一種提高鑄件表面耐腐蝕性的鑄滲方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鑄滲方法，具體的說是涉及一種提高鑄件表面耐耐腐蝕的鑄滲方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鑄鐵或鑄鋼材質(zhì)在海樣氣候環(huán)境下的腐蝕，尤其是在海水和尚溫、尚濕、尚煙霧、高日照等惡劣條件下工作，因腐蝕造成的破壞時(shí)有發(fā)生。目前，科技工作者通常在使用的鑄鐵或鑄鋼材料中整體添加改性合金元素，以提高其耐高溫、耐腐蝕性能，但是這樣就大大增加了零件的成本。
[0003]采用Zn-Al合金防腐蝕鑄滲層是鋼結(jié)構(gòu)腐蝕防護(hù)的有效方法之一，但在實(shí)際應(yīng)用中，Zn-Al鑄滲層必須采用合成涂料封閉處理，用于阻止與鋼基體貫通的空隙處銹蝕產(chǎn)生。同時(shí)，這類鑄滲層體系對(duì)點(diǎn)蝕和機(jī)械損傷特別敏感，是防腐鑄滲層體系可靠性差。
[0004]然而鈦及鈦合金由于具有輕質(zhì)、優(yōu)良的耐腐蝕和耐高溫性，以及它和人體肌肉的親和性，已被廣泛地應(yīng)用于各領(lǐng)域，尤其在冶金、石化、醫(yī)學(xué)、航空航天、海洋開發(fā)等領(lǐng)域。但其價(jià)格昂貴，使用成本較高，制約了它的應(yīng)用范圍。因此，鈦鋼復(fù)合材料應(yīng)運(yùn)而生。
[0005]目前，鈦鋼復(fù)合的工藝方法主要有以下幾種:①爆炸焊接法；由于不同種金屬間的焊接存在困難；②擴(kuò)散焊接法被移植用來生產(chǎn)鈦-鋼復(fù)合板接頭；但隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，對(duì)鈦-鋼復(fù)合板的尺寸要求越來越大，以上兩種生產(chǎn)方法生產(chǎn)的產(chǎn)品難以滿足市場(chǎng)需求，為了擴(kuò)大復(fù)合板的尺寸，科技工作者開發(fā)了爆炸-乳制鈦鋼復(fù)合板的生產(chǎn)工藝；但該工藝生產(chǎn)成本高、易造成污染，并且成材率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明為了解決上述技術(shù)問題，提供一種提高鑄件表面耐腐蝕的鑄滲方法，其可操作性強(qiáng)，工藝流程簡(jiǎn)單，有效節(jié)約貴金屬，降低工業(yè)生產(chǎn)成本。
[0007]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種提高鑄件表面耐腐蝕的鑄滲方法，包括以下步驟:
步驟一、分別稱取粒度為40?200目的鈦鎳合金顆粒、聚乙烯醇縮丁醛及酒精，混合均勻形成復(fù)合涂料備用，其中聚乙烯醇縮丁醛加入量為鈦鎳合金顆粒重量的2%?4% ;
步驟二、將步驟一中配制的復(fù)合涂料涂覆在鑄型型腔對(duì)應(yīng)鑄件要提高耐腐蝕性的部位，涂覆厚度為6~8mm，涂覆完畢后，點(diǎn)燃復(fù)合涂料，使復(fù)合涂料固化粘附在鑄型型腔內(nèi)，備用；
步驟三、將步驟二中的鑄型放入鑄箱內(nèi)，向鑄箱內(nèi)沖入氬氣，形成局部保護(hù)氣氛，備用；
步驟四、將待澆注的金屬基體融化至設(shè)定溫度后澆入鑄型內(nèi)進(jìn)行澆注，自然冷卻后得到鈦鎳顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料。
[0008]所述步驟一中采用的鈦鎳合金由金屬鈦和金屬鎳按照質(zhì)量比為(80~90): (10-20)組成。
[0009]所述步驟四中的金屬基體為鑄鐵或鑄鋼中的一種，所述鑄鐵按質(zhì)量百分比由以下成分組成:C:3.5 ?4.0, Si:1.2 ?1.8,Mn < 0.6,P < 0.07, S < 0.08，余量為 Fe ;所述鑄鋼按質(zhì)量百分比由以下成分組成:C: 0.32?0.40，S1:0.17?0.37，Mn:0.70?1.00，S:彡 0.035，P:彡 0.035，Cr:彡 0.25，N1:彡 0.30，Cu:彡 0.25，余量為 Fe。
[0010]本發(fā)明的有益效果:
1、以鈦鎳合金粉，酒精和粘結(jié)劑混合制出涂料，將涂料置于零件模型的需耐腐蝕位置，完成造型后用鑄鋼和鑄鐵分別進(jìn)行澆注，實(shí)現(xiàn)鑄滲復(fù)合，獲得以鈦鎳合金為增強(qiáng)體的表層復(fù)合材料。本發(fā)明基體和鈦鎳合金顆粒間的結(jié)合效果良好，從而提高了材料的整體性能；與傳統(tǒng)工藝相比鑄滲法制備含有鈦鎳合金增強(qiáng)材料可以達(dá)到提高材料表面耐腐蝕性能的目的。
[0011]2、本發(fā)明鑄是一種表面處理與成型相結(jié)合的工藝。該方法簡(jiǎn)單易行，無需專門的處理設(shè)備，表面處理層具有一定厚度，生產(chǎn)周期短，零件不變形，是提高鑄件表面耐磨、耐蝕、耐高溫等性能的有效途徑。使用鑄滲法制備的復(fù)合層量的厚度在3_以上大大高于傳統(tǒng)激光熔覆1_的復(fù)合厚度，復(fù)合層與基材良好的冶金結(jié)合克服了傳統(tǒng)熱噴涂增強(qiáng)涂層和基材結(jié)合較差的弱點(diǎn)，且相較于其他成型工藝，簡(jiǎn)化工藝流程，節(jié)約了貴金屬，其經(jīng)濟(jì)價(jià)值顯而易見，有著巨大的實(shí)際應(yīng)用前景。
[0012]3、本發(fā)明復(fù)合涂料涂覆完畢后點(diǎn)燃酒精，使粘結(jié)劑固化，有效避免了在后續(xù)澆注時(shí)，復(fù)合涂料被沖散，進(jìn)而提高后續(xù)鑄滲的均勻性。
【具體實(shí)施方式】
[0013]以下結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)一步闡釋本發(fā)明。
[0014]—種提高鑄件表面耐腐蝕的鑄滲方法，包括以下步驟:
步驟一、分別稱取粒度為40?200目的鈦鎳合金顆粒、聚乙烯醇縮丁醛及酒精，混合均勻形成復(fù)合涂料備用，其中聚乙烯醇縮丁醛加入量為鈦鎳合金顆粒重量的2%?4% ;
步驟二、將步驟一中配制的復(fù)合涂料涂覆在鑄型型腔對(duì)應(yīng)鑄件要提高耐腐蝕性的部位，涂覆厚度為6~8mm，涂覆完畢后，點(diǎn)燃復(fù)合涂料，使復(fù)合涂料固化粘附在鑄型型腔內(nèi)，備用；
步驟三、將步驟二中的鑄型放入鑄箱內(nèi)，向鑄箱內(nèi)沖入氬氣，形成局部保護(hù)氣氛，備用；
步驟四、將待澆注的金屬基體融化至設(shè)定溫度后澆入鑄型內(nèi)進(jìn)行澆注，自然冷卻后得到鈦鎳顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料。
[0015]所述步驟一中采用的鈦鎳合金由金屬鈦和金屬鎳按照質(zhì)量比為(80~90): (10-20)組成。
[0016]所述步驟四中的金屬基體為鑄鐵或鑄鋼中的一種，所述鑄鐵按質(zhì)量百分比由以下成分組成:C:3.5 ?4.0, Si:1.2 ?1.8,Mn < 0.6,P < 0.07, S < 0.08，余量為 Fe ;所述鑄鋼按質(zhì)量百分比由以下成分組成:C: 0.32?0.40，S1:0.17?0.37，Mn:0.70?1.00，S:彡 0.035，P:彡 0.035，Cr:彡 0.25，N1:彡 0.30，Cu:彡 0.25，余量為 Fe。
[0017]實(shí)施例1 一種提高鑄件表面耐腐蝕的鑄滲方法，包括以下步驟:
步驟一、分別稱取粒度為40?200目的鈦鎳合金顆粒、聚乙烯醇縮丁醛及酒精，混合均勻形成復(fù)合涂料備用，其中PVB加入量為合金重量的2%，鈦金屬和鎳金屬的質(zhì)量比為80:20 ；
步驟二、將步驟一中配制的復(fù)合涂料涂覆在鑄型型腔對(duì)應(yīng)鑄件要提高耐腐蝕性的部位，涂覆厚度為6mm，涂覆完畢后，點(diǎn)燃復(fù)合涂料，使復(fù)合涂料固化粘附在鑄型型腔內(nèi)，備用；
步驟三、將步驟二中的鑄型放入鑄箱內(nèi)，向鑄箱內(nèi)沖入氬氣，形成局部保護(hù)氣氛，備用；
步驟四、將待澆注的鑄鐵融化至1350°C后澆入鑄型內(nèi)進(jìn)行澆注，自然冷卻后獲得的鑄滲層為3mm，得到鈦鎳顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料。
[0018]其中，鑄鐵按質(zhì)量百分比由以下成分組成:C:3.5?4.0，S1:1.2?1.8，Mn < 0.6，P < 0.07，S < 0.08，余量為 Fe。
[0019]實(shí)施例2
一種提高鑄件表面耐腐蝕的鑄滲方法，包括以下步驟:
步驟一、分別稱取粒度為40?200目的鈦鎳合金顆粒、聚乙烯醇縮丁醛及酒精，混合均勻形成復(fù)合涂料備用，其中PVB加入量為合金重量的2%，鈦金屬和鎳金屬的質(zhì)量比為90:10 ；
步驟二、將步驟一中配制的復(fù)合涂料涂覆在鑄型型腔對(duì)應(yīng)鑄件要提高耐腐蝕性的部位，涂覆厚度為8mm，涂覆完畢后，點(diǎn)燃復(fù)合涂料，使復(fù)合涂料固化粘附在鑄型型腔內(nèi)，備用；
步驟三、將步驟二中的鑄型放入鑄箱內(nèi)，向鑄箱內(nèi)沖入氬氣，形成局部保護(hù)氣氛，備用；
步驟四、將待澆注的鑄鋼融化至1600°C后澆入鑄型內(nèi)進(jìn)行澆注，自然冷卻后獲得的鑄滲層為5mm，得到鈦鎳顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料。
[0020]所述鑄鋼按質(zhì)量百分比由以下成分組成:C: 0.32?0.40，S1:0.17?0.37，Mn:0.70 ?1.00，S:彡 0.035，P:彡 0.035，Cr:彡 0.25，N1:彡 0.30，Cu:彡 0.25，余量為
Fe0
[0021]實(shí)施例2
一種提高鑄件表面耐腐蝕的鑄滲方法，包括以下步驟:
步驟一、分別稱取粒度為40?200目的鈦鎳合金顆粒、聚乙烯醇縮丁醛及酒精，混合均勻形成復(fù)合涂料備用，其中PVB加入量為合金重量的2%，鈦金屬和鎳金屬的質(zhì)量比為85:15 ；
步驟二、將步驟一中配制的復(fù)合涂料涂覆在鑄型型腔對(duì)應(yīng)鑄件要提高耐腐蝕性的部位，涂覆厚度為7mm，涂覆完畢后，點(diǎn)燃復(fù)合涂料，使復(fù)合涂料固化粘附在鑄型型腔內(nèi)，備用；
步驟三、將步驟二中的鑄型放入鑄箱內(nèi)，向鑄箱內(nèi)沖入氬氣，形成局部保護(hù)氣氛，備用；
步驟四、將待澆注的鑄鋼融化至1600°C后澆入鑄型內(nèi)進(jìn)行澆注，自然冷卻后獲得的鑄滲層為4mm，得到鈦鎳顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料。
[0022]所述鑄鋼按質(zhì)量百分比由以下成分組成:C: 0.32?0.40，S1:0.17?0.37，Mn:
0.70 ?1.00，S:彡 0.035，P:彡 0.035，Cr:彡 0.25，N1:彡 0.30，Cu:彡 0.25，余量為
Fe0
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種提高鑄件表面耐腐蝕性的鑄滲方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟一、分別稱取粒度為40?200目的鈦鎳合金顆粒、聚乙烯醇縮丁醛及酒精，混合均勻形成復(fù)合涂料備用，其中聚乙烯醇縮丁醛加入量為鈦鎳合金顆粒重量的2%?4% ; 步驟二、將步驟一中配制的復(fù)合涂料涂覆在鑄型型腔對(duì)應(yīng)鑄件要提高耐腐蝕性的部位，涂覆厚度為6~8mm，涂覆完畢后，點(diǎn)燃復(fù)合涂料，使復(fù)合涂料固化粘附在鑄型型腔內(nèi)，備用； 步驟三、將步驟二中的鑄型放入鑄箱內(nèi)，向鑄箱內(nèi)沖入氬氣，形成局部保護(hù)氣氛，備用； 步驟四、將待澆注的金屬基體融化至設(shè)定溫度后澆入鑄型內(nèi)進(jìn)行澆注，自然冷卻后得到鈦鎳顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料。2.如權(quán)利要求1所述的一種提高鑄件表面耐腐蝕性的鑄滲方法，其特征在于:所述步驟一中采用的鈦鎳合金由金屬鈦和金屬鎳按照質(zhì)量比為(80~90):(10~20)組成。3.如權(quán)利要求1所述的一種提高鑄件表面耐腐蝕性的鑄滲方法，其特征在于:所述步驟四中的金屬基體為鑄鐵或鑄鋼中的一種，所述鑄鐵按質(zhì)量百分比由以下成分組成:C:3.5?4.0，S1:L 2?L 8，Mn < 0.6, P < 0.07，S < 0.08，余量為Fe ;所述鑄鋼按質(zhì)量百分比由以下成分組成:C: 0.32 ?0.40，S1:0.17 ?0.37，Mn:0.70 ?1.00，S:彡 0.035，P:彡 0.035，Cr:彡 0.25，N1:彡 0.30，Cu:彡 0.25，余量為 Fe。
【專利摘要】一種提高鑄件表面耐腐蝕的鑄滲方法，包括以下步驟：首先，分別稱取鈦鎳合金顆粒、聚乙烯醇縮丁醛及酒精混合形成復(fù)合涂料，然后將復(fù)合涂料涂覆在鑄型型腔對(duì)應(yīng)鑄件要提高耐腐蝕性的部位，涂覆厚度為6~8mm，涂覆完畢后點(diǎn)燃復(fù)合涂料使其固化粘附在鑄型型腔內(nèi)，然后將鑄型放入鑄箱內(nèi)，向鑄箱內(nèi)沖入氬氣，將待澆注的金屬基體融化至設(shè)定溫度后澆入鑄型內(nèi)進(jìn)行澆注，自然冷卻后得到鈦鎳顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料；本發(fā)明可操作性強(qiáng)，工藝流程簡(jiǎn)單，有效節(jié)約貴金屬，降低工業(yè)生產(chǎn)成本。
【IPC分類】B22D19/02
【公開號(hào)】CN105081285
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510630257
【發(fā)明人】魏世忠, 張國(guó)賞, 王長(zhǎng)記, 李繼文, 徐流杰, 潘昆明, 李志勛, 郭軍力, 張會(huì)杰
【申請(qǐng)人】河南科技大學(xué)
【公開日】2015年11月25日
【申請(qǐng)日】2015年9月29日