雙液雙金屬?gòu)?fù)合鑄造工藝

方案1：

鑄型分別由砂型下箱l、金屬型上箱2和砂型上箱3三部分組合而成。鑄件形成過(guò)程中，先由砂型下箱l、金屬型上箱2合箱后構(gòu)成顎板齒部高鉻鑄鐵耐磨層鑄型型腔(圖1)，澆注第1種高鉻鑄鐵金屬液，在高鉻鑄鐵層凝固后的高溫狀態(tài)下，將金屬型上箱去除，在原位合上砂型上箱3，構(gòu)成雙金屬顎板碳鋼層鑄型型腔(圖2)，再澆注碳鋼金屬液。在高溫碳鋼液的沖刷下，已凝固的高鉻鑄鐵表面形成一層薄的熔融高鉻鑄鐵液體，冷卻后，它與碳鋼液體可形成良好的冶金結(jié)合。

“雙液澆注一變換鑄型”鑄造工藝的主要優(yōu)點(diǎn)：

(1)對(duì)鑄型安放水平度要求不高，并無(wú)需采用定量澆包，方便了現(xiàn)場(chǎng)工人操作；采用金屬型箱，可消除采用砂箱易產(chǎn)生的疏松、落砂、甚至塌箱的現(xiàn)象，并且可使?jié)沧⒌母咩t鑄鐵金屬液冷卻速度加快，對(duì)細(xì)化晶粒、阻止碳化物顆粒長(zhǎng)大有利。

(2)金屬型箱的采用，使得結(jié)合面形狀不再局限于平面，它可按照具體顎板結(jié)合面形狀要求設(shè)計(jì)，如對(duì)顎板的結(jié)合面可設(shè)計(jì)成波浪型(網(wǎng)1)，這樣可以增加雙金屬層結(jié)合面積，使得雙金屬問(wèn)結(jié)合更為牢同對(duì)動(dòng)顎板，還可再根據(jù)其縱向形狀設(shè)計(jì)成弧形結(jié)合面(圖3)，這樣可以減輕零件重量，很有效地利用金屬材料。

（3）在采用本工藝方法時(shí)，由于是在觀察到高鉻鑄鐵完全凝固后，再澆注碳鋼，因此決不會(huì)產(chǎn)生兩種金屬液體的沖混現(xiàn)象，避免了第二次金屬澆入時(shí)間控制的盲目性，能較好地保證兩種金屬完全冶金結(jié)合,雙金屬結(jié)合層厚度比較均勻。

方案2：

工作面采用高鉻鑄鐵，非工作面采用性能好的碳鋼，中間隔板采用低碳鋼。

工藝設(shè)計(jì)  ：  

對(duì)于立澆雙金屬的鑄造工藝，采用中間隔板是這種工藝的特點(diǎn)．隔板做成圓弧狀，與襯板的非工作面成同心圓?。舭逦恢梅胖迷谝r板波谷厚度的1／2處，隔板的厚度約為2mm．在中間隔板的兩側(cè)，各建立一個(gè)澆冒口系統(tǒng)，形成雙澆冒口系統(tǒng)．在設(shè)計(jì)澆冒口系統(tǒng)時(shí)，采用階梯式澆注系統(tǒng)，同時(shí)要避免金屬液直接沖擊中間隔板．其鑄造結(jié)構(gòu)示意見(jiàn)圖2．澆注前隔板需要經(jīng)過(guò)90％的鹽酸清洗干凈，烘干后再放人砂箱．隔板的固定，可采用一般鑄件常用的冷鐵的固定方法或其它固定方法，澆注時(shí)不容移動(dòng)．高鉻鑄鐵和碳鋼分別在熔煉爐中熔煉，高鉻鑄鐵的熔煉溫度在1520oC左右，碳鋼的熔煉溫度在1600oC左右．澆注時(shí)，高鉻鑄鐵的澆注溫度在1400oC左右，碳鋼澆鑄溫度在1500oC左右．通過(guò)隔板兩側(cè)的雙澆冒口同時(shí)進(jìn)行澆注．在澆注過(guò)程中要求兩種金屬液面在隔板兩側(cè)等速緩慢上升，即兩液面的瞬時(shí)位置高度一致，以減少隔板兩側(cè)的壓力差．因?yàn)閴翰顣?huì)引起隔板向壓力小的一側(cè)傾斜，增加耐磨層厚度的不均勻性；同時(shí)也會(huì)使液面高的金屬通過(guò)隔板與型腔的空隙，向液面低的一側(cè)滲流，影響鑄件的成分與組織均勻因此，在澆注過(guò)程中需要很好的控制兩種金屬的澆注速度． 雙金屬結(jié)合層理想的組織應(yīng)當(dāng)是：當(dāng)澆注過(guò)程引起的液體金屬的翻滾剛停止時(shí)，隔板表面達(dá)到熔化狀態(tài)，這樣，鑄鐵中的碳和合金元素在隔板處于液相時(shí)，向低碳鋼一側(cè)快速擴(kuò)張，使碳和合金元素均勻過(guò)渡，得到的組織從鑄鐵到鑄鋼依次為鑄鐵、過(guò)共析鋼、共析鋼、亞共析鋼．這是雙金屬結(jié)合承載能力很好的理想組織．隔板的理想厚度是高鉻鑄鐵液與性能好的碳素鋼液在停止翻滾時(shí)，剛好將隔板完全融化，而不發(fā)生金屬液的沖混．在實(shí)際的生產(chǎn)中，不可能得到理想的隔板厚度．為了保證金屬液不至于沖混，要求隔板不能完全熔透．因此，隔板不能太厚也不能太?。舭逄。跐沧⑦^(guò)程中隔板很快燒穿，引起鑄鐵與鑄鋼的沖混，影響耐磨層的性能；隔板偏厚將導(dǎo)致鑄鐵一側(cè)的隔板熔化太淺，造成該處碳的濃度梯度大，增大了組織應(yīng)力． 

用平做立澆鑄造工藝生產(chǎn)的雙金屬?gòu)?fù)合襯板必須進(jìn)行熱處理．熱處理工藝采用820～1000oC內(nèi)進(jìn)行淬火，并在300～500oC進(jìn)行回火．熱處理后高鉻鑄鐵的硬度可達(dá)到甚至超過(guò)65HRC。

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