[其他]真空密封造型金屬表面復合工藝

在審

• 申請號: 101985000002053
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN1004260B
• 公開（公告）日: 1989-05-24
• 發明（設計）人: 紀嘉林
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 代理公司: 西安交通大學專利事務所
• 代理人: 劉小為;蔡和平

一種真空密封造型零、構件金屬表面復合合金化的工藝方法，在鑄型表面鋪置干、散狀合金粉粒，可澆成表面具有特種性能的鋼、鐵和有色金屬零、構件。本發明工藝簡單，合金化穩定，可靠，材料復合強度高，具有良好的特殊使用性能和綜合性能。

本發明屬于金屬復合材料領域。

鑄件表面合金化是生產耐磨鑄件比較理想的一種工藝方法。A.D.Morris在1913年申請了這種工藝方法的專利（U.S.Patent，№.1，072，026），該專利是在鑄型型腔底面鋪上一層耐磨金屬粉粒，粉粒上蓋以金屬片，用與金屬片同樣材料的金屬液澆入型腔，便可獲得表面具有耐磨性能的鑄件。由于金屬片隔在金屬粉粒和金屬液之間，熔化時吸收了部分熱量，致使合金化過程不易穩定進行，而且此法僅限于簡單形狀的鑄件。后來人們做了大量的努力來解決合金化穩定的問題，但由于實用性差，迄今未得到廣泛實用。1981年加拿大的K.G.Davis等（The Transactions of American Foundryman Society，Vo1，90，1981～82，PP.385～402）應用真空密封制型的原理，將鑄件表面進行合金化的工藝方法推進了一步。K.S.Davis采用真空密封金屬表面合金化的工藝是，在砂型表面刮去一層砂，或在砂型上放上環狀金屬絲，在環內鋪上2～3毫米厚的耐磨金屬粉末，粉末上蓋一張塑料薄膜，砂型通過濾器與真空管連通，砂型緊實。然后合上上型進行澆注。這一方法使粉末在澆注后與金屬液直接接觸，大大提高了粉末材料的表面活性，使它與金屬液在潔凈的擴散條件下鑄滲，擴散和合金化。但K·G·Davis法只限于分型面鑄件的表面合金化，即不能對鑄件內、外側面及形狀復雜鑄件的豎側面進行表面合金化，因而使其應用受到限制。1983年J.S.Hansen（The Transact ons of American Foundryrman Society，Vo1，91，1983，PP.65～70）所采用的真空密封實型模鑄造進行鑄件表面合金化的工藝方法又有了新的進步。雖然J.S.Hansen法并不限于一些簡單，平面鑄件的表面合金化，但由于該法是用醋酸乙烯，賽璐珞和酒精粘結劑混以合金粉粒，涂敷在實型模上，然后利用真空密封造型，澆出表面耐磨的鑄件。所以，粘結劑，特別是實型模的揮發氣體，致使合金化過程的氣體增多，盡管有真空吸氣的作用，然而鑄件合金層還是比較容易產生氣孔以及夾渣，影響了合金化的質量。

本發明的目的是為了解決現有技術僅限于簡單平面鑄件或表面合金化質量不穩定所提出的一種工藝簡單，表面合金化優良，并能使各種不同形狀的零、構件表面合金化的工藝方法。

附圖為真空密封造型金屬表面復合工藝方法實施例示意圖。圖中（1）為真空狀況的鑄型，（2）、（5）為薄膜，（3）為針板刺孔，（4）為合金粉粒，（6）為金屬粉層成型裝置，（7）為上型，圖中箭頭所指方向是抽真空方向。

本發明的要點是：利用真空密封造型的原理，使合金化過程在真空密封且完全干燥和凈化的條件下完成。金屬液充填鑄型時在真空和定向流動條件下，向合金粉粒之間進行鑄滲，并使金屬液的熱容通過合金層散發到鑄型中，熱量集中穿過合金層，有利于加熱合金粉粒，增強粉粒合金元素熱擴散和改善冶金結合的合金化結果。而且表面合金化不受鑄件形狀的限制。