專利名稱：一種反重力鑄造升液管的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鑄造技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種升液管的制造方法，尤其是一種反重力鑄造升液管的制造方法。
背景技術(shù)：
反重力鑄造技術(shù)是指熔煉坩堝中的金屬液在一定氣體壓力作用下沿升液管自下而上沿著與重力相反的方向充填鑄型，待鑄型中的金屬液在一定壓力下凝固后，解除坩堝液面的壓力，使升液管中未凝固的金屬液回到坩堝中并保持升液管暢通，此時打開模具獲得鑄件的一種方法。反重力鑄造方法包括低壓鑄造、差壓鑄造、調(diào)壓鑄造等。升液管是反重力鑄造設(shè)備的重要零部件，是金屬液充填型腔的必經(jīng)通道，由于長期浸泡在高溫金屬液中，受高溫金屬液的侵蝕及反復(fù)沖刷，升液管應(yīng)具有耐侵蝕、抗熱震、抗熱沖擊疲勞、良好的氣密性、室溫耐沖擊等性能。目前公知的升液管有鐵質(zhì)升液管、陶瓷升液管、在鐵質(zhì)管材內(nèi)外壁粘接陶瓷管的復(fù)合型升液管。鐵質(zhì)升液管在使用前需要噴刷涂料，涂料與鐵質(zhì)升液管是物理粘合，在金屬液沖刷或者物理碰撞時，涂料極易脫落，使得鐵質(zhì)管壁直接受到金屬液沖刷熔蝕，造成升液管損壞及金屬液增鐵，影響產(chǎn)品質(zhì)量。ZL200920224248. O、ZL200810140111. 7、ZL200610102067. I等公開了陶瓷型升液管，由于采用粉末冶金的方法進行成型，造成陶瓷升液管的氣密性不佳，氣體在壓力下容易通過液面以上的升液管微間隙混入金屬液，使得鑄件產(chǎn)生氣孔等缺陷；同時，陶瓷升液管脆性較大，極易在裝配中或者熱沖擊時發(fā)生斷裂，極大地影響生產(chǎn)效率。復(fù)合型升液管由于充分發(fā)揮了鐵質(zhì)升液管氣密性好、室溫及高溫強度高等優(yōu)點，同時發(fā)揮了陶瓷層耐金屬液反復(fù)沖蝕的特點，是反重力鑄造升液管的發(fā)展方向。然而，如ZL200520073212. 9.ZL200820059059. 8所述，復(fù)合型升液管中的鐵質(zhì)層管和陶瓷層管采用水玻璃或者其它物理方法進行粘接，采用這種方法較在鐵質(zhì)升液管上刷涂料的方法好，但也存在鐵質(zhì)層和陶瓷層結(jié)合不緊密的問題，金屬液極易從鐵質(zhì)層與陶瓷層接縫處滲入，導(dǎo)致鐵質(zhì)管熔蝕，污染合金液。同時，陶瓷層管也需要采用粉末冶金的方式成型，工藝復(fù)雜，成本十分高昂。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種反重力鑄造升液管的制造方法，該方法通過在升液管內(nèi)外壁形成耐沖蝕且對Al液等合金液不潤濕的Al2O3陶瓷層，使所形成的升液管具有高的氣密性及強度。本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來解決的這種反重力鑄造升液管的制造方法，包括以下步驟(I)采用不銹鋼管或鑄鐵管作為基體管，在其頂端開45°破口，采用釬焊或者鎢極氬弧焊將內(nèi)孔直徑與基體管直徑相同的法蘭焊接到鋼管頂端；(2)將焊接好的升液管坯進行噴砂處理，除去表面油污，用砂輪機將升液管坯表面打毛粗化，酸洗并干燥；(3)升液管坯干燥完成后進行熱浸鍍鋁，鍍鋁槽中溫度為650°C 800°C，熱浸鍍鋁時間控制在2 10分鐘，熱浸鍍鋁后在基體管表面上形成O. 15^0. 3mm的純鋁層，純鋁層及基體層間形成一層O. Imm的含F(xiàn)e原子及Al原子的過渡層；(4)對熱浸鍍鋁的升液管坯進行微弧氧化，溶液溫度控制在2(T40°C，電流密度保持在O. 0Γ0. 03A/cm2,時間控制在8 25分鐘內(nèi)，在基體管內(nèi)外壁形成厚度O. Γθ. 2mm的Al2O3陶瓷層。進一步，上述步驟(4)中在進行微弧氧化過程中，電解液各組分的體積比為NaOH: NaAlO2: Na2SiO3=I: 5:1. 5。本發(fā)明具有以下有益效果本發(fā)明的反重力鑄造升液管的制造方法在升液管內(nèi)外壁形成了耐沖蝕且對Al液 等合金液不潤濕的Al2O3陶瓷層，Al2O3陶瓷層與Fe質(zhì)基體層具有很強的結(jié)合力，即使在碰撞的情況下Al2O3陶瓷層也不易脫落。由于采用了 Fe質(zhì)基體管，所形成的升液管具有高的氣密性及強度。采用本發(fā)明的方法形成的升液管可靠性高，且工藝簡單，成本低，可產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。
具體實施例方式本發(fā)明的反重力鑄造升液管的制造方法，包括(I)采用不銹鋼管或鑄鐵管作為基體管，在其頂端開45°破口，采用釬焊或者鎢極氬弧焊將內(nèi)孔直徑與基體管直徑相同的法蘭焊接到鋼管頂端；(2)將焊接好的升液管坯進行噴砂處理，除去表面油污，用砂輪機將升液管坯表面打毛粗化，酸洗并干燥；(3)升液管坯干燥完成后進行熱浸鍍鋁，鍍鋁槽中溫度為650°C 80(TC，熱浸鍍鋁時間控制在2 10分鐘，熱浸鍍鋁后在基體管表面上形成O. 15^0. 3mm的純鋁層，純鋁層及基體層間形成一層O. Imm的含F(xiàn)e原子及Al原子的過渡層；(4)對熱浸鍍鋁的升液管坯進行微弧氧化，電解液各組分的體積比為Na0H:NaA102:Na2Si03=l:5:1. 5。溶液溫度控制在 20^40°C,電流密度保持在 O. 01 O. 03A/cm2,時間控制在8 25分鐘內(nèi)，在基體管內(nèi)外壁形成厚度O. Γ0. 2mm的Al2O3陶瓷層。下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步詳細描述實施例I(I)、采用不銹鋼管作為基體管，在其頂端開45°破口，采用釬焊將內(nèi)孔直徑與基體管直徑相同的法蘭焊接到鋼管頂端；(2)、將焊接好的升液管坯進行噴砂處理，除去表面油污，用砂輪機將升液管坯表面打毛粗化，酸洗并干燥；(3)、升液管坯干燥完成后即進行熱浸鍍鋁，鍍鋁槽中溫度為650°C，熱浸鍍鋁時間控制在10分鐘，熱浸鍍鋁后在基體管表面上形成O. 15mm的純鋁層，純鋁層及基體層間形成一層O. Imm的含F(xiàn)e原子及Al原子的過渡層；(4)、對熱浸鍍鋁的升液管坯進行微弧氧化，電解液采用Na0H:NaA102:Na2Si03=l:5:1. 5，溶液溫度控制在2(T40°C，電流密度保持在O. ΟΙΑ/cm2，時間控制在25分鐘內(nèi)，形成的Al2O3陶瓷層厚度O. 1mm。通過以上工藝步驟，升液管內(nèi)外壁形成了耐沖蝕且對Al液等合金液不潤濕的Al2O3陶瓷層，Al2O3陶瓷層與Fe質(zhì)基體層具有很強的結(jié)合力，即使在碰撞的情況下Al2O3陶瓷層也不易脫落。由于采用了 Fe質(zhì)基體管，所形成的升液管具有高的氣密性及強度。實施例2(I)、采用鑄鐵管作為基體管，在其頂端開45°破口，采用鎢極氬弧焊將內(nèi)孔直徑與基體管直徑相同的法蘭焊接到鋼管頂端；(2)、將焊接好的升液管坯進行噴砂處理，除去表面油污，用砂輪機將升液管坯表面打毛粗化，酸洗并干燥；(3)、升液管坯干燥完成后即進行熱浸鍍鋁，鍍鋁槽中溫度為800°C，熱浸鍍鋁時間控制在2分鐘，熱浸鍍鋁后在基體管表面上形成O. 3mm的純鋁層，純鋁層及基體層間形成一層O. Imm的含F(xiàn)e原子及Al原子的過渡層；(4)、對熱浸鍍鋁的升液管坯進行微弧氧化，點解液采用Na0H:NaA102:Na2Si03=l :5:1. 5，溶液溫度控制在2(T40°C，電流密度保持在O. 03A/cm2,時間控制在8分鐘內(nèi)，形成的Al2O3陶瓷層厚度O. 2_。實施例3(I)、采用不銹鋼管作為基體管，在其頂端開45°破口，采用釬焊將內(nèi)孔直徑與基體管直徑相同的法蘭焊接到鋼管頂端；(2)、將焊接好的升液管坯進行噴砂處理，除去表面油污，用砂輪機將升液管坯表面打毛粗化，酸洗并干燥；(3)、升液管坯干燥完成后即進行熱浸鍍鋁，鍍鋁槽中溫度為730°C，熱浸鍍鋁時間控制在7分鐘，熱浸鍍鋁后在基體管表面上形成O. 25mm的純鋁層，純鋁層及基體層間形成一層O. Imm的含F(xiàn)e原子及Al原子的過渡層；(4)、對熱浸鍍鋁的升液管坯進行微弧氧化，點解液采用Na0H:NaA102:Na2Si03=l :5:1. 5，溶液溫度控制在2(T40°C，電流密度保持在O. 02A/cm2,時間控制在15分鐘內(nèi)，形成的Al2O3陶瓷層厚度O. 15_。實施例4(I)采用不銹鋼管或鑄鐵管作為基體管，在其頂端開45°破口，采用釬焊或者鎢極氬弧焊將內(nèi)孔直徑與基體管直徑相同的法蘭焊接到鋼管頂端；(2)將焊接好的升液管坯進行噴砂處理，除去表面油污，用砂輪機將升液管坯表面打毛粗化，酸洗并干燥；(3)升液管坯干燥完成后進行熱浸鍍鋁，鍍鋁槽中溫度為800°C，熱浸鍍鋁時間控制在2分鐘，熱浸鍍鋁后在基體管表面上形成O. 15mm的純鋁層，純鋁層及基體層間形成一層O. Imm的含F(xiàn)e原子及Al原子的過渡層；(4)對熱浸鍍鋁的升液管坯進行微弧氧化，電解液各組分的體積比為Na0H:NaA102:Na2Si03=l :5:1. 5。溶液溫度控制在 40°C，電流密度保持在 O. θΓθ. O3A/cm2，時間控制在25分鐘內(nèi)，在基體管內(nèi)外壁形成厚度O. Γ0. 2mm的Al2O3陶瓷層。實施例5(I)采用不銹鋼管或鑄鐵管作為基體管，在其頂端開45°破口，采用釬焊或者鎢極氬弧焊將內(nèi)孔直徑與基體管直徑相同的法蘭焊接到鋼管頂端；(2)將焊接好的升液管坯進行噴砂處理，除去表面油污，用砂輪機將升液管坯表面打毛粗化，酸洗并干燥；(3)升液管坯干燥完成后進行熱浸鍍鋁，鍍鋁槽中溫度為650°C，熱浸鍍鋁時間控制在10分鐘，熱浸鍍鋁后在基體管表面上形成O. 3mm的純鋁層，純鋁層及基體層間形成一層O. Imm的含F(xiàn)e原子及Al原子的過渡層； (4)對熱浸鍍鋁的升液管坯進行微弧氧化，電解液各組分的體積比為Na0H:NaA102:Na2Si03=l: 5:1. 5。溶液溫度控制在 20°C，電流密度保持在 O. θΓθ. O3A/cm2，時間控制在8分鐘內(nèi)，在基體管內(nèi)外壁形成厚度O. Γ0. 2mm的Al2O3陶瓷層。
權(quán)利要求
1.一種反重力鑄造升液管的制造方法，其特征在于，包括以下步驟 (1)采用不銹鋼管或鑄鐵管作為基體管，在其頂端開45°破口，采用釬焊或者鎢極氬弧焊將內(nèi)孔直徑與基體管直徑相同的法蘭焊接到鋼管頂端； (2)將焊接好的升液管坯進行噴砂處理，除去表面油污，用砂輪機將升液管坯表面打毛粗化，酸洗并干燥； (3)升液管坯干燥完成后進行熱浸鍍鋁，鍍鋁槽中溫度為650°C 800°C，熱浸鍍鋁時間控制在2 10分鐘，熱浸鍍鋁后在基體管表面上形成O. 15^0. 3mm的純鋁層，純鋁層及基體層間形成一層O. Imm的含F(xiàn)e原子及Al原子的過渡層； (4)對熱浸鍍鋁的升液管坯進行微弧氧化，溶液溫度控制在2(T40°C，電流密度保持在O.0Γ0. 03A/cm2,時間控制在8 25分鐘內(nèi)，在基體管內(nèi)外壁形成厚度O. Γθ. 2mm的Al2O3陶瓷層。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的反重力鑄造升液管的制造方法，其特征在于，步驟(4)中在進行微弧氧化過程中，電解液各組分的體積比為NaOH = NaAlO2 = Na2SiO3 = 1:5:1. 5。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種反重力鑄造升液管的制造方法，該方法采用不銹鋼管或鑄鐵管作為基體管，通過工藝，在基體管內(nèi)外壁形成一層耐沖蝕且對Al液等合金液不潤濕的Al2O3陶瓷層，Al2O3陶瓷層與Fe質(zhì)基體層具有很強的結(jié)合力，即使在碰撞的情況下Al2O3陶瓷層也不易脫落。由于采用了Fe質(zhì)基體管，所形成的升液管具有高的氣密性及強度。采用本發(fā)明的方法形成的升液管可靠性高，且工藝簡單，成本低，可產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟效益。
文檔編號F16L9/02GK102925945SQ20121044190
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月7日
發(fā)明者周中波, 薛祥義, 張利軍, 王金龍, 狄瑋嵐 申請人:西安西工大超晶科技發(fā)展有限責(zé)任公司