【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 包括彈性、強(qiáng)度、延展性和斷裂韌性等機(jī)械性能，以及抗磨損性、抗腐蝕性或者抗高溫等物化性能。另外，制作的雙金屬?gòu)?fù)合材料不僅要其整體具有良好的綜合性能，同時(shí)還需要保持兩種金屬自身的特點(diǎn)。過(guò)去工廠一般采用高錳鋼制造錘頭，目前，高鉻鑄鐵基本上取代高錳鋼制造耐磨零件。通過(guò)對(duì)復(fù)合材料條件的考慮和錘頭工況的分析，現(xiàn)對(duì)錘頭材質(zhì)進(jìn)行選取，傳統(tǒng)的錘頭耐磨性差，抗沖擊韌性低，使用壽命短，耗材量大。為此，我們將錘頭設(shè)計(jì)成錘柄和錘端并分別制造錘柄：錘頭工作過(guò)程中，錘柄主要承受物料破碎過(guò)程中所產(chǎn)生的交變彎曲應(yīng)力和沖擊力，屬于連接傳動(dòng)部分?；旧喜皇芪锪现苯拥哪Σ聊p，因此材質(zhì)選擇主要防止在使用過(guò)程中出現(xiàn)彎曲折斷以及軸孔拉長(zhǎng)磨損。綜合以上因素，決定錘柄材質(zhì)為采用高錳鋼，使其具有足夠的強(qiáng)韌性。 錳對(duì)鋼沖擊韌性的影響WMn%11WMn/Wc10Ak/jcm220℃40℃由于不能忽略C對(duì)沖擊韌度的的影響，所以選用的成分為；20℃時(shí)，WMn%%， WMn/Wc。選用有較強(qiáng)沖擊韌性的高錳鋼。耐磨材料：目前所使用的各種抗磨材料，在沖擊力不是十分大的情況下，就抗磨性而言，應(yīng)首推高鉻鑄鐵。高鉻鑄鐵經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)臒崽幚?，其組織為：M7C3型碳化物＋馬氏體＋彌散分布的二次碳化物（彌散強(qiáng)化或沉淀強(qiáng)化）＋殘奧。宏觀硬度達(dá)HRC60以上，且具有一定的沖擊韌性。因此耐磨塊應(yīng)選用高鉻鑄鐵。 高鉻鑄鐵耐磨塊化學(xué)成分元素CCrMnMo+WNiSi含量（%）～13～18～～≤≤2．2選擇合理的鑄造方案進(jìn)行鑲鑄此次鑲鑄實(shí)驗(yàn)制作雙金屬?gòu)?fù)合錘頭，要解決的一個(gè)重要問(wèn)題在于如何固定內(nèi)置成型冷鐵。也就是如何使得預(yù)先制作好的高鉻鑄鐵耐磨棒在鑄型中較穩(wěn)固的安放。使得高錳鋼金屬液在充填過(guò)程中不破壞預(yù)先設(shè)計(jì)好的耐磨棒位置。進(jìn)而保證鑲鑄之后錘頭部分耐磨棒分布的均勻性，使得錘頭有較長(zhǎng)的使用壽命。也保證耐磨棒周?chē)囊后w均勻分布使得界面具有良好的結(jié)合效果。我們比較一下傳統(tǒng)的砂型鑄造與消失模鑄造各自的特點(diǎn)：消失模工藝特征：（1） 尺寸精度高，加工余量?。ń鼰o(wú)余量）。（2） 表面質(zhì)量高（優(yōu)于砂型鑄造）（3） 不用砂芯，無(wú)心座、無(wú)分型面，不起模、合箱，造型工藝大大簡(jiǎn)化，減少相應(yīng)的人為引起的缺陷。（4） 取消混砂工序，砂處理系統(tǒng)大大簡(jiǎn)化減少了由此帶來(lái)的問(wèn)題及缺陷。鑄件無(wú)飛邊毛刺清理打磨工作量減少50%以上。（5） 鑄件設(shè)計(jì)自由度大幾乎不受鑄件的形狀及鑄造工藝限制。（6） 采用負(fù)壓澆注充填效果好。相反的砂型鑄造對(duì)于鑄件的結(jié)構(gòu)要求高同時(shí)工藝想要求嚴(yán)格。，穩(wěn)定性較差，澆注是易錯(cuò)位。采用消失模鑄造則很容易解決這個(gè)問(wèn)題，用內(nèi)置成型冷鐵高鉻鑄鐵耐磨棒將兩個(gè)消失模摸樣頭對(duì)頭相連接（連接方式也就是最終的鑲鑄方式）。再將摸樣埋入砂箱抽真空進(jìn)行負(fù)壓緊實(shí)。兩個(gè)錘頭端面之間的高鉻鑄鐵就會(huì)被經(jīng)過(guò)負(fù)壓緊實(shí)的砂子很好的固定。同時(shí)這樣也減少了保持成型冷鐵的材料可以減少熱量的損失，進(jìn)而使得界面的結(jié)合效果好。負(fù)壓緊實(shí)固定鑲鑄內(nèi)冷鐵同時(shí)為了防止冷鐵棒與白模之間的結(jié)合不緊密，影響到結(jié)合界面的結(jié)合效果，因此必須將這些縫隙消除掉。在消失模鑄造過(guò)程中我們可以將白膜進(jìn)行侵蠟處理消除結(jié)合間隙。并在澆注過(guò)程中利用金屬的高溫液分解并使其汽化掉從而保證界面的良好結(jié)合。一般的鑲鑄則很難解決這一問(wèn)題。因此消失模鑄造是首選。2．3消失模鑄造工藝設(shè)計(jì)2．3．1鑄造工藝性分析2．3．1．1讀圖 。輪廓尺寸60100200，最小壁厚15錘柄尾部是安裝部分要求精度高一些，錘頭部分屬于較為惡劣環(huán)境的工作部分磨損比較嚴(yán)重。因此不必要較高的精度。零件要求：⑴， ； ⑵；⑶，；其余未注幾何公差均按GB/T1184k；⑷安裝部分采用基軸制，（因?yàn)殄N頭是易更換件）配合尺寸50P7/h6；安裝部分尺寸公差均為h7（ei=0；IT7級(jí)）其余未注公差尺寸均按GB/T1804c（粗糙）。2．3．1．2零件結(jié)構(gòu)的工藝性分析影響消失模鑄件結(jié)構(gòu)工藝性的關(guān)鍵因素有鑄件結(jié)構(gòu)的可充填性、鑄件結(jié)構(gòu)的抗變形性和鑄件結(jié)構(gòu)的可鑄造性等等。⑴鑄件結(jié)構(gòu)的可充填性 是指造型材料在振動(dòng)緊實(shí)過(guò)程中充填到泡沫塑料模樣周?chē)澜遣课坏哪芰Α＜茨芊駥⑺缮⒘鲃?dòng)的造型材料順利地填滿模樣四周和內(nèi)部空腔，確保不出現(xiàn)充填不到的死角。⑵鑄件結(jié)構(gòu)的抗變形性 泡沫模樣在加工制作、掛涂料、搬運(yùn)、造型、振實(shí)、抽真空過(guò)程中，保持形狀尺寸穩(wěn)定的能力。⑶液態(tài)金屬的凝固原則 同其他的造型方法一樣消失模鑄造也要遵守同時(shí)凝固和順序凝固的原則。一般有以下的原則可供參考：①鑄件壁厚盡量均勻，薄厚相差較大處應(yīng)有一定的過(guò)渡區(qū)域。②盡量減少較深、較細(xì)的盲孔。③鑄件結(jié)構(gòu)有利于順序凝固，成均衡化凝固。④細(xì)、長(zhǎng)件和大平板件應(yīng)設(shè)加強(qiáng)筋，防止翹曲變形。⑤轉(zhuǎn)角處應(yīng)有圓角過(guò)渡，要有一定大小的鑄造圓角。⑷消失模的最小壁厚和孔徑 由于消失模的工藝特點(diǎn)，可鑄最小壁厚和孔徑、凸臺(tái)、凹坑等細(xì)小部分的可能性大大提高。鑄件合金種類(lèi)鑄鋁鑄鐵鑄鋼可鑄最小壁厚/mm2～34～55～6可鑄最小孔徑/mm4～68～1010～12此零件的最小壁厚15最小孔徑50，由以上分析可知此鑄件在結(jié)構(gòu)上完全滿足消失模鑄造要求。2．3．2繪制鑄件圖及模樣圖（1）零件機(jī)加部分的余量（2）不能直接鑄出的孔、臺(tái)部位（3）合金收縮和EPS模樣收縮值2．3．2．1 零件機(jī)加部分的余量及鑄件尺寸公差由于錘頭的尾部為安裝部分必須有一定的精度，需要機(jī)加獲得，要有一定的余量。其余部分則不需要。（紅色加粗為選取值）（mm）鑄件最大外輪廓尺寸/mm鑄鋁件鑄鐵件鑄鋼件100～200頂面24側(cè)、下面33（注：頂面、下面、側(cè)面是相對(duì)于澆注位置而言）鑄件的尺寸公差按照我國(guó)鑄件尺寸公差標(biāo)準(zhǔn)GB641486等效采用ISO80621984《鑄件尺寸公差制》選取CT9級(jí)。（紅色加粗為選取值）（mm）鑄件尺寸公差等級(jí)CT大于至1234567891011160250鑄件尺寸公差與加工余量之間的關(guān)系（雙側(cè)加工）（雙側(cè)加工）由零件基本尺寸加工余量及以上的鑄件尺寸公差與加工余量之間的關(guān)系，計(jì)算鑄件的尺寸：φ80的外圓對(duì)應(yīng)鑄件尺寸=φ80+=φ86φ50的內(nèi)圓對(duì)應(yīng)鑄件尺寸=φ50—=φ44錘柄外端面對(duì)應(yīng)鑄件尺寸=50+=φ56 其余部分不需要進(jìn)行加工為原尺寸。：（網(wǎng)格所示范圍為加工余量）2．3．2．2不能直接鑄出的孔、臺(tái)部位此鑄件不涉及這部分情況2．3．2．3合金收縮和EPS模樣收縮值采用消失模鑄造合金收縮與傳統(tǒng)砂型鑄造工藝相近，鑄件合金種類(lèi)鑄鋁灰鑄鐵球墨鑄鐵鑄鋼線收縮率（%）自由收縮～～～～受阻收縮～～～～消失模模樣尺寸也就是收縮之前的鑄件尺寸，設(shè)計(jì)模樣尺寸可以按下式計(jì)算 (其中K=%)：2．3．3設(shè)計(jì)消失模鑄造工藝方案（1）模樣在鑄型中的位置即澆注位置。（2）確定澆注金屬液引入鑄型的方式。（3）一箱澆注的鑄件數(shù)量及布置。2．3．3．1模樣在鑄型中的位置即澆注位置澆注位置是指在進(jìn)行澆注時(shí)，鑄件在鑄型中所處的位置狀態(tài)，澆注位置的確定在很大程度上著眼于控制鑄件的順序凝固。實(shí)現(xiàn)順序凝固的鑄件可以防止消除縮松、縮孔，保證獲得致密的鑄件。確定澆注位置的原則有：（1）鑄件的重要部分應(yīng)置于下部，有利于靜壓補(bǔ)縮。（2）重要的加工面朝下或直立狀態(tài)。（3）鑄件大平面朝下，澆注位置上不應(yīng)該有大平面。（4）有利于補(bǔ)縮合型與澆注和補(bǔ)縮位置一致。2．3．3．2確定澆注金屬液引入鑄型的方式澆注系統(tǒng)按照金屬液的引入方式分為，（也就是內(nèi)澆道的位置）頂注式、側(cè)注式、底注式。頂注式 充型時(shí)間短，澆注速度快，可以防止塌箱，金屬液溫度降低，防止冷隔澆不到，工藝出品率高，順序凝固補(bǔ)縮效果好，但難以控制金屬液流動(dòng)容易使模樣分解產(chǎn)物卷入，一般用于澆注鋁合金。側(cè)注式 從模型中間引入金屬液，一般在投影面最大的位置。易出現(xiàn)表面缺陷。底注式 從底部引入金屬液，金屬液上升平穩(wěn)充型慢，有利于分解產(chǎn)物的排出，可以支撐砂型，多用于厚大件。在一般實(shí)型鑄造中要使泡沫分解的產(chǎn)物沿金屬液上升的方向順序排除。避免金屬液流動(dòng)方向與泡沫氣化方向紊流而影響鑄件質(zhì)量。綜上所述對(duì)于此鑄件宜采用底注式澆注系統(tǒng)，且靠近錘頭頭部。可以防止頭部產(chǎn)生缺陷有利于補(bǔ)縮，實(shí)現(xiàn)順序凝固。金屬液引入方式。2．3．3．3一箱澆注的鑄件數(shù)量及布置為了方便高鉻鑄鐵耐磨棒的負(fù)壓固定及較高的工藝出品率采用一箱四件。、金屬液引入方式、件數(shù)及布置2．3．4消失模鑄造澆注系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和尺寸設(shè)計(jì) 消失模鑄造直澆道一般宜選圓形，內(nèi)澆道選矩形或梯形。因?yàn)橄鄬?duì)于空型鑄造流動(dòng)條件差。因此一般消失模鑄造用的澆道截面比普通的大一些。鑄鋼件大10%20%。2．3．4．1澆注系統(tǒng)各單元截面的設(shè)計(jì)一般的消失模鑄造應(yīng)采用封閉式澆注系統(tǒng)。因?yàn)榉忾]式澆注系統(tǒng)金屬液靜壓大有利于擋渣和薄壁件的成型，也有利于保持砂箱的負(fù)壓防止塌箱等等。對(duì)于消失模鑄造，一般認(rèn)為消失模鑄造澆注系統(tǒng)截面要比砂型大一倍左右是由于金屬液與氣化的間隙太大有造成塌箱的危險(xiǎn)?？梢圆捎孟率絹?lái)確定消失模鑄造澆注系統(tǒng)各單元的尺寸。；——消失模鑄造采用頂注式和底注式最小斷面（內(nèi)澆道）?！胀ㄉ靶丸T造的最佳斷面。計(jì)算砂型鑄造的內(nèi)澆道截面，再通過(guò)上式求出消失模采用底注式的內(nèi)澆道截面積。然后利用，封閉式鑄鋼件澆注系統(tǒng)各單元截面關(guān)系（）,求解直澆道與橫澆道截面。消失模內(nèi)澆口大小，形狀，方向，不可像砂型一樣采用三角或薄片澆口，搭邊澆口。因其金屬量少，散熱周邊面積大，會(huì)急劇降低進(jìn)入型腔的金屬液溫度。等于設(shè)置了卡脖子冷鐵區(qū)影響白模熔化。要采用變截面式內(nèi)澆口，與白模連接處內(nèi)澆道口截面積厚應(yīng)大于鑄件壁厚的最多不超過(guò)。太厚容易形成熱結(jié)倒補(bǔ)縮，使鑄件的內(nèi)澆口根部（結(jié)合處）產(chǎn)生縮孔甚至小渣。同時(shí)內(nèi)澆道的長(zhǎng)度盡可能的短，太長(zhǎng)熱量損失大，還易形成小死角。 砂型鑄造內(nèi)澆道截面計(jì)算公式：—澆注系統(tǒng)中最小斷面總面積（）。G—流經(jīng)斷面的金屬液總量（Kg）?！偭髁繐p耗系數(shù)。t—澆注時(shí)間。平均靜壓力頭（cm）G=5Kg = =24cm。2．3．4．2澆口杯