双金属铸造耐磨材料幻灯片.ppt

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1、双金属铸造耐磨材料第1页，共24页，编辑于2022年，星期五双金属铸造概述双金属铸造概述l双金属铸造是指把两种或两种以上具有双金属铸造是指把两种或两种以上具有不同特征的金属材料铸造成为完整的铸不同特征的金属材料铸造成为完整的铸件，使铸件的不同部位具有不同的性能，件，使铸件的不同部位具有不同的性能，以满足使用要求。通常一种合金具有较以满足使用要求。通常一种合金具有较高的力学性能，另一种或几种合金则具高的力学性能，另一种或几种合金则具有抗磨、耐蚀、耐热等特殊使用性能。有抗磨、耐蚀、耐热等特殊使用性能。第2页，共24页，编辑于2022年，星期五双金属铸造工艺双金属铸造工艺l双金属铸造工艺常见的有镶铸

2、工艺、双双金属铸造工艺常见的有镶铸工艺、双金属复合铸造工艺。金属复合铸造工艺。l将一种或几种合金预制成一定形状的镶将一种或几种合金预制成一定形状的镶块，镶铸到另一种合金液体内，得到兼块，镶铸到另一种合金液体内，得到兼有两种或多种特性的双金属铸件，即谓有两种或多种特性的双金属铸件，即谓镶铸工艺。镶铸工艺。l将两种不同成分、不性能的铸造合金分将两种不同成分、不性能的铸造合金分别熔化后，按特定的浇注方式或浇注系别熔化后，按特定的浇注方式或浇注系统，先后浇人同一铸型内，即称双金属统，先后浇人同一铸型内，即称双金属复合铸造工艺。复合铸造工艺。第3页，共24页，编辑于2022年，星期五一、双金属复合铸造一

3、、双金属复合铸造l1.1 1.1 双金属铸造材料选择双金属铸造材料选择l 双金属铸件由衬垫层、过渡层和抗双金属铸件由衬垫层、过渡层和抗磨层组成，衬垫层由塑性和韧性高的磨层组成，衬垫层由塑性和韧性高的金属材料形成，常用金属材料形成，常用ZG230ZG230450450或或ZG270ZG270500500铸钢。以使铸件能承受较铸钢。以使铸件能承受较大的冲击载荷。抗磨层多用高铬白口大的冲击载荷。抗磨层多用高铬白口抗磨铸铁，过渡层为两种金属的熔融抗磨铸铁，过渡层为两种金属的熔融体。体。第4页，共24页，编辑于2022年，星期五1.2 1.2 熔铸工艺特点熔铸工艺特点l熔炼采用两种铸造合金各自原用的熔炼

4、熔炼采用两种铸造合金各自原用的熔炼工艺。两种不同的铸造合金液体按先后工艺。两种不同的铸造合金液体按先后次序通过各自的浇道注入同一个铸型内。次序通过各自的浇道注入同一个铸型内。两种合金液体的浇注时间需保持一定的两种合金液体的浇注时间需保持一定的时间间隔。熔点高密度大的钢液先浇注，时间间隔。熔点高密度大的钢液先浇注，熔点低密度小些的铁液后浇注。浇注工熔点低密度小些的铁液后浇注。浇注工艺的关键是严格控制两种合金液体的浇艺的关键是严格控制两种合金液体的浇注间隔时间。一般当钢层的表面温度达注间隔时间。一般当钢层的表面温度达90090014001400时，可浇注铁液。时，可浇注铁液。第5页，共24页，编辑

5、于2022年，星期五l浇注温度高，铁层厚度较厚，钢液、铁浇注温度高，铁层厚度较厚，钢液、铁液浇注间隔时间可以适当长些。一般说液浇注间隔时间可以适当长些。一般说来，抗磨层铁液含合金量越多，浇注温来，抗磨层铁液含合金量越多，浇注温度应高些。浇注速度应采取快浇为宜。度应高些。浇注速度应采取快浇为宜。实际生产中，均是通过冒口或铸型专设实际生产中，均是通过冒口或铸型专设的窥测孔用肉眼判断钢层表面温度，也的窥测孔用肉眼判断钢层表面温度，也可用测温仪测定钢层表面温度，以便确可用测温仪测定钢层表面温度，以便确定铁液注入型腔的最佳时间间隔。定铁液注入型腔的最佳时间间隔。第6页，共24页，编辑于2022年，星期五

6、l为防止结合层氧化，在钢液表面覆盖为防止结合层氧化，在钢液表面覆盖保护剂。保护剂应具有防氧化，流保护剂。保护剂应具有防氧化，流动性好，熔点低，气化温度高的特动性好，熔点低，气化温度高的特点。一般采用脱水硼砂。当铁液随点。一般采用脱水硼砂。当铁液随后浇人型腔时，覆盖在钢表面上的后浇人型腔时，覆盖在钢表面上的保护剂被铁液流冲溢至铸型的溢流保护剂被铁液流冲溢至铸型的溢流槽中，完成其保护结合层的作用。槽中，完成其保护结合层的作用。第7页，共24页，编辑于2022年，星期五1.3 1.3 双金属复合铸件的热处理双金属复合铸件的热处理 根据双金属复合铸件的冷却条件和铸态组根据双金属复合铸件的冷却条件和铸态

7、组织，选定合适的热处理工艺。以织，选定合适的热处理工艺。以ZG230ZG230450450钢和高铬铸铁复合铸件为例，说明选钢和高铬铸铁复合铸件为例，说明选定热处理工艺的方法。定热处理工艺的方法。第8页，共24页，编辑于2022年，星期五第9页，共24页，编辑于2022年，星期五1.4 1.4 双金属复合铸件实例双金属复合铸件实例l1 1、风扇磨煤机冲击板的铸型工艺、风扇磨煤机冲击板的铸型工艺l2 2、球磨机衬板铸造工艺图、球磨机衬板铸造工艺图第10页，共24页，编辑于2022年，星期五第11页，共24页，编辑于2022年，星期五第12页，共24页，编辑于2022年，星期五二、双金属复合镶铸二、

8、双金属复合镶铸l2.1 2.1 镶铸用材的选用镶铸用材的选用l 镶铸用材由镶块镶铸用材由镶块(条条)和母材组成。镶块和母材组成。镶块(条条)的材质要具有高的硬度，抗磨性，的材质要具有高的硬度，抗磨性，对其综合性能要求不高，常选用高铬白对其综合性能要求不高，常选用高铬白口铸铁、硬质合金口铸铁、硬质合金(如如GT35GT35等等)。母材的。母材的金属应有高的韧性，良好的耐磨性，良金属应有高的韧性，良好的耐磨性，良好的流动性，与镶块的热膨胀系数接近，好的流动性，与镶块的热膨胀系数接近，与镶块的热处理工艺相匹配。常用与镶块的热处理工艺相匹配。常用30CrMnSi30CrMnSi铸钢和铸钢和ZG270Z

9、G270500500铸钢。铸钢。第13页，共24页，编辑于2022年，星期五2.2 2.2 镶块的几何尺寸与布置镶块的几何尺寸与布置l应根据镶块部位的铸件形状来设计镶应根据镶块部位的铸件形状来设计镶块的几何尺寸，同时还应考虑到，使块的几何尺寸，同时还应考虑到，使其与母材能牢固地结合而又不造成母其与母材能牢固地结合而又不造成母液太大的流动阻力和形成较大的应力液太大的流动阻力和形成较大的应力集中现象。一般镶块的横断面多呈梯集中现象。一般镶块的横断面多呈梯形、圆形或椭圆形，镶块应致密，表形、圆形或椭圆形，镶块应致密，表面洁净。面洁净。第14页，共24页，编辑于2022年，星期五第15页，共24页，编

10、辑于2022年，星期五l镶块应布置在铸件磨损最严重的部位，镶块应布置在铸件磨损最严重的部位，同时又要避免使母液流动过度受阻，同时又要避免使母液流动过度受阻，以免在镶块以免在镶块(条条)之内出现冷隔或浇不之内出现冷隔或浇不足等缺陷。足等缺陷。l镶块镶块(条条)总重占母材总重的比例，视镶总重占母材总重的比例，视镶铸部位的抗磨性和韧性而定。母材重与铸部位的抗磨性和韧性而定。母材重与镶块重之比一般为镶块重之比一般为1010：1 1，要求镶铸部位，要求镶铸部位有更好的抗磨性。镶块的固定采用固定有更好的抗磨性。镶块的固定采用固定内冷铁的方法。内冷铁的方法。第16页，共24页，编辑于2022年，星期五2.3

11、 2.3 造型工艺造型工艺l铸型：干砂型或金属型。铸型：干砂型或金属型。l干砂型的面砂可采用水玻璃砂，背砂用干砂型的面砂可采用水玻璃砂，背砂用粘土砂。砂型烘干温度为粘土砂。砂型烘干温度为250250300300。浇注系统：采取母液浇注系统：采取母液(如铸钢等如铸钢等)的浇注的浇注系统。系统。l在铸件最冷端开设溢流槽，排除最冷的在铸件最冷端开设溢流槽，排除最冷的母液。利用最先进入型腔的高温母液加母液。利用最先进入型腔的高温母液加热镶块是得到结合牢固的镶铸件的有效热镶块是得到结合牢固的镶铸件的有效工艺措施。工艺措施。第17页，共24页，编辑于2022年，星期五2.4 2.4 热处理工艺热处理工艺l

12、应根据所用母材来确定最合适的热处理应根据所用母材来确定最合适的热处理工艺。母材选用工艺。母材选用30CrMnSiTi30CrMnSiTi钢时，热处钢时，热处理可采用图理可采用图1 1的工艺规范，淬火介质为的工艺规范，淬火介质为水或者油。选用哪一种淬火介质主要应水或者油。选用哪一种淬火介质主要应视母材的含碳量而定。碳高采用油淬，视母材的含碳量而定。碳高采用油淬，碳低采用水淬。碳低采用水淬。第18页，共24页，编辑于2022年，星期五第19页，共24页，编辑于2022年，星期五第20页，共24页，编辑于2022年，星期五2.5 2.5 镶铸件镶铸工艺实例镶铸件镶铸工艺实例l2.5.1 2.5.1

13、破碎机锤头破碎机锤头l铸铸 件件 重：重：8 812kg12kg。l镶块材质：高铬白口铸铁，呈圆柱形镶块材质：高铬白口铸铁，呈圆柱形l母材材质：母材材质：ZG270ZG270500500铸钢。铸钢。第21页，共24页，编辑于2022年，星期五第22页，共24页，编辑于2022年，星期五l2.5.2 2.5.2 风扇磨煤机冲击板风扇磨煤机冲击板l铸件重：铸件重：55kg55kgl镶条：高铬白口铸铁，呈梯形长条状，镶条：高铬白口铸铁，呈梯形长条状，以利于牢固地镶嵌，减少母液流动阻以利于牢固地镶嵌，减少母液流动阻力。力。l母材：母材：30CrMnSiTi30CrMnSiTi。第23页，共24页，编辑于2022年，星期五第24页，共24页，编辑于2022年，星期五