高铅青铜摩擦环的工艺设计.pdf

《高铅青铜摩擦环的工艺设计.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、·1228·垂篙帅煮DeC．2016V0

2、_65N0．12高铅青铜摩擦环的工艺设计李海兰，王鹏华，董峰，齐笑冰，张士彦(沈阳铸造研究所，辽宁沈阳110022)摘要：分析了摩擦环铸件材料的特性，研究了浇注温度和冷却条件对铅偏析的影响。试验结果表明：低温快浇和强制水冷可以抑制了铅的偏析，获得均匀细小的铅相弥散分布于铜基体中。依据本试验结果设计的工艺方案，可生产出合格的摩擦环铸件。关键词：高铅青铜；摩擦环；低温浇注；冷却条件中图分类号：TG291文献标识码：B文章编号：1001—4977(2016)12—1228—04TechnologicalDesignofHighLeadBronzeFr

3、ictionRingCastingLIHai—lan，WANGPeng-hua，DONGFeng，QIXiao—bing，ZHANGShi—yan(ShenyangResearchInstituteofFoundry，Shenyang110022，Liaoning，China)Abstract：Thecharacteristicsoffrictionringcastingmaterialwereanalyzedandtheeffectofpoutingtemperatureandcoolingconditiononleadsegregationwasstudied．Thetestres

4、ultsshowthatlowtemperaturerapidpouringandforcedwatercoolcaninhibitthesegregationofleadandgetevenfineleadphaseinthecoppermatrix．Thequalifiedfiictionringcastingscanbeproducedbytheprocessdesignedonthebasisoftheexperimentalresults．Keywords：highleadbronze；frictionring；low—temperaturepouring；coolingco

5、ndition摩擦环是水电机组导水机构中的重要部件，主要作用是在机组停车时起到缓冲和减少相互磨损的作用，要求具有较高的滑动性能，在缺少润滑介质的情况下，应具有良好的自润滑性。摩擦环铸件基本采用的都是多元高铅系青铜【“，但是高铅青铜合金中铜和铅的比重和熔点相差很大，如何获得铅相以均匀细小的颗粒弥散分布于铜基体中，起到自润滑和减少磨损的作用，成为生产的技术难点。1高铅青铜合金的特性摩擦环材质为C94300铅青铜，其特点是铜铅两组元的熔点和比重相差很大。其中铜的熔点为1083℃，密度为8．93g／cm3，铅的熔点为326℃，密度为11．37g／cms。铅液态时有限溶解，不形成化合物，固态时完

6、全不互溶，铅以独立的形式存在。铅在铸造时几乎不可避免要发生区域偏析，使组织中的铅相在局部聚集成粗大块状，并以独立的形态存在于合金中㈨。2摩擦环铸件技术要求摩擦环铸件的化学成分应符合美标ASTMB584中的C94300的规定，如表1。摩擦环铸件的力学性能应符合ASTMB584中的C94300的规定，如表2。铸件进行渗透检测，应符合标准CCH70—3中ⅡI级要求。表1C94300化学成分Table1C94300chemicalcomposition嘶材质抗拉强度／IVIPa断后伸长率／％≥103工艺试验针对摩擦环铸件的结构特点、技术指标要求，以及高铅青铜合金的特性等，首先确定铸造方法，然后

7、针对浇注温度和冷却条件对Pb偏析的影响进行试验，并对试验结果进行对比分析，为铸件的生产提供科学依据。3．1工艺试验设计3．1．1确定铸造方法摩擦环为圆环类铸件，最适宜采用离心铸造工艺生产，但由于合金中Cu和Pb两相熔点和比重相差很大，很容易产生重力偏析，在离心力的条件下，导致收稿日期：2016-05-27收到初稿，2016-09-21收到修订稿。作者简介：李海兰(1974_)，女，高级工程师，硕士，主要从事铸造铜合金产品研发。电话：024—85810842，E-mail：hailaIl—li@163．com铸造李海兰等：高铅青铜摩擦环的工艺设计·1229·Pb偏析更加严重，不宜采用离心

8、铸造。根据摩擦环铸件的结构特点，设计尺寸为@40Illm×110IlIITI的圆柱形试样，研究不同铸型及铸型冷却速度对Pb成分偏析的影响，以确定适宜的铸造方法。试样制备：①砂型铸造，树脂砂造型，并刷涂料，预热烘干，采用带冒口的顶注法；②金属型模具，除锈预热，并刷涂料，采用带冒口的顶浇法。分别在距底部为60mm高的横截面表面、距中心1／3处和中心处分别取样进行化学成分分析。3．1．2浇注温度对Pb偏析的影响在金属型铸造条件下，浇注温度分别设为10