耐腐蚀的铸渗方法，包括以下步骤:
步骤一、分别称取粒度为40?200目的钛镍合金颗粒、聚乙烯醇缩丁醛及酒精，混合均匀形成复合涂料备用，其中聚乙烯醇缩丁醛加入量为钛镍合金颗粒重量的2%?4% ;
步骤二、将步骤一中配制的复合涂料涂覆在铸型型腔对应铸件要提高耐腐蚀性的部位，涂覆厚度为6~8mm，涂覆完毕后，点燃复合涂料，使复合涂料固化粘附在铸型型腔内，备用；
步骤三、将步骤二中的铸型放入铸箱内，向铸箱内冲入氩气，形成局部保护气氛，备用；
步骤四、将待浇注的金属基体融化至设定温度后浇入铸型内进行浇注，自然冷却后得到钛镍颗粒增强金属基复合材料。
[0015]所述步骤一中采用的钛镍合金由金属钛和金属镍按照质量比为(80~90): (10-20)组成。
[0016]所述步骤四中的金属基体为铸铁或铸钢中的一种，所述铸铁按质量百分比由以下成分组成:C:3.5 ?4.0, Si:1.2 ?1.8,Mn < 0.6,P < 0.07, S < 0.08，余量为 Fe ;所述铸钢按质量百分比由以下成分组成:C: 0.32?0.40，S1:0.17?0.37，Mn:0.70?1.00，S:彡 0.035，P:彡 0.035，Cr:彡 0.25，N1:彡 0.30，Cu:彡 0.25，余量为 Fe。
[0017]实施例1 一种提高铸件表面耐腐蚀的铸渗方法，包括以下步骤:
步骤一、分别称取粒度为40?200目的钛镍合金颗粒、聚乙烯醇缩丁醛及酒精，混合均匀形成复合涂料备用，其中PVB加入量为合金重量的2%，钛金属和镍金属的质量比为80:20 ；
步骤二、将步骤一中配制的复合涂料涂覆在铸型型腔对应铸件要提高耐腐蚀性的部位，涂覆厚度为6mm，涂覆完毕后，点燃复合涂料，使复合涂料固化粘附在铸型型腔内，备用；
步骤三、将步骤二中的铸型放入铸箱内，向铸箱内冲入氩气，形成局部保护气氛，备用；
步骤四、将待浇注的铸铁融化至1350°C后浇入铸型内进行浇注，自然冷却后获得的铸渗层为3mm，得到钛镍颗粒增强金属基复合材料。
[0018]其中，铸铁按质量百分比由以下成分组成:C:3.5?4.0，S1:1.2?1.8，Mn < 0.6，P < 0.07，S < 0.08，余量为 Fe。
[0019]实施例2
一种提高铸件表面耐腐蚀的铸渗方法，包括以下步骤:
步骤一、分别称取粒度为40?200目的钛镍合金颗粒、聚乙烯醇缩丁醛及酒精，混合均匀形成复合涂料备用，其中PVB加入量为合金重量的2%，钛金属和镍金属的质量比为90:10 ；
步骤二、将步骤一中配制的复合涂料涂覆在铸型型腔对应铸件要提高耐腐蚀性的部位，涂覆厚度为8mm，涂覆完毕后，点燃复合涂料，使复合涂料固化粘附在铸型型腔内，备用；
步骤三、将步骤二中的铸型放入铸箱内，向铸箱内冲入氩气，形成局部保护气氛，备用；
步骤四、将待浇注的铸钢融化至1600°C后浇入铸型内进行浇注，自然冷却后获得的铸渗层为5mm，得到钛镍颗粒增强金属基复合材料。
[0020]所述铸钢按质量百分比由以下成分组成:C: 0.32?0.40，S1:0.17?0.37，Mn:0.70 ?1.00，S:彡 0.035，P:彡 0.035，Cr:彡 0.25，N1:彡 0.30，Cu:彡 0.25，余量为
Fe0
[0021]实施例2
一种提高铸件表面耐腐蚀的铸渗方法，包括以下步骤:
步骤一、分别称取粒度为40?200目的钛镍合金颗粒、聚乙烯醇缩丁醛及酒精，混合均匀形成复合涂料备用，其中PVB加入量为合金重量的2%，钛金属和镍金属的质量比为85:15 ；
步骤二、将步骤一中配制的复合涂料涂覆在铸型型腔对应铸件要提高耐腐蚀性的部位，涂覆厚度为7mm，涂覆完毕后，点燃复合涂料，使复合涂料固化粘附在铸型型腔内，备用；
步骤三、将步骤二中的铸型放入铸箱内，向铸箱内冲入氩气，形成局部保护气氛，备用；
步骤四、将待浇注的铸钢融化至1600°C后浇入铸型内进行浇注，自然冷却后获得的铸渗层为4mm，得到钛镍颗粒增强金属基复合材料。
[0022]所述铸钢按质量百分比由以下成分组成:C: 0.32?0.40，S1:0.17?0.37，Mn:
0.70 ?1.00，S:彡 0.035，P:彡 0.035，Cr:彡 0.25，N1:彡 0.30，Cu:彡 0.25，余量为
Fe0
【主权项】
1.一种提高铸件表面耐腐蚀性的铸渗方法，其特征在于:包括以下步骤: 步骤一、分别称取粒度为40?200目的钛镍合金颗粒、聚乙烯醇缩丁醛及酒精，混合均匀形成复合涂料备用，其中聚乙烯醇缩丁醛加入量为钛镍合金颗粒重量的2%?4% ; 步骤二、将步骤一中配制的复合涂料涂覆在铸型型腔对应铸件要提高耐腐蚀性的部位，涂覆厚度为6~8mm，涂覆完毕后，点燃复合涂料，使复合涂料固化粘附在铸型型腔内，备用； 步骤三、将步骤二中的铸型放入铸箱内，向铸箱内冲入氩气，形成局部保护气氛，备用； 步骤四、将待浇注的金属基体融化至设定温度后浇入铸型内进行浇注，自然冷却后得到钛镍颗粒增强金属基复合材料。2.如权利要求1所述的一种提高铸件表面耐腐蚀性的铸渗方法，其特征在于:所述步骤一中采用的钛镍合金由金属钛和金属镍按照质量比为(80~90):(10~20)组成。3.如权利要求1所述的一种提高铸件表面耐腐蚀性的铸渗方法，其特征在于:所述步骤四中的金属基体为铸铁或铸钢中的一种，所述铸铁按质量百分比由以下成分组成:C:3.5?4.0，S1:L 2?L 8，Mn < 0.6, P < 0.07，S < 0.08，余量为Fe ;所述铸钢按质量百分比由以下成分组成:C: 0.32 ?0.40，S1:0.17 ?0.37，Mn:0.70 ?1.00，S:彡 0.035，P:彡 0.035，Cr:彡 0.25，N1:彡 0.30，Cu:彡 0.25，余量为 Fe。
【专利摘要】一种提高铸件表面耐腐蚀的铸渗方法，包括以下步骤：首先，分别称取钛镍合金颗粒、聚乙烯醇缩丁醛及酒精混合形成复合涂料，然后将复合涂料涂覆在铸型型腔对应铸件要提高耐腐蚀性的部位，涂覆厚度为6~8mm，涂覆完毕后点燃复合涂料使其固化粘附在铸型型腔内，然后将铸型放入铸箱内，向铸箱内冲入氩气，将待浇注的金属基体融化至设定温度后浇入铸型内进行浇注，自然冷却后得到钛镍颗粒增强金属基复合材料；本发明可操作性强，工艺流程简单，有效节约贵金属，降低工业生产成本。
【IPC分类】B22D19/02
【公开号】CN105081285
【申请号】CN201510630257
【发明人】魏世忠, 张国赏, 王长记, 李继文, 徐流杰, 潘昆明, 李志勋, 郭军力, 张会杰
【申请人】河南科技大学
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年9月29日