双金属磨轮的制造方法及采用此方法获得的磨轮

摘要

该方法在于，在可运送的耐至少400℃高温的铸型(10)的周边摆放强耐磨材料的嵌入件(16)，将铸型(10)和嵌入件(16)放在炉中预热，将铸型(10)连同嵌入件(16)迅速从炉中取出，置于旋转的离心式浇铸机上，浇铸可延展铸铁(18)，待冷却后脱模。

说明书

本发明涉及双金属磨轮的制造方法，双金属磨轮的形状一般为截锥形或圆柱形，具有一个用可延展可加工铸铁铸造的支撑，在支撑的外表面纵向沿着母线的方向嵌有强耐磨材料的磨损嵌入件，所述嵌入件机械连接在支撑中。本发明还涉及采用该方法制造的磨轮。

已知的磨轮由一个外磨损层构成，外磨损层由更易延展的撑芯支撑。这种磨轮通过磨损层和撑芯连续浇铸制成，以使两种材料冶金结合。由于这种制造方法只能使用几组可冶金结合的材料，所以磨损层与撑芯的选材受到限制。此外，冶金结合的实施要求极高的同步浇铸并需掌握好浇铸温度。

文献EP0476496A1推荐通过前言所述的方法用嵌入件技术制造磨轮。

根据该文献，嵌入件单独在第一批铸模中浇铸，然后放进砂模中浇铸撑芯，使两种材料间形成机械连接。与冶金结合相反，机械连接在选材上没有限制，因此嵌入件可选硬度较大的合金，如高合金铬铸铁或任何其它强耐磨材料以及更适合用于撑芯的合金，如球墨铸铁。

由于嵌入件可单独浇铸并可贮存用于第二次浇铸，所以该技术还可使浇铸量加倍。

不过，这种技术经常遇到其它困难。在砂模中在冷嵌入件上进行第二次浇铸时，由于热冲击，冷嵌入件有可能产生裂纹。为了避免或至少减小这种危险，需将嵌入件预热到约400℃至500℃。然而，进行这种预热不容易。因为需将笨重的加热设备搬运到砂模附近。再则，达到预热所需的温度时，一般都会破坏砂模的砂所使用的粘合剂。

还需将嵌入件暂时固定在砂模中，以避免浇铸时移位。为此，可设置一个临时性可毁支撑，或将它们简单地一个靠着一个摆放，以通过拱形作用将它们卡住。

本发明旨在提出一种既可保留已知方法的优点，又可消除或至少减少已知方法的缺陷的制造双金属磨轮的新方法。

为了达到该目的，本发明提出了一个前言中所述的方法，其特征是：采用的铸模由一个用金属或任何其它可承受至少400℃高温的材料制成的可运送铸型构成；将嵌入件立放在铸型的周边；将铸型及嵌入件放在加热炉中预热；将铸型连同嵌入件迅速从加热炉中取出，置于旋转的离心式浇铸机上；浇铸可延展铸铁；待冷却后脱模。

可延展铸铁最好是层状灰口铁或球墨铸铁，嵌入件最好是铬铸铁或强耐磨材料。

在将嵌入件摆放在铸型中前，铸型应涂一薄层耐高温层。

加热炉可预热到约100℃至500℃。

离心式浇铸机被驱动以每分钟约100至600圈的速度旋转。

可在温度降至约500℃时使磨轮脱模。

该方法可保留借助嵌入件技术获得的全部优点，尤其是由于嵌入件之间具有机械连接而表现出的优点。此外，采用可运送铸型作为铸模消除了嵌入件预热的问题，因为现在预热可在加热炉中实施，铸型和预先置位的嵌入件一起放在加热炉中。这样可以更好地控制预热温度。

另外，离心式浇铸对嵌入件技术起到一种自然有益的补充作用。铸型旋转产生离心力确保嵌入件相对于铸型壁的自动卡紧，因此有助于对嵌入件的最佳固定，减少了浇铸时移位的可能性。再则，在离心力的作用下，嵌入件间的空间完全被铸铁注满，保证了良好的卡紧，在注满所有的间隙前不会因为铸铁凝固而形成蜂窝。

本发明的其它特性与特征通过下面实施例的详细介绍得以体现，该实施例参照附图在下面说明，附图所示为根据本发明制造的磨轮脱模前穿过铸模的轴向剖视图。

图中所示的铸模为可运送铸型10的形式，其容积与磨轮相对应，在这种情况下磨轮为圆截锥体。铸型10具有一个闭合盖12，盖上有一个中央浇铸孔14。

第一步先在铸型内部涂一层薄耐高温层，用以保护铸型及便于脱模。然后在铸型中摆放预先在另一个未示出的铸模中浇铸的嵌入件16。这些嵌入件16可用任何耐磨材料制成(如碳化物、陶瓷材料等)或者用文献EP0476496中所述的铬铸铁制造，在此情况下，嵌入件可一个靠着一个摆放，通过拱形作用卡住。

然后将铸型10连同嵌入件16放在根据所用材料的性质而定的温度为100℃至500℃的预热炉中，以使嵌入件加热到足以避免热冲击的温度。

当嵌入件达到所需温度后，将铸型10迅速从炉中取出，放在已知的离心式浇铸机的旋转盘上。浇铸机被驱动旋转的速度在每分钟100到600转之间变化，使铸型连同嵌入件围绕其垂直轴线旋转(如箭头A所示)。在铸型10旋转时，通过浇铸孔14浇铸磨轮的载体材料如层状灰口铸铁或球墨铸铁。在离心力的作用下，铸铁以截锥层的形式在嵌入件16上展开并注满嵌入件间的所有间隙。如此浇铸之后等待其冷却，在约500℃时脱模。这样制造的磨轮具有一个轴向截锥形孔，使它能在精加工后通过箍圈固定在支撑轮毂上。