◆双金属耐磨复合铸件有哪些铸造方法？
　　双金属复合铸造是将不同熔点的材料同时或先后浇入一个铸型或通过往工件上注入补充材料的双金属材料生产方法。图5一16是典型的复合铸造双金属耐磨铸件的几种方法。此外，离心复合铸造法、轧制复合法、爆炸焊接复合法、喷射沉积复合法、双结晶器连铸复合法等也广泛用于双金属耐磨复合产品的生产中。采用同时浇注方法时，两种材料同时经过不同的浇注系统进入由一块隔离板分开的不同的型腔内。此时，这种材料连接将由浇注过程中加热的隔离板完成。重力方法复合浇注，先将第一种熔融材料浇入型腔，达到所需的高度，当它凝固好或还处于熔融状态时，将第二种材料浇满型腔。生产耐磨复合铸件的另一种方法是镶铸法，即将熔融材料浇注到预置在铸型中的有一定几何形状的工件面上，通过预置工件加热使材料间产生浸润，提高结合强度，最好在向铸型内直接浇注熔融材料前感应预热预置工件。
　　图5-16 复合铸造双金属耐磨铸件方法
　　a)隔离板同步式复分铸造法b)感应预热预置 工件的浇注法c)重力式复合铸造法 1—铸型 2—铸钢型腔 3—感应预热钢基体 4—耐磨铸铁型腔 5—隔离板
　　6—铸钢浇注系统 7—冒口 8—耐磨铸铁浇注系
　　◆什么是双金属耐磨铸件液-液三次浇注的双层符合方法？
　　目前破碎厂家使用的板锤一般为整体高铬铸铁或高锰钢，有少数单位曾尝试复合高铬铸铁耐磨块，但镶块尺寸不好控制。如果镶块太小，意义不大，如果镶块太大，很难复合，使用中易掉块：李继文等人通过分析整体高铬板锤使用情况后，提出采用三层复合工艺，两边的耐磨层采用高铬铸铁，中间层采用低合金钢，每层厚度均分整个板锤宽度，并采用无箱组芯造型。此工艺一方面可提高板锤的韧性，另一方面可以节省约1／3的高铬铸铁材料，从而降低了生产成本。复合板锤的成分见表5-15。复合板锤的两种金属可以实现良好的冶金结合，界面结合强度高，是液-固复合的1.3~1.5倍。
　　表5—15 复合板锤的化学成分(质量分数)
　　材料
　　C
　　Si
　　Mn
　　Cr
　　Mo
　　Ni
　　Cu
　　RE
　　S、P
　　耐磨层
　　2.6~3.0
　　0.3~0.8
　　0.4~0.8
　　18~22
　　0.8~2.0
　　0.5~1.0
　　0.5~1.0
　　0.04
　　≤ 0.04
　　强化层
　　0.3~0.4
　　0.17~0.37
　　0.5~0.8
　　0.8~1.1
　　0.2~0.3
　　——
　　——
　　0.04
　　≤ 0.04
　　◆双金属耐磨铸件液-液三次浇注应注意哪些问题？
　　要稳定和提高液-液三次浇注双金属耐磨铸件质量，应注意以下问题：
　　1)采用定量浇包浇注，或在第一层与第二层间开溢流口，并保证铸型安放水平。
　　2)双液浇注时一般应先浇注熔点高的合金，后浇注熔点低的合金，以避免产生混液或气孔、缩松等缺陷。对于三层复合的板锤来讲，不可避免地要先浇熔点低的高铬铸铁，后浇熔点高的中间过渡层。为了保证复合质量，采取加大两层之间的温度梯度的工艺措施，即增加第一层与第二层之间复合间隔时间，将第一层冷却至更低的温度，同时适当提高第二层合金钢的浇注温度，由于温度梯度的加大，不会产生混液现象，同时还保证了顺序凝固，减少了界面的缺陷。
　　3)为了保障两层合金之间实现良好的冶金结合，浇注过程中需采用合理的界面保护。其方法是，在第一次浇注合金时随流加入保护剂，保护剂进入型腔后均匀覆盖在合金表面，防
　　止合金表面氧化。当浇入第二层合金液时，保护剂由于熔点低、密度小，随着合金液的流动而显现出清洁无氧化的前层合金表面，以利于两种金属之问的冶金结合。
　　4)结合面靠近砂型处由于冷却速度快，易出现冷隔，对于受冲击较高的耐磨件，这些边界冷隔可能成为裂纹源，存在一定的隐患，应采取工艺措施减轻甚至消除边界冷隔。
　　◆水平浇注双金属耐磨复合铸件工艺有什么特点？
　　就衬板类板式铸件而言，双金属复合铸造通常有两种铸造工艺：水平浇注和平做立浇。水平浇注是指铸型水平位置造型，合箱并浇注。复合衬板的磨损面常采用高铬铸铁，非磨损面采用高强度碳钢。该工艺是将两种液体分别浇注，先浇入一种金属液体，冷却一段时间后，浇人另一种金属液体，后浇入的金属液体使先浇入快凝固成形的液态金属表面再次熔化，在结合面处形成良好的冶金结合。水平浇注的优点：造型及浇注系统相对简单，现场设备容易布置，占地空间小。该工艺的缺点主要体现在如下方面：
　　1)容易出现冷隔和冲混。这是水平浇注双金属复合铸件过程中存在的最大问题。平浇过程中若浇注温度过高，就会引起铸铁与铸钢的冲混，使高铬铸铁的性能显著下降；若浇注温度过低，又会引起冷隔，使高铬铸铁与碳钢的结合强度下降，夹杂物也不易排出。另外，两次浇注时间也不易控制。若两次浇注时间间隔太长，容易引起冷隔，造成碳钢与高铬铸铁的结合强度下降；若两次浇注时间问隔太短，容易出现冲混现象。
　　2)需要较精确地实现定量浇注，现场水平要求高。
　　3)成品耐磨层部分厚度不均，不利于双金属复合铸件的均匀磨损，材料利用也不合理。
　　4)成品率较低。
　　◆平面立浇双金属耐磨复合铸件工艺有什么要求?
　　利用平做立浇技术生产双金属复合铸件需要注意以下几个方面的问题：
　　(1)合理选择中间隔板的材质和厚度隔板偏薄，浇注过程中会熔穿，导致金属液的冲混；隔板厚度，双金属与隔板的熔融层较浅，降低结合区的结合性能。选用优质低碳钢板，会造成更大的碳浓度梯度，增大了组织应力；选用优质高碳钢板，在结合区能降低碳浓度梯度，提高结合性能。
　　（2）控制好浇注温度平做立浇技术双金属的浇注温度比普通浇注铁液、钢液温度高30~50℃；比水平浇注技术的浇注温度高20℃左右，用以融化隔板表面。
　　（3）控制好中间隔板两侧双金属液面的高度，双金属液要求同时同步浇注，使两金属液对隔板的作用力刚好达到平衡，既不会使隔板倾斜，也不会发生金属液体的渗流。
　　◆怎样提高双液金属耐磨铸件的复合质量?
　　双液双金属耐磨复合铸件铸造过程中一般是先浇钢液、后浇铁液，防止钢层表面在高温下氧化是该工艺成败的关键。研究发现，在铸型中浇注基材铸钢时，通过铸钢层的浇注系统浇注熔融的硼酸钠清洁剂，使金属表面保持清洁，当第二层铸铁金属材料浇入到铸造型腔时，经高温液态金属的冲刷和充型，硼酸钠的液体随着流向移动，由于密度低而上浮在液态金属的上部，当第二层液态金属充满型腔后，硼清洁液通过上下砂箱中开设的溢流槽，被排除到铸型外面，完成清洁结合部位的任务。采用硼酸钠作清洁剂生产的铸钢—白口铸铁双金属铸件经热处理后，其结合部位的剪切强度超过700 MPa，冲击韧度超过48 J／cm? ，最高达到79.3 J／cm?。因此，在双金属复合铸件生产中应用硼酸钠做表面清洁剂，能显著提高复合铸件结合强度、韧度及铸件成品率。
　　◆怎样提高镶铸复合耐磨铸件的质量?
　　壤铸复合是一种双金属液—固复合方法，包括分散镶铸、集中镶铸和包覆铸造三种。分散镶铸就是将设计合理的抗磨镶件分散开来，预制成一定形状的框架多孔结构，经过预热后置人铸造型腔，随后浇入另一种金属液(称为基体)，将抗磨镶件牢固地镶嵌于其中，在高温作用下实现抗磨镶件与基体金属之间的良好结合。这种镶铸方法中，抗磨镶件在铸造上相当于内冷铁。集中镶铸与分散镶铸的区别在于抗磨体的尺寸和分布上。集中镶铸中将抗磨体集中为一两个较大的条块，镶铸在基体材料之中，镶件数量少，分布简单。包覆铸造复合法是将高强度铸钢镶铸件预先置于铸型，然后浇入耐磨金属液体，两者通过浇注过程结合为一个整体，但其镶件并不被基体完全包覆。为了确保镶铸复合耐磨铸件的复合质量，防止使用中镶铸块的脱落，通常对镶铸块表面进行酸洗和活化处理。另外，提高金属熔液浇注温度，控制金属熔液和镶铸块的体积比，及对镶铸块进行预热处理，均可取得满意的效果。
　　◆怎样控制离心铸造双金属耐磨铸件的复合质量?
　　离心复合铸造已在耐磨轧辊、辊套、缸套和管道等产品中广泛应用，其复合层质量是影响离心复合耐磨铸件性能的关键。为保证复合白口铸铁外层与铸铁内层之间的熔合质量，获得具有适当的过渡层厚度，将内外层熔合成一体，既无断层分离现象又不发生内外层铁液互相混熔的冶金结合层，应严格控制内层铸铁的浇注时间、浇注温度和铸型旋转提速的时间，并用熔剂覆盖外层白口铸铁液的自由表面，以保证结合层的冶金质量。具体对策如下：
　　(1)使用保护熔剂，为防止白口铸铁外层自由表面产生氧化夹杂物，在浇注白口铸铁液时还同时加入防氧化覆盖剂，使之在白口铸铁层内表面形成4～8mm厚的覆盖层。常用的覆盖剂为O型玻璃碴，其主要矿物成分为SiO2·Na2B4O7·10H2O。
　　(2)控制好内层铸铁熔液浇注时间和温度，为保证浇注的内层铸铁熔液能使白口铸铁外层内表面重熔，获得熔合良好的结合层，应准确测量白口铸铁层内表面的温度，并严格控制内层铸铁熔液开始浇注在外层内表面温度为1050～1100℃时进行。内层铸铁熔液的浇注温度宜控制在1340～1390℃，浇注温度过低则难以使外层白口铸铁已凝固的内表面重熔。
　　(3)控制好铸型旋转提速的时间，浇注内层铸铁熔液后铸型的提速时间不宜过早，也不宜过晚，应根据铸件壁厚和孔径而定。