一種真空澆鑄電加熱砂箱和利用其實現的雙金屬熱復合鑄造工藝的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于鑄造工藝領域，具體涉及一種真空澆鑄電加熱砂箱和利用其實現固體金屬-液體金屬熱復合的鑄造工藝。
【背景技術】
[0002]在制作耐磨板等耗材類產品時，經常會用到雙金屬澆鑄復合技術，所謂雙金屬澆鑄復合技術是指將兩種不同材質結構的金屬材料采用固-液或液-液方式在高溫下加熱復合，生成一種一面具備高韌性、另一面具備高硬度(耐磨性)的復合材料。在進行固-液復合時，需要先制造出砂型，再將固體金屬(基體層)部分放入砂型中，合箱后將砂箱整體放入到箱式加熱爐中加熱到一定溫度后再取出放入澆鑄室進行澆鑄。在這一過程中，砂型傳熱緩慢導致加熱時間較長，影響生產效率，并且預先涂抹的抗氧化劑容易在長時間加熱狀態下揮發；砂型加熱后取出放入澆鑄室的工序較繁瑣且具有一定危險性，在此過程中容易喪失熱量，導致澆鑄時基體層表面溫度達不到要求。以上情況均容易導致金屬復合面咬合程度不足，甚至產生氧化層，嚴重影響使用壽命和生產安全。
[0003]除此以外，現有技術中在制作砂型時所采用的型砂通常為水玻璃砂，水玻璃砂特點在于強度高，粘接力高，但水玻璃砂生產成本高，鑄造成型后開箱時需要人力或機械破碎，回收不便，導致整個鑄造工序成本增高。
【發明內容】
[0004]本發明的目的在于:提供一種真空澆鑄電加熱砂箱和利用其實現固體金屬-液體金屬熱復合的鑄造工藝，通過以下技術實現:
[0005]一種真空澆鑄電加熱砂箱，包括箱體、感應線圈和水冷裝置，其特征在于，箱體內設置有抽真空管，箱體內壁設置有密封絕緣層。
[0006]作為優選所述感應線圈由中空無縫鋼管或銅管依箱體盤旋環繞而成，感應線圈一端與水冷裝置的進水口相連接，對應的另一端與水冷裝置的出水口相連接。
[0007]作為優選，所述箱體外部設置有支撐層。
[0008]作為優選，所述箱體頂部設置有掛孔。
[0009]作為優選，所述箱體是長方體或圓柱體。
[0010]一種利用前述真空澆鑄電加熱砂箱實現的雙金屬熱復合的鑄造工藝，包括以下步驟:
[0011]a.制作復合金屬的基體層；
[0012]b.對基體層進行預處理；
[0013]c.制作復合填充層，并在填充層上預先制作出澆鑄口，將復合填充層粘貼在基體層的對應位置，形成產品復合體；
[0014]d.在產品復合體表面涂覆一層防沾砂高強度耐高溫涂料，涂覆完畢表干后將產品復合體放入電加熱砂箱；
[0015]e.在箱體內壁和產品復合體之間填充干砂，填充時在干砂頂部留出澆鑄口位置，填充完畢后振動箱體，使干砂充分填充空隙；
[0016]f.在干砂表面密封一層塑料膜，并在塑料膜上再覆蓋一層干砂壓住塑料膜；
[0017]g.啟動抽真空機，將干砂抽緊；
[0018]h.啟動加熱箱體的感應線圈，將產品復合體加熱至預設溫度，使復合填充層氣化，氣化后原復合填充層所在的位置形成高強度型腔；
[0019]1.通過澆鑄口澆入液體金屬，使液體金屬和基體層金屬充分復合；
[0020]j.關閉感應線圈，待液體冷卻凝固后關閉抽真空機并釋放真空；
[0021]k.開箱傾倒干砂取出成型的復合金屬，進行清砂、打磨和熱處理。
[0022]作為優選，步驟b所述的預處理工序，包括:在基體層復合面鉆孔，對復合面進行拋光打磨處理以及防氧化處理。
[0023]作為優選，所述防氧化處理，包括采用清洗液清洗和涂覆防氧化涂料。
[0024]本發明的特點在于:
[0025]1.在制作金屬基體層后，對金屬基體層進行了預處理，包括基體層復合面打孔、拋光打磨處理、防氧化處理。在基體層復合面打孔后，液體金屬能更好地與復合面融合，冷卻后咬合度更強；光潔處理后的復合面更平滑，防止了雜質殘留在復合面導致融合度不夠的問題；防氧化處理后的復合面在融合時不容易產生氧化物，進一步提高了復合面的咬合度。
[0026]2.產品復合體外涂覆了一層防沾砂高強度耐高溫涂料，將基體層和填充復合層整體包裹，涂料在表干后形成一層高強度殼體，在加熱后填充復合層氣化，原本填充復合層占據的空間形成澆鑄腔。因此可根據實際需要，調整填充復合層的形狀以達到所需要的鑄件形狀。
[0027]3.采用抽真空法的砂型緊實度高，不會塌砂，對鑄件包裹性和固定效果好，且抽真空后箱體內無殘留氧氣，因此降低了復合面生成氧化物的可能性，提高了咬合度。
[0028]4.采用感應線圈環繞利用電磁原理加熱，能保證基體層加熱無死角，與熱傳導方法相比，在復合面為不規則形狀時，能更好地保證復合面的預加熱溫度，提高復合成功率。
[0029]5.整合了制作砂型、預加熱和澆鑄步驟，整個流程集中在單一設備內完成，極大地節約了生產工序，降低了生產風險，節約了生產成本。
[0030]6.在制作砂型時使用干砂即可，無需再使用水玻璃砂，節約了生產成本，在鑄件冷卻成型后釋放真空，直接傾倒干砂即可取出鑄件，節約了工序，干砂回收率高，同時節約了成本。
[0031]7.與現有技術相比，整個流程煙霧、粉塵排放少，能源消耗低，原材料回收率高，達到了節能減排環保效果。
[0032]本發明的有益效果:提供了一種實現固體-液體雙金屬復合的方法，整個流程將制作砂型、預加熱和澆鑄環節整合在單一設備中完成，極大地節約了生產工序和生產成本，鑄件復合面清潔無氧化物殘留，咬合度高，使用壽命長。整個工藝流程達到了節能減排環保效果。
【附圖說明】
[0033]圖1是本發明所使用的電加熱砂箱的結構示意圖；
[0034]圖2是金屬基體層復合面的示意圖是；
[0035]圖3金屬基體層與復合填充層形成的產品復合層示意圖；
[0036]圖4是將產品復合層放入電加熱砂箱后進行澆鑄時的示意圖；
[0037]圖5是利用本發明技術鑄造的一種圓錐破碎機軋臼壁分件的示意圖；
[0038]圖6是圖5的A-A向俯視圖；
【具體實施方式】
[0039]下列非限制性實施例用于說明本發明。
[0040]如圖1所示，一種真空澆鑄電加熱砂箱，包括箱體1，箱體I內壁設置有密封絕緣層2，箱體I內設置有抽真空管5，箱體I外壁設置有感應線圈3，感應線圈3由無縫鋼管構成，末端連接水冷裝置的進出水口 6，箱體I外部