双金属梯度功能料盘或料架的制作方法

1.本实用新型涉及加热工装技术领域，尤其是一种双金属梯度功能料盘或料架。


背景技术：

2.锻件在加热炉内加热时，为了防止锻件变形和满足加热温度均匀性的需要，需将锻件置于钢结构的料盘或料架上进行加热。由于加热炉内的料盘和料架长时间在高温环境下工作，这就会造成料盘和料架出现高温软化现象，造成料盘和料架在支撑锻件加热时发生变形，影响加热过程中锻件外形尺寸精度。并且过高的温度会导致料盘和料架的工作面存在严重的高温氧化现象，其氧化铁皮极易剥落附到锻件表面上，造成料盘和料架局部缺肉、表面质量差等缺陷，严重影响料盘和料架的使用寿命。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种提高使用寿命的双金属梯度功能料盘或料架。
4.本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：双金属梯度功能料盘或料架，包括具有工作面的基体；所述基体由耐热铸钢浇注一体成型；所述基体的工作面上浇注有高温合金层。
5.进一步的，所述高温合金层的厚度为t；其中，5mm≤t≤100mm。
6.进一步的，所述工作面为平面。
7.进一步的，所述基体为平板状结构；所述基体的其中一个表面构成所述工作面。
8.进一步的，所述基体上设置有若干个第一通孔。
9.进一步的，所述第一通孔的形状为圆柱形或长方体形。
10.进一步的，所述基体为水平设置、且横截面形状为梯形的长条形结构；所述基体的顶面构成所述工作面。
11.进一步的，所述基体的横截面形状为等腰梯形；所述基体的两个侧面上分别设置有一个凹槽，两个所述凹槽在垂直于基体横截面的参考平面上的投影相重合。
12.进一步的，所述基体上还设置有若干个连通两个凹槽的第二通孔。
13.进一步的，所述第二通孔的形状为圆柱形或长方体形。
14.本实用新型的有益效果是：本实用新型实施例提供的双金属梯度功能料盘或料架，通过设置由耐热铸钢浇注一体成型的基体，保证了基体具有较高的热强性，防止基体在高温条件下发生软化变形；通过在基体的工作面上浇注高温合金层，利用高温合金层具有优异的高温强度、良好的抗氧化性和抗热腐蚀性能，以对基体的工作面进行保护，防止基体的工作面在长时间的高温、侵蚀性气体的条件下出现氧化和剥落的现象，保证了基体的表面质量；这样就使得料盘或料架的不同部位具有不同的性能，满足不同的使用要求，不仅达到合理利用材料性能，降低生产成本，提高使用寿命的目的，而且保证了放置在料盘或料架中高温合金层上的锻件在加热过程中的外形尺寸精度。
附图说明
15.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍；显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
16.图1是本实用新型实施例提供的双金属梯度功能料盘的结构示意图；
17.图2是图1中的双金属梯度功能料盘的剖视图；
18.图3是本实用新型实施例提供的双金属梯度功能料架的结构示意图；
19.图4是图3的主视图；
20.图5是图4中a
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a剖视图；
21.图6至图9是浇注本实用新型实施例的双金属梯度功能料盘或料架的各个状态图。
22.图中附图标记为：1
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基体，2
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高温合金层，3
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工作面，4
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第一通孔，5
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凹槽，6
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第二通孔，7
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第一砂型下箱，8
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第一砂型上箱，9
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第二砂型上箱。
具体实施方式
23.为了使本领域的人员更好地理解本实用新型，下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
24.参见图1至图5，本实用新型实施例提供的双金属梯度功能料盘或料架，包括具有工作面3的基体1；所述基体1由耐热铸钢浇注一体成型；所述基体1的工作面3上浇注有高温合金层2。所述基体1的工作面3可以为平面，也可以为曲面，在此不做具体的限定。
25.所述耐热铸钢是供铸造用的高合金耐热钢。在化学成分相同的情况下，铸态比轧态具有较高的热强性、良好的抗渗碳性、以及长时间使用后的组织稳定性。并且铸造工艺简单，成本较低。通过设置由耐热铸钢浇注一体成型的1基体，这样就使得基体1具有较高的热强性，保证基体1在高温下的强度，防止基体1在长时间高温条件下发生软化变形。
26.所述耐热铸钢可以为cr25ni20、40cr25ni20、2cr20mn9ni2si2、zg35cr24ni7sin、zg40ni35cr26si2等，但不以此为限。例如，本实施例中，所述基体1由zg35cr24ni7sin或zg40ni35cr26si2耐热铸钢浇注一体成型，使得基体1可在温度为1150
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1200℃的条件下长时间工作而不发生软化变形。
27.所述高温合金层2由高温合金通过铸造工艺而形成。所述高温合金是以铁、镍、钴为基，能在600℃以上的高温及一定应力作用下长期工作的一类金属材料，具有优异的高温强度，良好的抗氧化和抗热腐蚀性能，良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能。按基体元素来分，高温合金分为铁基、镍基、钴基等高温合金。铁基高温合金和钴基高温合金适用于1000℃以下的工作条件，镍基高温合金适用于1000℃以上的工作条件。通过在基体1的工作面3上浇注高温合金层2，利用高温合金层2具有优异的高温强度、良好的抗氧化性和抗热腐蚀性能，以对基体1的工作面3进行保护，防止基体1的工作面3在长时间的高温、侵蚀性气体的条件下出现氧化和剥落的现象，保证了基体1的工作面3在高温环境下仍具有较高的强度和良好的抗氧化性能。
28.若高温合金层2的厚度太薄，则防护效果差；若高温合金层2的厚度太厚，则成本较
高。本实施例中，所述高温合金层2的厚度为t；其中，5mm≤t≤100mm。所述高温合金可以为gh3030、gh4145、gh4169等，但不以此为限。例如，本实施例中，通过在基体1的工作面3上浇注gh4145或gh4169高温合金层2，使得基体1的工作面3以及高温合金层2在温度为1150
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1200℃的条件下长时间工作而不发生氧化。
29.本实用新型实施例提供的双金属梯度功能料盘或料架，料盘或料架的不同部位具有不同的性能，可满足不同的使用要求，不仅达到合理利用材料性能，降低生产成本，提高使用寿命的目的，而且保证了放置在料盘或料架中高温合金层3上的锻件在加热过程中的外形尺寸精度。
30.图1是本发明实施例提供的双金属梯度功能料盘的结构示意图；图2是图1中料盘的剖视图。
31.参见图1、图2，所述基体1为平板状结构；所述基体1的其中一个表面构成所述工作面3。例如，所述基体1水平设置，该基体1的上表面构成所述工作面3。所述基体1表面的形状可以为圆形、长方形、正方形等，在此不做具体的限定。优选的，所述基体1上设置有若干个第一通孔4，所述第一通孔4的数量在此不做具体限定。所述第一通孔4的形状为圆柱形或长方体形。例如，所述基体1为长方形的平板状结构，所述第一通孔4的形状为长方体形，所述基体1上沿其长度方向设置有五排第一通孔4，每排第一通孔4包括沿基体1的宽度方向设置的四个第一通孔4。
32.图3是本实用新型实施例提供的双金属梯度功能料架的结构示意图；图4是图3的主视图；图5是图4中a
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a剖视图。
33.参见图3、图4、图5，所述基体1为水平设置、且横截面形状为梯形的长条形结构；所述基体1的顶面构成所述工作面3。优选的，所述基体1为横截面尺寸相一致的等截面结构。例如，所述基体1的横截面形状为等腰梯形；所述基体1的两个侧面上分别设置有一个凹槽5，两个所述凹槽5在垂直于基体1横截面的参考平面上的投影相重合。优选的，所述基体1的两个侧面上的凹槽5在垂直于基体1横截面的参考平面上的投影为长方形。进一步的，所述基体1上还设置有若干个连通两个凹槽5的第二通孔6，所述第二通孔6的数量在此不做具体的限定。所述第二通孔6的形状为圆柱形或长方体形。例如，所述基体1为水平设置、且横截面形状为等腰梯形的长条形结构，所述基体1的两个侧面上分别设置有一个凹槽5，且基体1上还设置有九个连通两个凹槽5的第二通孔6，每个第二通孔6的形状为圆柱形。
34.下面结合图6至图9对本实用新型实施例提供的双金属梯度功能料盘或料架的制造过程进行说明：首先，将第一型砂下箱7与第一型砂上箱8合箱，在第一型砂下箱7与第一型砂上箱8之间形成基体1的铸型型腔，参见图6；然后，浇注液态的耐热铸钢，待耐热铸钢浇注完毕并冷却至固相线温度附近时，液态的耐热铸钢凝固形成基体1，参见图7；然后，去掉第一型砂上箱8，在原位合上第二砂型上箱9，在第一型砂下箱7与第二砂型上箱9之间、且位于基体1的上方形成高温合金层2的铸型型腔，参见图8；然后，浇注液态的高温合金，在液态的高温合金的冲刷下，已经凝固的基体1的上表面形成一层薄的金属液体，待冷却后，就可使基体1与高温合金层2形成良好的冶金结合，参见图9。最终冷却后就可得到本实用新型实施例提供的双金属梯度功能料盘或料架，当将锻件放置在本实用新型实施例提供的双金属梯度功能料盘或料架的高温合金层3上进行加热时，高温合金层3具有耐高温、抗氧化的性能，高温合金层3在高温、侵蚀性气体的条件下不产生剥落，对锻件表面质量无影响，基体1
具有较高的热强性，在高温条件下不会发生软化变形，保证了锻件在加热过程中的外形尺寸精度。
35.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。