[发明专利]渗铝热镀锡铝铁双金属低压铸造工艺

说明书

 

技术领域

   本发明属于合金铸铁铸造技术领域，具体涉及一种渗铝热镀锡铝铁双金属低压铸造工艺。

 

背景技术

渗铝热镀锡铝铁双金属低压铸造 所谓双金属铸造就是把两种不同材料的金属浇注融合成为整体，如铜一铁轴瓦，铝一铁汽缸，双金属刀具等。 铝铁双金属铸造一般采用渗铝法。渗铝法的大致过程和原理如下：将表面加工的干净铸铁件浸入铝液中，当温度超过600℃时，铝铁原子相互扩散形成铝铁化合物的合金层，随后，将合金层外面尚附有一层液态铝膜的铸铁件，在铝膜层未凝固前迅速合箱浇入铝液。此时铝膜层与铝液融为一体，借铝铁化合物的合金层，实现铝铁的牢固结合。

渗铝法的最大缺点就是要严格控制铁件浸铝取出后至浇入铝液这一段时间间隔。超过1分钟，液态铝膜凝固形成熔点高达2050℃，组织致密的三氧化二铝，使铝铁无法牢固结合在一起。这一严格的时间间隔，实际生产条件下不易实现，特别是形状及工艺复杂的铸件。因此，在铸造旋转活塞发动机汽缸体时，我们采用了渗铝——热镀锡低压铸造法，其过程和原理简要如下：将表面经化学处理的铸铁件浸铝后，立即取出进行热镀锡，以防止生成氧化铝膜。然后再把镀过锡的铁件放入铸型中（预热或冷放，或者浸锡后即放入，但不受时间间隔限制），低压浇入铝水，即坩埚中铝液在低压压力下(0.2～1.0大气压)，经坩埚中部浇注管自下而上充满铸型，并在压力下结晶。铝液的热量使渗铝铁套表面的锡层立即熔化，铝液与铝膜层融为一体，使铝铁牢固结合。这样得到的双金属件的包铝部分，组织更致密，且少夹渣、气孔，薄壁大型件也易成形。

 

发明内容

为了克服现有技术领域存在的上述问题，本发明的目的在于，提供一种渗铝热镀锡铝铁双金属低压铸造工艺。

铸造工艺过程如下：

 (1)浇注铁套。用干型，底浇。

(2)铁套加工。外表面去尽粘砂、氧化皮，内孔先加工，以保证定位。

(3)退火热处理。目的是消除内应力，保证铁套尺寸稳定性。铁套退火热理工艺：530～550℃保温4～5小时，冷却速度<100℃/时。

(4)铁套渗铝前表面处理。去除氧化皮粗加工。用软轴砂轮打磨铁套异形接合面。去油去锈。去油采用10%苛性钠溶液，煮10—20分钟，去锈。工业盐酸+ 1/3冷水，煮2～3分钟。铁套预热到1000℃左右。

(5)铁套渗铝和热镀锡。将铁套用钳子夹紧放入渗铝液中渗铝，渗铝液为纯铝（或其他铝合金），温度730—750℃，时间4分钟。渗铝处理时，渗铝液要先去气去渣，渗铝后取出铁套时，先扒去铝液表面氧化皮，取出要迅速，以免粘渣。注意铁套渗铝前去油去锈处理质量，不要有黄锈。热镀锡：渗铝后立即将铁套取出放入锡液中，镀锡液为纯锡，温度为3000～3500℃，时间为30秒～1分。取出后，晾干，保持干净，以供低压浇注用。

(6)低压浇注。配砂一造芯（型）一-烘干一组片装配。预热铁套200—250℃,即放入铸型中，扣箱、低压浇注。浇注后铸件在箱中慢冷，切勿过早打箱，以免铝铁接合中间层出现裂纹。进行时效处理以提高包复铝部分硬度，并消除粗加工后产生的内应力。气缸热处理工艺：180±10℃保温6～8小时，随炉冷却。

本发明提供的渗铝热镀锡铝铁双金属低压铸造工艺，其有益效果在于：    1，渗铝——热镀锡法是一种比较切实可行的铝铁双金属铸造方法，它用镀锡层防止铝膜层氧化，不受时间限制，铝铁层结合强度高。因此不仅形状简单的件适用，而且形状、工艺复杂的件亦可适用。虽我们只经小量生产的实践，但无疑的对成批生产是适用的。

2，低压双金属（渗铝热镀锡）法，除具有上述优点外，更能保证薄壁件成形，且可提高双金属件质量。

 

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明提供的渗铝热镀锡铝铁双金属低压铸造工艺，进行详细的说明。

实施例一

(1)浇注铁套。用干型，底浇。

(2)铁套加工。外表面去尽粘砂、氧化皮，内孔先加工，以保证定位。

(3)退火热处理。目的是消除内应力，保证铁套尺寸稳定性。铁套退火热理工艺：535℃。C保温5小时，冷却速度<100℃/时。

(4)铁套渗铝前表面处理。去除氧化皮粗加工。用软轴砂轮打磨铁套异形接合面。去油去锈。去油采用10%苛性钠溶液，煮15分钟，去锈1。工业盐酸+ 1/3冷水，煮3分钟。铁套预热到1000℃。

(5)铁套渗铝和热镀锡。将铁套用钳子夹紧放入渗铝液中渗铝，渗铝液为纯铝（或其他铝合金），温度745℃，时间4分钟。渗铝处理时，渗铝液要先去气去渣，渗铝后取出铁套时，先扒去铝液表面氧化皮，取出要迅速，以免粘渣。注意铁套渗铝前去油去锈处理质量，不要有黄锈。热镀锡：渗铝后立即将铁套取出放入锡液中，镀锡液为纯锡，温度为3500℃，时间为1分。取出后，晾干，保持干净，以供低压浇注用。