專利名稱：用電渣熔鑄-熔焊工藝制造大直徑內(nèi)燃機(jī)曲軸圓柄臂的方法
用電渣熔鑄一熔焊工藝制造大直徑內(nèi)燃機(jī)曲軸圓柄臂的方法(一) 技術(shù)領(lǐng)域-本發(fā)明屬于重型機(jī)械零件制造領(lǐng)域，尤其是一種用電渣熔鑄一熔 焊工藝制造大直徑內(nèi)燃機(jī)曲軸圓柄臂的方法。(二)
背景技術(shù)：
圓柄臂位于大直徑內(nèi)燃機(jī)曲軸的輸出端和自由端部位，承受巨大 的動(dòng)力輸出。傳統(tǒng)的曲軸毛坯圓柄臂生產(chǎn)采用球墨鑄鐵鑄造曲軸和全 纖維擠壓鍛造，球墨鑄鐵生產(chǎn)的曲軸圓柄臂機(jī)械性能差，投入使用后 使用壽命短；而采用鍛造生產(chǎn)的曲軸圓柄臂，生產(chǎn)功耗大、材料利用 率非常低，成本昂貴。(三)
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的發(fā)明目的在于發(fā)明一種用電渣熔鑄一熔焊工藝制造大 直徑內(nèi)燃機(jī)曲軸圓柄臂的方法，它可以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，且易 操作，材料利用率高。本發(fā)明的技術(shù)方案為 一種用電渣熔鑄一熔焊工藝制造大直徑內(nèi) 燃機(jī)曲軸圓柄臂的方法，其特征在于它包括以下步驟(1) 調(diào)整及處理好臥式異型紫銅制水冷結(jié)晶器，其熔體為圓形；(2) 把兩根自耗電極的兩端插入結(jié)晶器；(3) 預(yù)先干燥熔化處理好的三元渣系加入結(jié)晶器；(4) 送電，電流通過自耗電極接通三元渣系，渣池通過強(qiáng)大的電流 完成電能和熱能的轉(zhuǎn)化，調(diào)整結(jié)晶器出水溫度不大于60'C;(5) 自耗電極在渣系中熔化形成鋼水熔滴，熔滴在重力、磁場力和 渣系的沸騰的旋轉(zhuǎn)力的影響下穿過渣池，在此過程中，渣池將金屬材 料中的有害元素，即夾雜物進(jìn)一步吸收；(6) 凈化后的鋼水在渣池底部形成熔池，在循環(huán)水的強(qiáng)制冷卻下凝 固，完成鋼水的結(jié)晶，形成圓柄臂型鑄件；(7) 同時(shí)在形成的圓柄臂型鑄件上熔焊主軸頸；(8) 曲軸自由端和輸出端的熔焊成形。上述所說的自耗電極底端離結(jié)晶器底5 7cm。上述所說的三元渣系的成分為CaF2、亂203和CaO,其中各成 分的含量為CaF2為60~70%、叢203為15~20%和CaO為15~20%; 三元渣系在結(jié)晶器內(nèi)高度控制在8~10cm的熔渣層。 上述所說的送電的功率范圍在3.9~5.2KVA/cm2。 上述所說的渣池的溫度控制在175(TC 1800'C。 本發(fā)明的優(yōu)越性在于①電渣熔鑄的曲軸圓柄臂結(jié)晶方向和受力 方向一致，提高了受力強(qiáng)度；②生產(chǎn)的圓柄臂鑄件的化學(xué)成份均勻， 金屬純凈、組織致密、尺寸精確、表面光澤；③金屬純凈度高于鍛件, 機(jī)械性能高于鍛件和球墨鑄鐵件曲軸圓柄臂；④設(shè)備簡單，功耗小， 材料利用率高；⑤成本低。(四) 附圉說明
圖1為本發(fā)明所涉一種用電渣熔鑄一熔焊工藝制造大直徑內(nèi)燃 機(jī)曲軸圓柄臂的方法的熔鑄示意圖。 圖2為圖1的A—A剖面圖。其中，l為自耗電極，2為結(jié)晶器，3為主軸頸，4為三元渣系， 5為金屬溶液，6為電渣熔焊圓柄臂，7為底盤，8為小車。(五)
具體實(shí)施例方式實(shí)施例 一種用電渣熔鑄一熔焊工藝制造大直徑內(nèi)燃機(jī)曲軸圓柄 臂的方法(見圖l一2),其特征在于它包括以下步驟(1) 調(diào)整及處理好臥式異型紫銅制水冷結(jié)晶器2，其熔體為圓形；(2) 把兩根自耗電極1的兩端插入結(jié)晶器2;(3) 預(yù)先干燥熔化處理好的三元渣系4加入結(jié)晶器2;(4) 送電，電流通過自耗電極接通三元渣系4，渣池通過強(qiáng)大的電 流完成電能和熱能的轉(zhuǎn)化，調(diào)整結(jié)晶器出水溫度不大于6(TC;(5) 自耗電極1在三元渣系4中熔化形成鋼水熔滴，熔滴在重力、 磁場力和三元渣系的沸騰的旋轉(zhuǎn)力的4影響下穿過渣池，在此過程 中，渣池將金屬材料中的有害元素，即夾雜物進(jìn)一步吸收；(6) 凈化后的鋼水在渣池底部形成熔池，在循環(huán)水的強(qiáng)制冷卻下凝 固，完成鋼水的結(jié)晶，形成圓柄臂型鑄件；(7) 同時(shí)在形成的圓柄臂型鑄件上熔焊主軸頸3;(8) 曲軸自由端和輸出端的熔焊成形。上述所說的自耗電極1底端離結(jié)晶器底6cm。上述所說的三元渣系4的成分為CaF2、亂203和CaO，其中各 成分的含量為CaF2為709&、叢203為159&和CaO為15%;三元渣系 4在結(jié)晶器內(nèi)高度控制在10cm的熔渣層。上述所說的送電的功率范圍在4.6KVA/cm2。上述所說的渣池的溫度控制在1S00'C。
權(quán)利要求
1. 一種用電渣熔鑄-熔焊工藝制造大直徑內(nèi)燃機(jī)曲軸圓柄臂的方法，其特征在于它包括以下步驟(1)調(diào)整及處理好臥式異型紫銅制水冷結(jié)晶器，其熔體為圓形；(2)把兩根自耗電極的兩端插入結(jié)晶器；(3)預(yù)先干燥熔化處理好的三元渣系加入結(jié)晶器；(4)送電，電流通過自耗電極接通三元渣系，渣池通過強(qiáng)大的電流完成電能和熱能的轉(zhuǎn)化，調(diào)整結(jié)晶器出水溫度不大于60℃；(5)自耗電極在渣系中熔化形成鋼水熔滴，熔滴在重力、磁場力和渣系的沸騰的旋轉(zhuǎn)力的影響下穿過渣池，在此過程中，渣池將金屬材料中的有害元素，即夾雜物進(jìn)一步吸收；(6)凈化后的鋼水在渣池底部形成熔池，在循環(huán)水的強(qiáng)制冷卻下凝固，完成鋼水的結(jié)晶，形成圓柄臂型鑄件；(7)同時(shí)在形成的圓柄臂型鑄件上熔焊主軸頸；(8)曲軸自由端和輸出端的熔焊成形。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種用電渣熔鑄一熔焊工藝制造大直 徑內(nèi)燃機(jī)曲軸圓柄臂的方法，其特征在于所說的自耗電極底端離結(jié)晶 器底5~7cm。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種用電渣熔鑄一熔焊工藝制造大直 徑內(nèi)燃機(jī)曲軸圓柄臂的方法，其特征在于所說的三元渣系的成分為 CaF2、 AL203和CaO，其中各成分的含量為CaF2為60 7微、AL203 為15~20%和CaO為15~20%;三元渣系在結(jié)晶器內(nèi)高度控制在8~10咖 的熔渣層。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所說的一種用電渣熔鑄一熔焊工藝制造大直 徑內(nèi)燃機(jī)曲軸圓柄臂的方法，其特征在于所說的送電的功率范圍在 3.9~5.2KVA/cm20
5、 根據(jù)權(quán)利要求l所說的一種用電渣熔鑄一熔焊工藝制造大直 徑內(nèi)燃機(jī)曲軸圓柄臂的方法，其特征在于所說的渣池的溫度控制在 1750'C 畫。C。
全文摘要
一種用電渣熔鑄—熔焊工藝制造大直徑內(nèi)燃機(jī)曲軸圓柄臂的方法為(1)調(diào)整及處理好臥式結(jié)晶器；(2)把自耗電極的兩端插入結(jié)晶器；(3)三元渣系加入結(jié)晶器；(4)送電，完成電能和熱能的轉(zhuǎn)化；(5)自耗電極熔化形成鋼水熔滴穿過渣池，渣池將金屬材料中的有害元素吸收；(6)形成熔池，凝固，結(jié)晶，形成圓柄臂型鑄件；(7)熔焊主軸頸；(8)曲軸自由端和輸出端的熔焊成形。其優(yōu)越性在于①電渣熔鑄的曲軸圓柄臂結(jié)晶方向和受力方向一致，提高了受力強(qiáng)度；②生產(chǎn)的圓柄臂鑄件的化學(xué)成份均勻，金屬純凈、組織致密、尺寸精確、表面光澤；③金屬純凈度高于鍛件，機(jī)械性能高于鍛件和球墨鑄鐵件曲軸圓柄臂；④設(shè)備簡單，功耗小，材料利用率高；⑤成本低。
文檔編號(hào)B22D23/10GK101234418SQ20071005669
公開日2008年8月6日 申請日期2007年2月2日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月2日
發(fā)明者喬忠貴, 張向前, 李維富, 祝德義, 祝神金, 蔣雪耕, 金傳培, 金維春 申請人:天津市三焱電渣鋼有限公司