[其他]白口鑄鐵與鑄鋼雙金屬復合鑄造

無效

• 申請號: 86106682
• 申請日: 1986-10-11
• 公開（公告）號: CN86106682A
• 公開（公告）日: 1988-04-20
• 發明（設計）人: 樸東學;李慧玉;李衛;齊笑冰;平獻忠
• 申請（專利權）人: 機械工業部沈陽鑄造研究所
• 主分類號: B22D19/16
• 分類號: B22D19/16;B22D19/08
• 代理公司: 沈陽市專利事務所
• 代理人: 吳維敬

本發明屬于雙金屬復合鑄造工藝方法，特別是白口鑄鐵與碳鋼或高錳鋼的復合鑄造工藝方法。

目前雙金屬復合鑄造件，主要用離心鑄造技術生產幾何形狀十分簡單的缸套類，而本工藝以靜態法可生產多種形狀白口鑄鐵與鑄鋼雙金屬復合鑄造的鑄件，經國際聯機檢索尚未發現類似于本工藝所采用的技術措施。

本發明的目的是把具有抗磨料磨損性能的白口鑄鐵材料和具有高韌性的碳鋼或高錳鋼材料通過雙金屬復合鑄造的方法制成具有兩種材料雙重特性的整體鑄件，以提高鑄件的抗磨性能（或耐熱耐蝕性能）和強韌性，并根據使用中零件各部位的不同性能要求加以配置，以提高鑄件機械性能和使用性能。

本工藝也可用于鑄鋼與銅、鑄鋼與其它鑄鐵材料的雙金屬復合鑄件的生產上。

本發明的內容：

本發明所用母材為具有強韌性的碳鋼或高錳鋼材料，抗磨材料為白口鑄鐵。

本發明所采用的雙金屬復合鑄造工藝，有兩種工藝。

一種是由白口鑄鐵預先做成抗磨預制件，經清洗后固定在鑄件工作部位的鑄型上，然后按工藝要求把熔煉好的鋼水澆入到雙金屬鑄型內，這種工藝簡稱為“鑲鑄工藝”。

一種是按本工藝要求，將熔煉好的鋼水先澆入到鑄型內，再將煉好的白口鑄鐵，澆入到同一個鑄型內，將獲得雙金屬復合鑄件，這種工藝簡稱為“雙液”雙金屬鑄造工藝。

采用本發明工藝制造的雙金屬復合鑄件結合部位含有的主要合金元素呈規律性變化，即從鋼層到白口層的過渡區域內，C、Cr、Si、Mo、Cu、Mn等主要合金元素的含量逐步增高，其含量高于鑄鋼低于白口鑄鐵。

雙金屬結合部位組織有如下幾個特點：

1、雙金屬結合部位，經雙金屬鑄造工藝后均呈現過渡區域和過渡組織，其明顯過渡層寬度為40～100μ左右，其組織具有過共折鋼以及亞共晶白口鑄鐵特征。由珠光體和少量隱針馬氏體基體組織中均勻彌散分布的小顆粒碳化物組成的過渡組織，有機地連接鑄鋼層和白口鑄鐵層的截然不同的兩種組織。

2、以雙金屬過渡層為界，兩種金屬材料各自保持自己原有的金相組織和力學性能特點，即白口鐵層呈現典型亞共晶白口鑄鐵的組織特點和良好抗磨性能的特點，鑄鋼層呈現典型亞共折鋼的組織特點和具有較高強韌性的特性。

3、靠近雙金屬過渡區域的兩種金屬材料的組織，比遠離雙金屬過渡區域的兩種材料組織要細，分布均勻，具有細等軸晶結晶特點。

4、過渡區域基體組織晶體結構與鋼和白口鑄鐵晶體結構相同，沒有出現新的晶體組織結構。

5、雙金屬過渡區域的過渡金屬主要成分屬過共折鋼。

雙金屬結合部位組織：

圖1、鋼層組織

圖2、鋼層+白口鑄鐵層組織

圖3、過渡區組織

圖4、白口鑄鐵層組織

圖5、“鑲鑄”雙金屬鑄件金相組織

圖6、“雙液”雙金屬鑄件金相組織

雙金屬復合鑄造材料的結合強度和力學性能：

雙金屬復合鑄造材料的結合強度必須介于兩種材料力學性能之間，只有這樣才能保證鑄件的使用性能達到安全、可靠、耐久的目標。

雙金屬復合材料結合強度

雙金屬復合材料沖擊韌性（20×20×110）J/cm²

雙金屬復合材料過渡區顯微硬度

部位????顯微硬度（HV100）

白口層????724

過渡區????514

鋼層（靠近過渡區）????254

本發明雙金屬復合鑄造工藝，在雙金屬結合面上應用代號為SⅣ的保護劑，它具有比重輕，熔點低，氣化溫度高，流動性好，與鋼濕潤性好，高溫抗氧化性能良好和去銹能力強等特點，實施本工藝過程中，它有效的保護雙金屬結合面高溫下（950～1400℃）的清潔和防止氧化，并促使兩種材料的熱交換，促使兩種金屬材料中的主要合金元素相互擴散，以形成過渡區域中間合金和中間過渡金屬組織。

SⅣ保護劑的組成成份為：

Na₂So₄0.2-5% Na₂B₄O₇·10H₂O5.0-70%

Na₂Co₃0.5-25% CaCO₃0.1-5.0%

K₃Po₄0.5-25% Na₃Po₄0.5-25%