專利名稱：鋁鉛合金軸瓦鑄錠及其生產(chǎn)方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及生產(chǎn)鋁鉛合金鑄錠的方法及裝置，屬于金屬材料類。
背景技術(shù)：
采用鋁鉛合金制作的軸瓦由于比現(xiàn)在應(yīng)用的鋁錫軸瓦抗疲勞強(qiáng)度高、壽命長(zhǎng)、成本低、耐熱性好一直受到各國材料及工程研究者的重視，并由此產(chǎn)生了許多生產(chǎn)鋁鉛合金的方法。如采用噴涂法生產(chǎn)鋁鉛合金，粉末法生產(chǎn)鋁鉛合金等。前者是將鋁液和鉛液同時(shí)用氣體噴射器噴涂在金屬板上迅速冷卻凝固形成鋁鉛合金層。在噴涂過程中用氬氣等保護(hù)以免液體氧化。雖然這樣，但氣體的純度很難控制，氧化在所難免。另外在噴涂過程中會(huì)產(chǎn)生疏松和氣孔，經(jīng)過軋機(jī)壓合后也容易起層。在噴涂過程中難免偏析的產(chǎn)生，質(zhì)量難以控制，效率也較低，很難適應(yīng)大規(guī)模流水線生產(chǎn)；后者雖然技術(shù)比較成熟，但工序繁多、流程長(zhǎng)、污染嚴(yán)重，事先要制備鋁粉和鉛粉，經(jīng)過壓制成型，在燒結(jié)后軋制。此外氧化、夾雜、氣孔也嚴(yán)重存在，而且成本相當(dāng)高。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種效率高、成本低、工藝簡(jiǎn)單、質(zhì)量穩(wěn)定、適合大批量生產(chǎn)的鋁鉛合金軸瓦鑄錠及其生產(chǎn)方法和裝置。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的鋁鉛合金軸瓦鑄錠其材料成分是(重量百分比)Al-Pb-Cu-Si∶(5-25)％Pb；(0.3-1.2)％Cu；(0.1-0.4)％Si；余量為Al。
鋁鉛合金軸瓦鑄錠其生產(chǎn)方法是首先在上述范圍內(nèi)按比例配料，然后將熔化后的鉛液體和加入銅與硅的鋁液體分置于鉛噴堝和鑄模內(nèi)，從鉛噴堝內(nèi)流出的鉛液在噴槍中噴出的氮?dú)獾膰娚湎滦纬摄U霧射向鑄模內(nèi)鋁液表面，此時(shí)旋轉(zhuǎn)鑄模，將鉛均勻分布在鑄錠中；從承托鑄模下面的銅制底板冷卻下面鋁液，使鋁液從下底開始向上逐層凝固，直至鑄錠全部冷凝為止。此方法稱之為“逆向鑄造法”。
上面所述加入銅與硅的鋁液體是指先將鋁用石墨坩堝熔化，升溫至900℃時(shí)加入銅與硅，使銅與硅融合在鋁液體中。
為使固液界面從鋁液底部上升到每個(gè)部位之前仍保持液體狀態(tài)，在鑄模外面設(shè)有保溫層。
為提高冷卻速度，在銅制底板下噴水冷卻。
鋁鉛合金軸瓦鑄錠其生產(chǎn)裝置是它包括支架、冷卻套和分置于支架與冷卻套上的鉛噴堝與銅制底板，在位于鉛噴堝下方的銅制底板上設(shè)有鑄模，該鑄模外面設(shè)有保溫層，銅制底板與冷卻套之間設(shè)有軸承，銅制底板下設(shè)有噴水管，鉛噴堝底部側(cè)面設(shè)有鉛液流出孔，在支架上設(shè)有氮?dú)鈬姌尅?br> 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是效率高，二十分鐘可完成三公斤鋁鉛鑄錠，且無縮孔，材料利用率高，氣孔夾雜少，組織致密，鉛粒分布均勻，含量容易控制，成本低、工藝簡(jiǎn)單、質(zhì)量穩(wěn)定，適合于大批量生產(chǎn)。
本發(fā)明的具體細(xì)節(jié)由以下實(shí)施例及其附圖給出。


附圖為鋁鉛合金軸瓦鑄錠生產(chǎn)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式根據(jù)軸瓦結(jié)構(gòu)及性能要求設(shè)為五種鋁鉛合金配料成分(重量百分?jǐn)?shù))。如表1所示

表中Al為1號(hào)工業(yè)純鋁，Pb為2號(hào)鉛，Cu為電解銅。
附圖給出的是鋁鉛合金軸瓦鑄錠生產(chǎn)裝置，它由支架1、冷卻套2、銅制底板3、保溫層4、鑄模5、鉛噴堝8、噴槍9、軸承11、噴水管12、水池13構(gòu)成。鉛噴堝8底部側(cè)面設(shè)有鉛液流出孔8-1，該孔直徑根據(jù)加鉛量的多少直徑大小不同，本設(shè)計(jì)為三種，分別為1.5毫米、3毫米、4.5毫米。鑄模5為低碳鋼制圓柱筒，上下無底，直徑100毫米，高200毫米。
鋁鉛合金軸瓦鑄錠具體生產(chǎn)工藝如下以上述表中2號(hào)鋁鉛合金為例。
1、配料熔化配制1號(hào)工業(yè)純鋁2676，電解銅18克。硅6克。
先將鋁用石墨坩堝溶化，升溫至900℃加入銅和硅。再配制2號(hào)鉛330克(火損10％)，用石墨坩堝熔化加熱至600℃-700℃。
2、預(yù)熱備用件將鉛噴堝8放在箱式爐中預(yù)熱至800-1000℃，同時(shí)將鑄模5及套在其外面的保溫層4放在箱式爐中預(yù)熱至800-1000℃。
3、鑄造操作以上準(zhǔn)備工作完成便可進(jìn)行鑄造操作。先將鑄模5放在銅制底板3上，鉛液倒入鑄模5內(nèi)，再將預(yù)熱好的鉛噴堝8放在支架1上，這時(shí)噴水管12可以給水。目的是冷水通過銅制底板3冷卻鋁液下部，是下部開始結(jié)晶。同時(shí)將鉛液倒入鉛噴堝8內(nèi)，鉛液從鉛液流出孔8-1流出時(shí)由噴槍9給氮?dú)?，氮?dú)鈮毫υ?-12大氣壓之間，氮?dú)饨?jīng)過噴槍9將鉛液吹成鉛霧射向鋁液，這時(shí)旋轉(zhuǎn)鑄模5以免鑄錠中產(chǎn)生無鉛死角。噴鉛過程一直持續(xù)到全部冷凝為止，整個(gè)操作規(guī)程結(jié)束。冷卻水管直徑為20毫米，水流速度為10米/秒。鉛噴堝8為石墨堝，內(nèi)徑100毫米，高130毫米。鉛噴堝離鋁液面高度為100-150毫米。鑄模5的直徑為100毫米，高為200毫米。
該工藝方法同時(shí)適用于銅與多量鉛形成復(fù)合式合金材料以及其它的比重差較大的兩種金屬或非金屬做成復(fù)合式材料，用以提高材料的耐磨性、硬度、強(qiáng)度等。這些復(fù)合式材料的性能是用一般的鑄造方法生產(chǎn)的合金或材料所不能達(dá)到的。
圖中序號(hào)6、7分別為鋁液和鉛霧，序號(hào)10為鑄錠。
權(quán)利要求
1.一種鋁鉛合金軸瓦鑄錠，其特征在于，其鑄錠材料成分是Al-Pb-Cu-Si，重量百分比為(5-25)％Pb；(0.3-1.2)％Cu；(0.1-0.4)％Si；余量為Al。
2.一種如權(quán)利要求1所述鋁鉛合金軸瓦鑄錠的生產(chǎn)方法，其特征在于，首先在上述范圍內(nèi)按比例配料，然后將熔化后的鉛液體和加入銅與硅的鋁液體分置于鉛噴堝和鑄模內(nèi)，從鉛噴堝內(nèi)流出的鉛液在噴槍中噴出的氮?dú)獾膰娚湎滦纬摄U霧射向鑄模內(nèi)鋁液表面，此時(shí)旋轉(zhuǎn)鑄模，將鉛均勻分布在鑄錠中；從承托鑄模下面的銅制底板冷卻下面鋁液，使鋁液從下底開始向上逐層凝固，直至鑄錠全部冷凝為止。
3.一種如權(quán)利要求2所述鋁鉛合金軸瓦鑄錠生產(chǎn)方法所用的生產(chǎn)裝置，其特征在于，它包括支架、冷卻套和分置于支架與冷卻套上的鉛噴堝與銅制底板，在位于鉛噴堝下方的銅制底板上設(shè)有鑄模，該鑄模外面設(shè)有保溫層，銅制底板與冷卻套之間設(shè)有軸承，銅制底板下設(shè)有噴水管，鉛噴堝底部側(cè)面設(shè)有鉛液流出孔，在支架上設(shè)有氮?dú)鈬姌尅?br> 全文摘要
一種鋁鉛合金軸瓦鑄錠及其生產(chǎn)方法和裝置。其鑄錠材料成分是Al－Pb－Cu－Si，重量百分比為(5－25)％Pb；(0.3－1.2)％Cu；(0.1－0.4)％Si；余量為Al。首先在上述范圍內(nèi)按比例配料，然后將熔化后的鉛液體和加入銅與硅的鋁液體分置于鉛噴堝和鑄模內(nèi)，從鉛噴堝內(nèi)流出的鉛液在噴槍中噴出的氮?dú)獾膰娚湎滦纬摄U霧射向鑄模內(nèi)鋁液表面，此時(shí)旋轉(zhuǎn)鑄模，將鉛均勻分布在鑄錠中；從承托鑄模下面的銅制底板冷卻下面鋁液，使鋁液從下底開始向上逐層凝固，直至鑄錠全部冷凝為止。優(yōu)點(diǎn)是效率高，二十分鐘可完成三公斤鋁鉛鑄錠，且無縮孔，材料利用率高，氣孔夾雜少，組織致密，鉛粒分布均勻，含量容易控制，成本低、工藝簡(jiǎn)單、質(zhì)量穩(wěn)定，適合于大批量生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C22C21/00GK1598024SQ20041002150
公開日2005年3月23日 申請(qǐng)日期2004年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月20日
發(fā)明者劉永濤, 劉 東 申請(qǐng)人:劉永濤