專利名稱：離心鑄造金屬鑄型內(nèi)壁鑄造涂層的熱離心涂敷方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鑄造涂層的涂敷方法，尤其是一種離心鑄造金屬鑄型內(nèi)壁鑄造涂層的熱離心涂敷方法。
背景技術(shù)：
中、小型軋輥的毛坯生產(chǎn)多采用離心鑄造方法，由于耐高溫性、透氣性以及便于取出鑄件等要求，管狀金屬鑄型內(nèi)壁需要有一層0.1-4mm的鑄造涂層。當(dāng)前，鑄造涂層多采用“壓縮空氣霧化法”實(shí)現(xiàn)，即用壓縮空氣將涂料從噴槍中帶出，使霧狀涂料微粒高速飛向鑄型內(nèi)壁，并附著在內(nèi)壁上，從而形成涂層。但這種方法存在以下缺點(diǎn)(1)煙霧大，環(huán)境污染嚴(yán)重，涂料損耗率較高；(2)為了防止涂料堵塞噴槍，涂料稀釋劑(如水)較多，因而管狀金屬鑄型預(yù)熱溫度要求較高，能源浪費(fèi)大；(3)因噴槍結(jié)構(gòu)所限，涂料在壓縮空氣帶動下形成的高速砂漿流使噴槍的細(xì)噴孔很快磨損，噴頭消耗很大，噴涂工藝的日常運(yùn)行成本高。
管狀金屬鑄型內(nèi)壁的鑄造涂層的形成，也可采用“高壓無氣噴涂法”，即用增壓缸將粘稠涂料以15-35MPa的壓力從特殊形狀和結(jié)構(gòu)的無氣噴嘴中瞬時噴出、霧化，涂料微粒高速飛向鑄型內(nèi)壁，從而形成涂層。這種方法減少了粉塵污染，比“壓縮空氣霧化法”提高效率10-50倍，但由于涂料工作缸中的活塞快速往復(fù)運(yùn)動，涂料中的細(xì)微砂粒使工作缸快速磨損，噴涂工藝的日常運(yùn)行費(fèi)用很高。
管狀金屬鑄型內(nèi)壁的鑄造涂層的形成，還可以采用“涂掛”方法實(shí)現(xiàn)。某些管道內(nèi)壁也采用該方法形成保護(hù)層(有時采用改進(jìn)的“刷掛法”實(shí)現(xiàn))。但其涂層均勻性較差。
現(xiàn)有技術(shù)中也有以覆膜砂作為金屬鑄型內(nèi)壁鑄造涂層的，它一般是將金屬鑄型加熱至250℃左右，將覆膜砂倒?jié)M鑄型，等待一定時間使金屬鑄型內(nèi)壁形成硬化的覆膜砂鑄造涂層后，倒出中心未硬化的剩余覆膜砂，從而形成金屬鑄型內(nèi)壁鑄造涂層。但該涂層內(nèi)表面(使用面)往往不光潔，形成的鑄件表面質(zhì)量不高，且只適合小件生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了上述幾種鑄造涂層形成工藝的缺點(diǎn)，提供了一種離心鑄造金屬鑄型內(nèi)壁鑄造涂層的熱離心涂敷方法，該方法不僅簡化工藝環(huán)節(jié)，減少環(huán)境污染，提高了原料的利用率，且節(jié)省能源，降低了設(shè)備投資，工藝穩(wěn)定，便于自動控制。
本發(fā)明通過下述技術(shù)內(nèi)容實(shí)現(xiàn)1)將原砂、粉狀酚醛樹脂、烏洛托品機(jī)械混合后作為備用砂，其中粉狀酚醛樹脂的加入量為砂加入量的1.5-6％，烏洛托品的加入量為粉狀酚醛樹脂加入量的12-20％，上述比例均為質(zhì)量比；2)將離心鑄造軋輥時所用的金屬鑄型預(yù)熱至200-260℃，并使其勻速轉(zhuǎn)動；3)將備用砂加入金屬鑄型中，在旋轉(zhuǎn)和離心力雙重作用下，備用砂沿金屬鑄型內(nèi)壁分布，并被預(yù)熱的金屬鑄型加熱，備用砂中的砂粒構(gòu)成薄層，砂粒之間存在空隙，備用砂中的粉狀酚醛樹脂最初覆蓋在砂層上，隨后被加熱融化，在離心力作用下，逐漸填入砂粒空隙，以及砂粒與金屬鑄型之間的空隙，多余的已融化粉狀酚醛樹脂覆蓋在砂層上；4)當(dāng)金屬鑄型因散熱而冷卻至160℃以下時，停止鑄型旋轉(zhuǎn)，此時樹脂已固化，鑄造涂層形成。
備用砂中的原砂選用70-120目的風(fēng)選砂或水洗砂。
此外，可在備用砂中加入添加劑，并和原砂、粉狀酚醛樹脂、烏洛托品一起機(jī)械混合，添加劑的加入量為粉狀酚醛樹脂加入量的0-10％。
所述的添加劑可根據(jù)需要選用硬脂酸鈣或二氧化硅或三氧化二鐵。
通過采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明取得了以下技術(shù)效果1)備用砂是將覆膜砂各組分機(jī)械混合制成，在涂敷過程中形成覆膜，故省去了復(fù)雜的覆膜砂制備工藝，降低了原料成本；2)涂敷時無粉塵，煙霧少，減少了環(huán)境污染，提高了原料的利用率；3)備用砂不含稀釋劑，加入鑄型時鑄型的熱量損失小，因而金屬鑄型的預(yù)熱溫度較“水基涂料噴涂”低100℃以上，節(jié)省了能源；4)因無噴涂裝置，涂層形成工藝的運(yùn)行成本低；5)備用砂是在金屬鑄型旋轉(zhuǎn)和離心力的雙重作用下自鋪平，所以涂層的均勻性好；6)通過控制備用砂的加入量，能準(zhǔn)確控制涂層厚度。
具體實(shí)施例方式
選用10Kg70-120目的風(fēng)選砂、0.25Kg粉狀酚醛樹脂和0.04Kg的烏洛托品機(jī)械混合(小鏟翻動)制成備用砂；將內(nèi)直徑為150mm的厚金屬管鑄型，預(yù)熱200℃，兩端加上密封環(huán)后在電動機(jī)帶動下以900r/min的速度旋轉(zhuǎn)；將0.125Kg備用砂用開槽的盛料管沿金屬鑄型全長翻轉(zhuǎn)加入金屬鑄型中。在旋轉(zhuǎn)和離心力雙重作用下，備用砂沿金屬鑄型內(nèi)壁分布，并被預(yù)熱的金屬鑄型加熱。備用砂中的砂粒構(gòu)成薄層，砂粒之間存在空隙，備用砂中的粉狀酚醛樹脂最初覆蓋在砂層上，隨后被加熱融化，在離心力作用下，逐漸填入砂?？障?，以及砂粒與金屬鑄型之間的空隙，多余的已融化粉狀酚醛樹脂覆蓋在砂層上；10分鐘后，停止鑄型旋轉(zhuǎn)，此時金屬鑄型因散熱而冷卻至160℃以下，樹脂已固化，一定強(qiáng)度的涂層形成，就可以趁熱澆注軋輥鑄件了。
對于工廠生產(chǎn)用大型金屬鑄型預(yù)熱至200-260℃，將其放置于托輥上，并使其在主動托輥帶動下轉(zhuǎn)動。
添加劑可根據(jù)生產(chǎn)中的實(shí)際需要進(jìn)行添加，添加硬脂酸鈣主要起脫模作用；添加二氧化硅主要起提高高溫強(qiáng)度作用；添加三氧化二鐵則起防止鑄件產(chǎn)生氣孔的作用。
權(quán)利要求
1.離心鑄造金屬鑄型內(nèi)壁鑄造涂層的熱離心涂敷方法，其特征在于1)將原砂、粉狀酚醛樹脂、烏洛托品機(jī)械混合后作為備用砂，其中粉狀酚醛樹脂的加入量為原砂加入量的1.5-6％，烏洛托品的加入量為粉狀酚醛樹脂加入量的12-20％，上述比例均為質(zhì)量比；2)將離心鑄造軋輥時所用的金屬鑄型預(yù)熱至200-260℃，并使其勻速轉(zhuǎn)動；3)將備用砂加入金屬鑄型中，在旋轉(zhuǎn)和離心力雙重作用下，備用砂沿金屬鑄型內(nèi)壁分布，并被預(yù)熱的金屬鑄型加熱，備用砂中的砂粒構(gòu)成薄層，砂粒之間存在空隙，備用砂中的粉狀酚醛樹脂最初覆蓋在砂層上，隨后被加熱融化，在離心力作用下，逐漸填入砂?？障叮约吧傲Ｅc金屬鑄型之間的空隙，多余的已融化粉狀酚醛樹脂覆蓋在砂層上；4)當(dāng)金屬鑄型因散熱而冷卻至160℃以下時，停止鑄型旋轉(zhuǎn)，此時樹脂已固化，鑄造涂層形成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心鑄造金屬鑄型內(nèi)壁鑄造涂層的熱離心涂敷方法，其特征在于備用砂中的原砂選用70-120目的風(fēng)選砂或水洗砂。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的離心鑄造金屬鑄型內(nèi)壁鑄造涂層的熱離心涂敷方法，其特征在于在備用砂中加入添加劑，并和原砂、粉狀酚醛樹脂、烏洛托品一起機(jī)械混合，添加劑的加入量為粉狀酚醛樹脂加入量的0-10％。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的離心鑄造金屬鑄型內(nèi)壁鑄造涂層的熱離心涂敷方法，其特征在于所述的添加劑為硬脂酸鈣。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的離心鑄造金屬鑄型內(nèi)壁鑄造涂層的熱離心涂敷方法，其特征在于所述的添加劑為二氧化硅。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的離心鑄造金屬鑄型內(nèi)壁鑄造涂層的熱離心涂敷方法，其特征在于所述的添加劑為三氧化二鐵。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種離心鑄造金屬鑄型內(nèi)壁鑄造涂層的熱離心涂敷方法，將原砂、粉狀酚醛樹脂、烏洛托品和添加劑機(jī)械混合后作為備用砂，將離心鑄造軋輥時所用的金屬鑄型預(yù)熱至200－260℃，并使其勻速轉(zhuǎn)動；將備用砂加入金屬鑄型中，在旋轉(zhuǎn)和離心力雙重作用下，備用砂沿金屬鑄型內(nèi)壁分布，在涂敷過程中完成覆膜，當(dāng)金屬鑄型因散熱而冷卻至 160℃以下時，一定強(qiáng)度的涂層形成，就可以趁熱澆注軋輥鑄件了。本發(fā)明簡化工藝環(huán)節(jié)，減少環(huán)境污染，提高了材料的利用率，節(jié)省能源，降低了設(shè)備投資，工藝穩(wěn)定，便于自動控制。
文檔編號B22C23/00GK1693010SQ20051001248
公開日2005年11月9日 申請日期2005年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月29日
發(fā)明者劉群山 申請人:河北科技大學(xué)