液态包覆固态铸接轧辊、模具、锤头的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种黑色金属铸造技术领域，特别是涉及一种液态包覆固态铸接乳辊、模具、锤头的方法。
【背景技术】
[0002]液态包覆固态铸接乳辊、模具、锤头的方法，是一种采用铸造的方法将液态金属通过饶注铸接在固态金属上，达到冶金和机械结合，即部分固态金属被液态金属恪化待液态金属冷却凝固后实现二者的铸接。固态部分和液态部分的化学成分可以相同也可以不同，当化学成分不同时，一般固态部分是价格较低的结构钢或球墨铸铁，而液态部分则是价格较高的合金钢或高铬铸铁。
[0003]工业生产中，很多工、模具工作中出现的失效是由于工作面的损伤，例如磨损、剥落、腐蚀、热疲劳等(以下简称损伤)。工、模具由于尺寸精确度要求较高，工作面一经损伤即停止使用，有的报废不能再用，有的需要修复后再使用。
[0004]例如，乳钢生产使用的热乳辊(热乳时用的乳辊，以下简称乳辊)，被乳钢材的始乳温度为1200—1250°C，终乳温度为800—850°C，乳辊和高温钢材挤压和摩擦，必然造成磨损和热疲劳，乳辊在工作一定时间后，就要进行重车，但重车率是有限的，一经超过重车率的尺寸，乳辊就报废。有的还没有达到重车率的量就因剥落而提前报废。
[0005]对于报废的乳辊，有的可以进行修复，使其恢复尺寸和力学性能而重新使用。
[0006]现在使用的修复手段主要是用堆焊的方法。
[0007]堆焊的优点是焊层和基体能达到冶金结合，连接较牢固，但缺点是堆焊过程时间长，即劳动生产率不高，堆焊所用焊接材料成本高，由于是多层多道堆焊，焊接缺陷较多。
[0008]采用铸接技术将损伤的乳辊经过适当的机械加工作为固态部分放进铸型，将熔化的液态金属浇入铸型，用液态包覆固态，凝固后取出铸件，其尺寸和形状达到新乳辊毛坯的要求，再进行热处理和机械加工达到新乳辊尺寸和力学性能要求，即可以作为新乳辊使用。所述铸接工艺的优点在于:和堆焊相比节省了修复的时间，提高了劳动生产率，作为包覆层，液态金属其成本低于堆焊中的焊接材料的成本，液态金属凝固后和固态金属的冶金和机械结合可达到使用要求，即不脱落。
[0009]这种铸接技术，同样可以应用于铝合金汽车轮毂的低压铸造模具、矿石破碎机的锤头、面粉厂用磨麦机磨辊、火力发电厂碾轮磨煤机上的磨辊套、扇形底盘以及往复式泥浆栗缸套等易损件的修复或者生产。
【发明内容】
[0010]为此，本发明提供一种液态包覆固态铸接乳辊、模具、锤头的方法。该发明采用铸造方法将上述工件的内、外部分铸接在一起，由于其外部金属材料的优良性能满足了使用要求，而内部廉价的金属材料可以满足内部的性能要求，这就降低了乳辊、模具、锤头的制造成本。
[0011]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种液态包覆固态进行铸接乳辊、模具、锤头的方法，所述方法在铸型内用液态金属包覆固态金属，待液态金属冷却凝固后，实现与固态金属的冶金和机械结合达到铸接成型的目的；所述方法即可用于乳辊、模具、锤头的修复，也可以用于新的乳辊、模具和锤头的制造。
[0012]所述液态包覆固态铸接乳辊、模具、锤头的方法，其具体步骤如下:
[0013]步骤1:选择乳辊、模具、锤头工作面金属材料和非工作面金属材料，对非工作面金属材料在固态下进行机械加工，用于铸接时形成冶金和机械结合；
[0014]步骤2:制造铸型；
[0015]步骤3:将步骤I机械加工成型的固态部分放入炉内加热并保温；
[0016]步骤4:熔化冶炼工作面金属材料；
[0017]步骤5:将步骤3加热并保温的固态部分放入铸型，并合箱；
[0018]步骤6:向步骤2的铸型中，浇注步骤4熔化冶炼的液态金属材料；
[0019]步骤7:液态金属材料冷却、凝固后打开铸型，取出铸件并清砂处理。
[0020]所述工作面部分选用价格高、性能优良的金属材料；所述非工作面部分选用价格低、性能适用于内部要求的金属材料。
[0021]对制造的或修复的乳辊、模具、锤头工作面材料与非工作面材料可采用不同的金属材料，也可采用相同的金属材料。
[0022]本发明的有益效果是:采用本发明对乳辊、模具、锤头等铸接，既保证和提高了使用寿命，又降低了生产成本。作为工件外部即工作面部分可以采用价格高、性能优良的金属材料，工件内部即非工作面部分采用价格低、性能达到内部要求的金属材料。内部金属材料为固态，而外层金属材料熔化为液态，用铸造的方法将内、外部分铸接在一起达到冶金和机械结合，这样外部金属材料优良的性能满足了工、模具使用的要求，而内部廉价的金属材料也满足了内部的性能要求，因而大大降低了整个工、模具的制造成本。所述铸接技术除可应用于乳辊、模具、锤头的制造，也可应用于其修复。本发明还可用于碾轮磨煤机的磨辊套、扇形底盘、面粉厂磨面机碾磨小麦的磨辊以及往复式泥浆栗的缸套等零部件的制造与修复。
【附图说明】
[0023]图1是铸接后完整的乳辊铸件毛坯的结构示意图；
[0024]图2是工作面剥落失效的乳辊的结构示意图；
[0025]图3是剥落失效的乳辊机械加工后的结构示意图；
[0026]图4是乳辊铸接合箱时的结构示意图；
[0027]图5是双金属铝合金车轮模具铸件毛坯的主视图；
[0028]图6是双金属铝合金车轮模具铸件毛坯的俯视图；
[0029]图7是双金属铝合金车轮模具铸接前固态部分的结构示意图；
[0030]图8是双金属铝合金车轮模具铸接合箱时的结构示意图；
[0031]图9是双金属破碎机锤头的主视图；
[0032]图10是双金属破碎机锤头的俯视图；
[0033]图11是双金属破碎机锤头固态部分的主视图；
[0034]图12是双金属破碎机锤头固态部分的俯视图；
[0035]图13是双金属破碎机锤头铸接合箱时的结构示意图。
【具体实施方式】
[0036]实施例1
[0037]报废乳辊的修复和双金属乳辊(外层与内层金属材料成分不同)的制造
[0038]经长期使用，造成表面剥落而报废的乳辊(见图2)铸接后完整的乳辊铸件毛坯(见图1)。
[0039]步骤1:
[0040]步骤1.1对于表面已剥落成分为球墨铸铁的乳辊进行机械加工，去掉剥落部分，再将其加工出用于铸接的凹槽和孔，所述凹槽为沿辊身加工的螺旋形连续的凹槽，凹槽的截面为矩形；所述孔为在上述凹槽上加工的等距离径向盲孔。(见图3);
[0041]步骤1.2对于新制造的乳辊，可在其固态部分即与液态金属进行铸接的面上加工出有利于铸接的凹槽和孔，所述凹槽和孔同步骤1.1的凹槽和孔相同(见图3);
[0042]步骤2:制作铸接用的铸型；
[0043]步骤3:将固态部分放入加热炉进行加热和保温；
[0044]步骤4:融化和冶炼工作面金属材料，对于修复可采用球