专利名称：特殊性能铸件的工作面合金化方法
技术领域：
本发明涉及一种铸件的铸造方法，特别是一种特殊性能铸件的工作面合金化的方法。
目前，对于一些有特殊性能要求的铸件，如高的耐磨性、耐腐蚀性、高硬度等性能要求的铸件，一般都是在治炼的还原期中加入一定量按特殊性能要求的合金元素，经混炼熔融后的钢液注入铸型内，待冷凝、清砂处理即成。该铸造方法获得的铸件大多是在现有钢种，如高锰钢等的基础上，加入所需的钨、钼、镍、铬、钒等贵重元素重新获得新钢种，在实际研制中曾制做轧臼壁、破碎壁等圆柱工作面有特殊性能要求的铸件，尽管采用该含有合金元素的新钢种获得的铸件能满足特殊性能要求，但是至今不能广泛应用。其原因就在于用上述方法获得的铸件中能够获得特殊性能所加入的合金元素，不仅分布在铸件所需工作面，整个铸件包括冒口部分也都含该合金元素。这样不仅使贵重金属用量增加，提高铸件的成本，造成贵金属的浪费，而且给不需要该特殊性能的非工作面的机械加工带来了很大困难，费工，费时，浪费能源，也增加了机械加工的成本，降低了机械加工的效率。
也有的采用热处理表面渗入法，堆焊法，涂镀法等后处理手段使铸件有特殊性能要求的工作面获得所需合金元素。该方法不仅工艺复杂，需要有特殊工装设备，增加投资，提高成本，而且有时满足不了工作面的特殊性能要求。
本发明的目的是提供一种改进的铸件铸造方法，它采用独特的钢液注入工艺，使特殊性能铸件的工作面合金化，将贵重合金元素集中在铸件所需的特殊性能工作面，从而节约大量合金元素，便于铸件机械加工，明显降低制造成本，有效提高铸件的使用寿命。
本发明的目的是这样实现的该方法是将含有符合铸件特殊性能要求的合金元素的钢液与未含合金元素的钢液，分别按顺序连续注入铸型内，使含有合金元素的钢液集中于铸件有特殊性能要求的工作面上。
由于本发明采用独特的钢液注入工艺，使铸件工作面合金化，而不以表面渗入或堆焊的后处理方式，即能获得特殊性能要求工作面的铸件，所以能从根本上克服传统铸造或后处理等方法存在的问题，将贵重合金元素集中使用在铸件所需的特殊性能工作面上，非特殊性能需要的工作面或其它部位不含合金元素，即节省了大量贵重合金元素，降低了铸件成本，又有利于机械加工，省工、省时、节省能源，同时也有效地提高铸件的使用寿命。因此，本发明极易推广应用。
以下结合附图和实施方式对本发明进一步描述。
图1是炉外加入合金元素的铸造工艺流程图。
图2是图1的俯视图。
图3是炉内加入合金元素铸造工艺流图。
图4是图3的俯视图。
图5是炉外加入合金元素的另一种铸造工艺流程图。
图6是炉内加入合金元素的另一种铸造工艺流程。
根据图1-6详细说明本发明的具体实施方式
。该方法主要适于铸造破碎、研磨机械用的要求具有特殊性能的零件。一般以圆柱形或圆锥形铸件为多，要求有特殊性能的工作面1部位往往是铸件的一端(如图1)或铸件的圆周表面(如图5)。本发明采用独特的工作面合金化铸造方法，使含有合金元素的钢液集中于铸件有特殊性能要求的工作面1上。铸造时首先根据铸件有特殊性能要求的工作面的部位，计算出所需合金元素的量和所需钢液的量。然后将含有符合铸件特殊性能要求的合金元素的钢液与未含合金元素的钢液，分别按顺序连续注入铸型内，冷凝即得到特殊性能铸件。
对于铸件一端要求有特殊性能工作面的合金化方法操作步骤如下1、将铸件要求有特殊性能工作面1的部位置于铸型的底端，非特殊性能工作面2的部位置于铸型的上端。采用底注式浇道7，利用切向直浇道8与型腔底部相通。
2、按型腔的大小计算特殊性能工作面1与非特殊性能工作面2所需含合金元素的钢液量和未含合金元素的钢液量。按铸件要求分别冶炼钢液。
3、含合金元素的钢液形成，应根据加入合金元素量的多少确定，炉内加入合金元素或炉外加入合金元素两种方法炉外加入法对于加入合金量相对钢液总量较少时，采用此法。即先将所需合金元素制成颗粒，装入带闸板6的料仓5中，将熔炼合格的未含合金元素的钢液出炉装入钢包4中。浇注时，先注入钢包4中的钢液，当其中钢液即将注入到计算量时，立即开启料仓5的闸板，使合金元素与流出钢包4的钢液均匀混合同时注入铸型内。该方法还可起到细化金属晶粒作用。
炉内加入法对于加入合金量相对钢液总量较多时，采用此法。因合金元素量大，直接通过料仓进入钢包流出的钢液中，会降低浇注温度，影响铸件质量，故采用冶炼炉内加入合金元素的办法，待合金元素与相应量的钢液混融合格后，即可出炉进入含合金元素的钢包9中。
将按上述方法形成的含合金元素的钢液与未含合金元素的钢液分别按顺序连续注入铸型内，具体做法是先注入未含合金元素的钢液。因其是底注式，故先注入的钢液沿浇道7进入铸型内，沿切向直浇道8旋入，钢液旋转沿型腔上移，后注入的含合金元素的钢液最后进入型腔内，将含合金元素的钢液全部集中在特殊性能工作面1的部位。未含合金元素的非特殊性能工作面2及冒口3部位均不含合金元素。
对于铸件圆周表面要求有特殊性能工作面合金化的操作步骤基本同上述步骤，只是将底注法改为离心浇注法，将铸件要求有特殊性能工作面1的部位置于铸型的外圆周，非特殊性能工作面2部位置于铸型的内圆周。浇注钢液时先浇注含合金元素的钢液，待其即将浇完时，立即接注未含合金元素的钢液。
以φ2100mm圆锥破碎机轧臼壁、破碎壁为例比较如下轧臼壁铸件重3750Kg，冒口重1100kg，共需钢液4850kg。需要进一步提高耐磨性的使用部位在大口端，需要钢液1200kg。用现有的工艺方法需加钼量为2％计算4850×2％＝97kg，钼铁现价为100元／公斤钼。加钼后铸件成本加大9700元。采用本申请专利的铸造方法，铸件成本加大只有2400元。
破碎壁铸件重2700kg，冒口重900kg，共需钢液为3600kg，需要进一步提高耐磨性而在大口一端加入2％的钼，重为900kg。
用现有方法加钼后，铸件提高成本为3600×2％×100＝7200元，用本申请专利的铸造方法，加钼后，铸件提高成本为900×2％×100＝1800元。
权利要求
1.一种特殊性能铸件的工作面合金化方法，其特征在于将含有符合铸件特殊性能要求的合金元素的钢液与未含合金元素的钢液，分别按顺序连续注入铸型内，注入铸型后含有合金元素的钢液全部集中在铸件有特殊性能要求的工作面部位。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述含合金元素的钢液采用炉外加入合金元素的办法形成，即先将所需合金元素制成颗粒，再与熔炼出炉的钢液均匀混合按规定注入铸型内。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述含合金元素的钢液采用炉内加入合金元素的办法形成，即先将所需合金元素置入冶炼炉中，待与炉中钢液混融合格后，按规定出炉进入铸型内。
全文摘要
一种特殊性能铸件的工作面合金化方法,其中将含有符合铸件特殊性能要求的合金元素的钢液与未含合金元素的钢液,分别按顺序连续注入铸型内,注入铸型后含有合金元素的钢液全部集中在铸件有特殊性能要求的工作面部位。其优点是采用独特的钢液注入工艺,使特殊性能铸件的工作面合金化,将贵重合金元素集中在铸件所需的特殊性能工作面,从而节约大量合金元素,便于铸件机械加工,明显降低制造成本,有效提高铸件的使用寿命。
文档编号B22D13/00GK1278465SQ00110549
公开日2001年1月3日 申请日期2000年6月19日 优先权日2000年6月19日
发明者廖泽明 申请人:廖泽明