專利名稱：一種硬質(zhì)合金或碳化鈦與耐磨鋼融合的鑄造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鑄造領(lǐng)域，具體涉及一種硬質(zhì)合金或碳化鈦與耐磨鋼融合的鑄造方法。
背景技術(shù)：
硬質(zhì)合金是以高硬度難熔金屬的碳化物(WC、TiC)微米級(jí)粉末為主要成分，以鈷(Co)或鎳(Ni)、鑰(Mo)為粘結(jié)劑，在真空爐或氫氣還原爐中燒結(jié)而成的粉末冶金制品。硬質(zhì)合金具有硬度高、耐磨、強(qiáng)度和韌性較好、耐熱、耐腐蝕等一系列優(yōu)良性能，特別是它的高硬度和耐磨性，即使在500°C的溫度下也基本保持不變，在1000°C時(shí)仍有很高的硬度。硬質(zhì)合金廣泛用作刀具材料，如車刀、銑刀、刨刀、鉆頭、鏜刀等，用于切削鑄鐵、有色金屬、塑料、化纖、石墨、玻璃、石材和普通鋼材，也可以用來切削耐熱鋼、不銹鋼、高錳鋼、工具鋼等難加工的材料。硬質(zhì)合金本身具有優(yōu)良的耐磨性，用其做耐磨件的壽命遠(yuǎn)高于其他金屬材料耐磨件的壽命。但硬質(zhì)合金的硬度高、脆性大，使用時(shí)易發(fā)生脆性斷裂破壞，為了保證工件的正常工作就需要加大工件的厚度，從而造成生產(chǎn)成本的提高。分析發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)易磨損件都只是表面為工作面，且工作的表層有效厚度相對(duì)于工作尺寸來說也只在一個(gè)很小的范圍內(nèi)。如果易磨損件工作表面的有效厚度(或者略大于有效厚度)部分為硬度高、耐磨性好的硬質(zhì)合金，其余部分為強(qiáng)度高、韌性較好的廉價(jià)材料，并且兩者形成合金時(shí)，這種易磨損件就在獲得硬質(zhì)合金高硬度、高耐磨性的同時(shí)還具有較高的強(qiáng)度和良好的韌性，且可以節(jié)約大量的昂貴的硬質(zhì)合金。目前，國內(nèi)外用于耐磨的硬質(zhì)合金一般都采用堆焊的方法，即將硬質(zhì)合金焊接在工件的本體上。但是，這種焊接方式，對(duì)于較大接觸面的硬質(zhì)合金來講，在焊接時(shí)往往不能保證整個(gè)接觸面都實(shí)現(xiàn)良好的焊接，從而使硬脆的硬質(zhì)合金受力時(shí)容易失去有效的支撐，硬質(zhì)合金與本體材料結(jié)合的不夠牢固，使用時(shí)容易破損和掉塊。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種硬質(zhì)合金或碳化鈦與耐磨鋼融合的鑄造方法，采用該鑄造方法將硬質(zhì)合金或碳化鈦與耐磨鋼融合得到的硬質(zhì)合金復(fù)合件，具有優(yōu)良的耐磨性和牢固性。本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的—種硬質(zhì)合金或碳化鈦與耐磨鋼融合的鑄造方法，其特征在于，包括以下步驟(I)將泡沫材料EPS或EPMMA預(yù)發(fā)，預(yù)發(fā)后的EPS或EPMMA珠粒密度為O.018-0. 03g/cm3 ；(2)在產(chǎn)品模具表面排列一層粒度為l_12mm的硬質(zhì)合金或碳化鈦顆粒排列，在硬質(zhì)合金或碳化鈦顆粒之上加入一層預(yù)發(fā)好的EPS或EPMMA珠粒；(3)向模具或模具所在的蒸缸內(nèi)通入蒸汽，使模腔內(nèi)的EPS或EPMMA珠粒膨脹均勻，形成光潔的模樣表面，其中蒸汽壓力為O. 009-0. 04Mpa ;然后排放蒸汽和通水冷卻，從模具內(nèi)取出模樣，對(duì)模樣進(jìn)行烘干處理；(4)將模樣組裝成模樣簇，將模樣簇均勻涂上消失模鑄造用的涂料后，對(duì)模樣簇進(jìn)行干燥處理；(5)將干燥后的模樣簇送到消失模鑄造砂箱內(nèi)，選用干砂20-80目進(jìn)行振動(dòng)造型；(6)將造型完畢的砂箱接上真空系統(tǒng)，將熔煉合格的鋼水溫度控制在1580-1800° C時(shí)進(jìn)行澆注；澆注的同時(shí)抽真空，負(fù)壓范圍在O. 1-0. 8Mpa ;澆注完畢后繼續(xù)保持負(fù)壓1-20分鐘，鋼水冷卻結(jié)凍后取出鑄件；(7)待鑄件完全冷卻后，進(jìn)行切割、分揀打磨、拋光和清理，即得硬質(zhì)合金或碳化鈦與耐磨鋼冶金融合的耐磨件。
本發(fā)明的進(jìn)一步設(shè)置在于，步驟(2)和步驟(3)之間還包括若需要第二層硬質(zhì)合金或碳化鈦，則在EPS或EPMMA珠粒上再排列第二層粒度為l_12mm的硬質(zhì)合金或碳化鈦顆粒，之后在第二層硬質(zhì)合金或碳化鈦顆粒上再加入一層預(yù)發(fā)好的EPS或EPMMA珠粒；若需要多層硬質(zhì)合金或碳化鈦，按照第二層的方法操作。本發(fā)明的進(jìn)一步設(shè)置在于，步驟(3)和步驟(4)之間還包括若需要多層硬質(zhì)合金或碳化鈦，則按照步驟(2)- (3)的操作制備多個(gè)模樣，再將每個(gè)模樣中的多余泡沫材料均切除，將切好的多個(gè)模樣粘貼在一起，組成一個(gè)多層硬質(zhì)合金或碳化鈦泡沫模樣。本發(fā)明中硬質(zhì)合金(WC)或碳化鈦(Tic)以冶金的方式同高耐磨材料(耐磨鋼)融合，形成了在耐磨零件的平面、斜面、內(nèi)外錐面、內(nèi)外圓柱及各種形狀的立體表面或耐磨零件內(nèi)在的多層面復(fù)合結(jié)構(gòu)。本發(fā)明所述的鑄造方法可徹底代替現(xiàn)有技術(shù)中在耐磨件表面堆焊硬質(zhì)合金的技術(shù)，采用該鑄造方法將硬質(zhì)合金或碳化鈦與耐磨鋼融合得到的硬質(zhì)合金復(fù)合件，具有優(yōu)良的耐磨性和牢固性，其使用壽命是其它耐磨件的2-10倍。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一本發(fā)明提供了一種硬質(zhì)合金與耐磨鋼融合的鑄造方法，包括以下步驟(I)將泡沫材料EPS預(yù)發(fā)，珠粒密度為O. 018g/cm3。(2)準(zhǔn)備好產(chǎn)品模具，將Imm顆粒的硬質(zhì)合金顆粒排列在產(chǎn)品模具的表面，加入一層預(yù)發(fā)好的EPS珠粒；在EPS珠粒上再排列第二層Imm顆粒的硬質(zhì)合金顆粒，之后在第二層硬質(zhì)合金顆粒上再加入一層預(yù)發(fā)好的EPS或EPMMA珠粒；(3)珠粒填料完畢后，向模具或模具所在的蒸缸內(nèi)通蒸汽，蒸汽壓力控制在O. 009Mpa,使模腔內(nèi)的EPS珠粒膨脹均勻，內(nèi)外良好的融合，形成光潔的模樣表面，然后再排放蒸汽和通水冷卻，并從模具內(nèi)取出模樣后烘干。(4)將模樣組裝成模樣簇，包括直澆道、模澆道和內(nèi)澆道。將模樣簇均勻涂上消失模鑄造用的涂料后，送入烘房徹底干燥。(5)將多個(gè)模樣簇送到消失模鑄造砂箱內(nèi)，選用干砂20目進(jìn)行振動(dòng)造型；(6)造型完畢的砂箱接上真空系統(tǒng)，將熔煉合格的鋼水溫度控制在1580C。時(shí)進(jìn)行澆注，澆注時(shí)同時(shí)抽真空，負(fù)壓范圍在O. IMpa，澆注完畢后繼續(xù)保持負(fù)壓I分鐘，鋼水冷卻結(jié)凍后取出鑄件；(7)待繼續(xù)完全冷卻后，切割各耐磨件，分揀打磨，進(jìn)行拋光處理，清理后即得高質(zhì)的硬質(zhì)合金與耐磨鋼冶金融合的耐磨件。實(shí)施例二 本發(fā)明提供了一種碳化鈦與耐磨鋼融合的鑄造方法，包括以下步驟(I)將泡沫材料EPMMA預(yù)發(fā)，珠粒密度為O. 03g/cm3。(2)準(zhǔn)備好產(chǎn)品模具，將12_顆粒的碳化鈦(Tic)顆粒排列在產(chǎn)品模具的表面，力口入一層預(yù)發(fā)好的EPS或EPMMA珠粒；
在EPMMA珠粒上再排列第二層12mm顆粒的碳化鈦(Tic)顆粒，之后在第二層碳化鈦(Tic)顆粒上再加入一層預(yù)發(fā)好的EPMMA珠粒；在EPMMA珠粒上再排列第三層12mm顆粒的碳化鈦(Tic)顆粒，之后在第三層碳化鈦(Tic)顆粒上再加入一層預(yù)發(fā)好的EPMMA珠粒；依此方法類推，可添加若干層；(3)珠粒填料完畢后，向模具或模具所在的蒸缸內(nèi)通蒸汽，蒸汽壓力控制在O. 04Mpa,使模腔內(nèi)的EPMMA珠粒膨脹均勻，內(nèi)外良好的融合，形成光潔的模樣表面，然后再排放蒸汽和通水冷卻，并從模具內(nèi)取出模樣后烘干。(4)將模樣組裝成模樣簇，包括直澆道、模澆道和內(nèi)澆道。將模樣簇均勻涂上消失模鑄造用的涂料后，送入烘房徹底干燥。(5)將多個(gè)模樣簇送到消失模鑄造砂箱內(nèi)，選用干砂80目進(jìn)行振動(dòng)造型；(6)造型完畢的砂箱接上真空系統(tǒng)，將熔煉合格的鋼水溫度控制在1800C。時(shí)進(jìn)行澆注，澆注時(shí)同時(shí)抽真空，負(fù)壓范圍在O. 8Mpa，澆注完畢后繼續(xù)保持負(fù)壓20分鐘，鋼水冷卻結(jié)凍后取出鑄件；(7)待繼續(xù)完全冷卻后，切割各耐磨件，分揀打磨，進(jìn)行拋光處理，清理后即得高質(zhì)的碳化鈦(Tic)與耐磨鋼冶金融合的耐磨件。實(shí)施例三本發(fā)明提供了一種碳化鈦與耐磨鋼融合的鑄造方法，包括以下步驟(I)將泡沫材料EPMMA預(yù)發(fā)，珠粒密度為O. 025g/cm3。(2)準(zhǔn)備好產(chǎn)品模具，將8mm顆粒的碳化鈦(Tic)顆粒排列在產(chǎn)品模具的表面，力口入一層預(yù)發(fā)好的EPS或EPMMA珠粒；(3)珠粒填料完畢后，向模具或模具所在的蒸缸內(nèi)通蒸汽，蒸汽壓力控制在
O.015Mpa，使模腔內(nèi)的EPMMA珠粒膨脹均勻，內(nèi)外良好的融合，形成光潔的模樣表面，然后再排放蒸汽和通水冷卻，并從模具內(nèi)取出模樣后烘干。(4)若需要多層硬質(zhì)合金或碳化鈦，則重復(fù)執(zhí)行步驟(2)- (3)的操作，制備多個(gè)模樣，再將每個(gè)模樣中的多余泡沫材料均切除，將切好的多個(gè)模樣粘貼在一起，組成一個(gè)具有多層硬質(zhì)合金或碳化鈦的泡沫模樣。(5)將多個(gè)模樣(包括具有一層硬質(zhì)合金或碳化鈦的模樣或者具有多層硬質(zhì)合金或碳化鈦的泡沫模樣)組裝成模樣簇，包括直澆道、模澆道和內(nèi)澆道。將模樣簇均勻涂上消失模鑄造用的涂料后，送入烘房徹底干燥。(6)將多個(gè)模樣簇送到消失模鑄造砂箱內(nèi)，選用干砂40目進(jìn)行振動(dòng)造型；
(7)造型完畢的砂箱接上真空系統(tǒng)，將熔煉合格的鋼水溫度控制在1650C°時(shí)進(jìn)行澆注，澆注時(shí)同時(shí)抽真空，負(fù)壓范圍在O. 5Mpa，澆注完畢后繼續(xù)保持負(fù)壓5分鐘，鋼水冷卻結(jié)凍后取出鑄件；(8)待繼續(xù)完全冷卻后，切割各耐磨件，分揀打磨，進(jìn)行拋光處理，清理后即得高質(zhì)的碳化鈦(Tic)與耐磨鋼·冶金融合的耐磨件。
權(quán)利要求
1.一種硬質(zhì)合金或碳化鈦與耐磨鋼融合的鑄造方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)將泡沫材料EPS或EPMMA預(yù)發(fā)，預(yù)發(fā)后的EPS或EPMMA珠粒密度為O.018-0. 03g/cm3 ； (2)在產(chǎn)品模具表面排列一層粒度為l_12mm的硬質(zhì)合金或碳化鈦顆粒排列，在硬質(zhì)合金或碳化鈦顆粒之上加入一層預(yù)發(fā)好的EPS或EPMMA珠粒； (3)向模具或模具所在的蒸缸內(nèi)通入蒸汽，使模腔內(nèi)的EPS或EPMMA珠粒膨脹均勻，形成光潔的模樣表面，其中蒸汽壓力為O. 009-0. 04Mpa ;然后排放蒸汽和通水冷卻，從模具內(nèi)取出模樣，對(duì)模樣進(jìn)行烘干處理； (4)將模樣組裝成模樣簇，將模樣簇均勻涂上消失模鑄造用的涂料后，對(duì)模樣簇進(jìn)行干燥處理； (5)將干燥后的模樣簇送到消失模鑄造砂箱內(nèi)，選用干砂20-80目進(jìn)行振動(dòng)造型； (6)將造型完畢的砂箱接上真空系統(tǒng)，將熔煉合格的鋼水溫度控制在1580-1800°C時(shí)進(jìn)行澆注；澆注的同時(shí)抽真空，負(fù)壓范圍在O. 1-0. SMpa ;澆注完畢后繼續(xù)保持負(fù)壓1-20分鐘，鋼水冷卻結(jié)凍后取出鑄件； (7)待鑄件完全冷卻后，進(jìn)行切割、分揀打磨、拋光和清理，即得硬質(zhì)合金或碳化鈦與耐磨鋼冶金融合的耐磨件。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的硬質(zhì)合金或碳化鈦與耐磨鋼融合的鑄造方法，其特征在于，步驟(2)和步驟(3)之間還包括若需要第二層硬質(zhì)合金或碳化鈦，則在EPS或EPMMA珠粒上再排列第二層粒度為l_12mm的硬質(zhì)合金或碳化鈦顆粒，之后在第二層硬質(zhì)合金或碳化鈦顆粒上再加入一層預(yù)發(fā)好的EPS或EPMMA珠粒；若需要多層硬質(zhì)合金或碳化鈦，按照第二層的方法操作。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的硬質(zhì)合金或碳化鈦與耐磨鋼融合的鑄造方法，其特征在于，步驟(3)和步驟(4)之間還包括若需要多層硬質(zhì)合金或碳化鈦，則按照步驟(2)- (3)的操作制備多個(gè)模樣，再將每個(gè)模樣中的多余泡沫材料均切除，將切好的多個(gè)模樣粘貼在一起，組成一個(gè)多層硬質(zhì)合金或碳化鈦泡沫模樣。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種硬質(zhì)合金或碳化鈦與耐磨鋼融合的鑄造方法，包括以下步驟將泡沫材料EPS或EPMMA預(yù)發(fā)，在產(chǎn)品模具表面排列硬質(zhì)合金或碳化鈦顆粒，排列之后再加入EPS或EPMMA珠粒；向模具內(nèi)通入蒸汽，得到模樣；將模樣組裝成模樣簇，將模樣簇送到消失模鑄造砂箱內(nèi)，進(jìn)行振動(dòng)造型；將造型完畢的砂箱接上真空系統(tǒng)，采用熔煉合格的鋼水進(jìn)行澆注；鋼水冷卻結(jié)凍后取出鑄件，進(jìn)行切割、分揀打磨、拋光和清理，即得硬質(zhì)合金或碳化鈦與耐磨鋼冶金融合的耐磨件。本發(fā)明所述的鑄造方法可徹底代替耐磨件表面堆焊硬質(zhì)合金的技術(shù)，采用該鑄造方法將硬質(zhì)合金或碳化鈦與耐磨鋼融合得到的硬質(zhì)合金復(fù)合件，具有優(yōu)良的耐磨性和牢固性，其使用壽命是其它耐磨件的2-10倍。
文檔編號(hào)B22D19/08GK102886508SQ201210345169
公開日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月27日
發(fā)明者吳建化 申請(qǐng)人:吳建化