一种耐磨铸球生产模具的表面强化层的制作方法及具有其的模具的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于磨球金属型铸造模具表面强化处理技术领域，尤其设及一种耐磨铸球 生产模具的表面强化层的制作方法及具有其的模具。
【背景技术】
[0002] 目前，耐磨铸球生产模具主要有=种：潮模砂铸造（适用于小球）、水玻璃砂铁模 铸造、铁模覆砂（覆膜砂）铸造。
[0003] 在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在W下问题：由于耐磨铸球 含铭高，诱注溫度高，甚至高达1500°C，因此水玻璃砂铁模使用寿命短，成本高。长期使用金 属液会使铁模铸型内腔出现崩落、烙损、龟裂等问题从而导致模具失效。
[0004] 为了解决由于长期使用而使铁模铸型内腔出现崩落、烙损、龟裂等问题，铁模覆砂 (覆膜砂）铸造得到了发展。铁模覆砂在金属型内腔覆上一薄层（4~8mm)型砂而形成铸 型的一种铸造工艺，每诱注一次需要更换覆砂模，需要具备覆砂模射砂生产线，运些都增大 生产成本。覆膜砂模散热较慢，降低了产品质量、表面粗糖及生产效率低。
【发明内容】
[0005] 本发明所要解决的技术问题是提供一种具有耐高溫、抗氧化、防金属液烧蚀、防粘 连及无需脱模剂的功能的耐磨铸球生产模具的表面强化层的制作方法及具有其的模具。
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种耐磨铸球生产模具的 表面强化层，其化学成分质量百分数为：Cr :22-40%，Co :5-7%，A1 :3-7%，Y :0. 2-0. 6%， B :2. 5-3. 5%，Si :2. 5-3. 5%，Fe<l%，其余为 Ni。
[0007] 一种上述的耐磨铸球生产模具的表面强化层的制作方法，采用两步法喷焊，具体 步骤如下：
[0008] a)对模具工作面除脂、碱洗、酸洗，抛光表面粗糖度达到A 3. 2,之后活化锻儀，儀 层厚度70um W上；
[0009] b)强化层材料选用合金粉末，将合金粉末在120°C烘干比；
[0010] C)对锻儀进行粗化处理，获得粗糖表面，将模具基体预热到350°C，之后开始采用 两步法氧乙烘喷焊；
[0011] d)第一步：喷涂，采用中性火焰，使合金粉末充分在火焰中烙融，在儀层表面上产 生塑性变形的沉积喷涂层，喷粉每层厚度< 0. 2mm，重复喷涂达到0. 5~0. 6mm的涂层厚 度；
[0012] e)第二步：重烙，在喷涂后立即进行，用中性焰的大功率柔软火焰，喷距20~ 30mm，火焰与表面夹角为60 °~75 °，从距涂层约30mm远处开始，将涂层加热，直至涂层出 现"镜面"反光为度，之后进行下一个部位的重烙。
[0013] 一种上述的耐磨铸球生产模具的表面强化层的制作方法，采用等离子喷焊，具体 步骤如下：
[0014] a)对模具工作面除脂、碱洗、酸洗，抛光表面粗糖度达到A 3. 2,之后活化锻儀，儀 层厚度7〇um W上；
[0015] b)强化层材料选用合金粉末，将合金粉末在120°C烘干比，放入送粉器；
[0016] C)对锻儀进行粗化处理，获得粗糖表面，将模具基体预热到350°C，之后开始采用 等离子喷焊：保护气体氣气，流量38L/min ;氨气流量化/min或化/min ;工作电流500A ;喷 涂距离90mm ;送粉率30g/min ;喷涂角度80-90度；喷涂后石棉包裹保溫冷却。
[0017] 一种模具，模具的诱道口的内壁、耐磨球型腔的表面、铁液缓冲槽的表面具有上述 的表面强化层。
[0018] 模具基体材料采用球墨铸铁，具有高溫条件下不变形的优点。耐磨球铁型铸造模 具经受反复冷热交替应力影响，耐高溫抗氧化强化层的结合强度是重要的要求，为了提高 强化层与铸铁基体之间的结合强度。本发明采用润湿性良好的儀层作为中间层，起到连接 涂层与基体的作用。
[0019] 儀层的制备采用电锻或化学锻的方法，厚度不得低于70um。由于模具基体材料为 铸铁，石墨含量高，影响其表面强化层的结合强度，本发明在模具表面锻儀层，作为中间层， 提高强化层与基体的结合强度。
[0020] 在儀层表面制备耐高溫、抗氧化强化层。抗氧化层的制备方法可W是喷焊、电火花 强化、堆焊、激光烙覆及电子束烙覆等方法中的一种。
[0021] 耐抗氧化强化层厚度大于lOOum，小于300um。
[0022] 在儀层表面制备耐高溫、抗氧化强化层。抗氧化层的制备方法可W是喷焊、电火花 强化、堆焊、激光烙覆及电子束烙覆等方法中的一种。
[0023] 强化层中铭是高烙点、不易氧化的元素，不诱钢中大量使用铭作为防氧化、防诱的 元素，其价格便宜，因此本强化层中其添加量高达40%。但是铭含量再增高容易产生开裂， 并且涂层难于烙化及涂覆到模具基体上。
[0024] 由于高溫铁水的作用，模具表面防氧化层需要具有高的结合强度，W及抗热应力 循环作用，因此采用含有钻和儀，运两种成分不但具有高的抗高溫氧化性能。并且儀是比较 粘的元素，可W提高涂层和基体的结合强度。钻和儀在涂层中可W综合提高强化层的高溫 硬度，避免模具在使用过程中被磨损。
[00巧]涂层中加入适量的侣元素可W提高强化层的耐高溫性能，运是由于儀在喷焊中会 和侣发生反应，生产儀侣化合物，儀侣化合物具有高烙点、高硬度的特点，有利于提高强化 层的抗高溫性能。
[00%] 少量的妮在喷焊过程中会与氧反应，形成氧化妮，提高涂层的抗高溫氧化性能。
[0027] 棚和娃的加入可W降低涂层粉末的烙点，提高涂层喷焊的工艺性能。并且运两种 元素具有脱氧的作用，避免在喷焊过程中其它元素的烧损。棚和娃的综合作用，还可W在涂 层重烙时起到造渣的作用，可W将涂层中的氧化渣带到涂层表面，提高涂层的质量。
[0028] 上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果，
[0029] 铸造模具表面上形成的耐高溫强化层起到防金属溶液烧蚀和粘连的作用。
[0030] 该耐高溫强化层的优点是导热性良好，耐高溫，防金属液烧蚀、粘连的作用。涂层 与模具结合强度高，大大提高模具的使用寿命。
[0031] 经过表面强化处理的模具，不需要在每次诱铸前再刷涂脱模剂，降低了劳工强度， 并且使磨球的机械化自动生产成为了可能。
[0032] 涂层的特征是导热性能优良，不会由于导热系数低影响铸件的凝固，铸件性能与 未强化的模具制备的铸件相同。但模具使用更高效，铸件的生产效果提高。
[0033] 铸造模具的铸件尺寸精度可达CT5~CT8级，铸件只需进行清砂即可。
【附图说明】
[0034] 图1为本发明实施例一中提供的抗氧化层金相图；
[0035] 图2为本发明实施例S中