阅读说明：本技术 一种机械用平衡重的制备方法 (Preparation method of mechanical balance weight ) 是由 刘榄 于 2019-11-15 设计创作，主要内容包括：本发明主要涉及机械零件加工技术领域,公开了一种机械用平衡重的制备方法,包括：混合水泥、水泥块制备、浇铸液制备、一次浇铸、二次浇铸、后处理；本发明提供的机械用平衡重的制备方法,节约原料和成本,使制备得到的平衡重体积和重量标准,在机械的作业和行驶过程中保持重心稳定,充分提高机械的稳定性和安全性,表面光滑,防止制备和使用过程中发生变形,便于使用,延长平衡重的使用寿命。(The invention mainly relates to the technical field of machining of mechanical parts, and discloses a preparation method of a mechanical balance weight, which comprises the following steps: mixing cement, preparing a cement block, preparing a casting liquid, casting for the first time, casting for the second time and carrying out aftertreatment; the preparation method of the mechanical balancing weight provided by the invention saves raw materials and cost, ensures that the prepared balancing weight has the volume and weight standard, keeps the gravity center stability in the operation and running processes of the machine, fully improves the stability and safety of the machine, has smooth surface, prevents the deformation in the preparation and use processes, is convenient to use, and prolongs the service life of the balancing weight.)

一种机械用平衡重的制备方法

技术领域

本发明主要涉及机械零件加工技术领域，尤其涉及一种机械用平衡重的制备方法。

背景技术

平衡重是叉车、挖掘机等工程车辆的重要配件，能够保持车辆在作业和行驶过程中的平衡，能够明显提高车辆的安全系数；目前平衡重的制备方法一般有3种，一种是实心铸铁平衡重，会对钢铁资源产生很大的浪费；另一种是先铸造钢铁外壳，然后再浇注灌装料，但是浇注比较困难，水分很难排出，缩短了平衡重的使用寿命，并且浇注后会使钢铁外壳产生变形，需要进行二次处理，工艺复杂，并且浇注后会留有浇注孔，会导致平衡重的外壳不平整，对平衡重的外观和使用产生影响；还有一种就是如专利CN104565199A公开的一种叉车、工程机械车辆用平衡重加工制造方法中公开的内容，就是先制备配重芯，然后再在配重芯外进行金属浇铸，就是先制备芯，再制备外壳，这样避免了外壳容易产生变形的缺点，但是在浇铸外壳的过程中容易形成气泡，而且由于外壳的厚度较薄，很容易在使用过程中导致外壳变形，缩短了平衡重的使用寿命，并且芯部使用的材料不统一，在制备相同重量的平衡重时会导致平衡重的体积不统一，明显限制了平衡重的使用范围；因此需要进一步完善平衡重的制备方法。

发明内容

为了弥补已有技术的缺陷，本发明的目的是提供一种机械用平衡重的制备方法。

一种机械用平衡重的制备方法，包括以下步骤：

（1）混合水泥：将水泥和碎石混合，于20~25r/min搅拌30~40min，加水，继续搅拌60~90min，使水泥和碎石充分结合，得混合水泥；

（2）水泥块制备：将混合水泥浇注于水泥块模具中，于24~26kHz超声10~15min，充分去除水泥中的气体，使水泥块结构均匀，提高水泥块的强度和耐用性，水泥块模具的形状不限，体积明显小于平衡重模具的体积，使制备得到的水泥块能够适于多种体积的平衡重，避免每种规格的平衡重需要制备不同体积的水泥块，更加简单方便，同时能够增加平衡重的金属层厚度，避免在使用过程中水泥块的碎裂而导致平衡重变形，能够延长平衡重及机械的使用寿命，静置20~24h，脱模，于75~85℃烘干至无水分，避免水蒸气的挥发对平衡重的结构和平衡效果产生影响，得水泥块；

（3）浇铸液制备：将废铁和废钢加入熔融炉中，变废为宝，节约资源和成本，以4~5℃/min的速度加热至610~670℃，保温40~50min，再以3~4℃/min的速度加热至完全熔融，保温搅拌20~30min，使废铁和废铜完全熔融和混合，使平衡重的强度一致，避免在使用过程中出现变形，对机械起到较好的平稳效果，得浇铸液；

（4）一次浇铸：将水泥块置于一次模具中，一次模具的形状不限，体积小于平衡重模具，使水泥块位于一次模具中央，向一次模具中注入浇铸液，自然冷却至440~480℃，保温30~40min，再以4~5℃/min的速度加入至1050~1130℃，保温40~50min，降温至室温，将水泥块中可能残留的水分以水蒸气的形式排出，同时能够充分排出浇铸液中的气体，使水泥块与浇铸液紧密结合，避免出现缝隙，使平衡重结构致密，显著提高平衡重的强度，脱模，得一次浇铸件；

（5）二次浇铸：将一次浇铸件置于平衡重模具中，使一次浇铸件位于平衡重模具的中央，使最中间的水泥块在平衡重的中央，能够保持平衡重的重心平稳，能够明显提高机械的稳定性，向平衡重模具中注入浇铸液，于1050~1130℃保温70~90min，再自然降温至570~610℃，保温30~40min，以1~2℃/min的速度降至室温，，能够充分排出浇铸液中的气体，同时使浇铸液与一次浇铸件的表面充分融合，避免平衡重的各组分之间出现缝隙，使平衡重结构致密，延长平衡重的使用寿命，在机械的作业和行驶过程中保持重心稳定，充分提高机械的稳定性和安全性，脱模，得二次浇铸件；

（6）后处理：对二次浇铸件进行打磨、抛光及涂覆处理，能够提高平衡重的外观外观性，同时能够避免平衡重受自然条件的腐蚀，延长平衡重的使用寿命，得机械用平衡重。

所述步骤（1）的水泥和碎石，碎石粒径为1.1~1.5cm，重量比为水泥:碎石=1:2~3。

所述步骤（1）的混合水泥，含水量为11~12%。

所述步骤（2）的水泥块模具，体积为平衡重模具的1/3~1/2。

所述步骤（3）的废铁和废钢，重量比为废铁:废钢=4~5:1。

所述步骤（4）的一次模具，体积为平衡重模具的2/3~3/4。

所述步骤（4）的降温，降温速度为2~3℃/min。

所述步骤（6）的打磨，先以600#砂纸进行打磨，再以1200#砂纸进行打磨，再使用2000#砂纸进行打磨。

所述机械用平衡重的制备方法制备得到的机械用平衡重。

本发明的优点是：本发明提供的机械用平衡重的制备方法，节约原料和成本，使制备得到的平衡重体积和重量标准，在机械的作业和行驶过程中保持重心稳定，充分提高机械的稳定性和安全性，表面光滑，防止制备和使用过程中发生变形，便于使用，延长平衡重的使用寿命；将水泥和碎石按照重量比进行混合，再加水进行搅拌，使水泥和碎石充分结合；再将混合水泥浇注于水泥块模具中，并进行超声，充分去除水泥中的气体，使水泥块结构均匀，提高水泥块的强度和耐用性，水泥块模具的形状不限，体积明显小于平衡重模具的体积，使制备得到的水泥块能够适于多种体积的平衡重，避免每种规格的平衡重需要制备不同体积的水泥块，更加简单方便，能够能够增加平衡重的金属层厚度，避免在使用过程中水泥块的碎裂而导致平衡重变形，能够延长平衡重及机械的使用寿命，脱模后进行烘干，能够避免水蒸气的挥发对平衡重的结构和平衡效果产生影响；再将废铁和废铜按比例进行混合，变废为宝，节约资源和成本，先加热至一定温度后进行保温，再继续进行加热和保温，使废铁和废铜完全熔融和混合，使平衡重的强度一致，避免在使用过程中出现变形，对机械起到较好的平稳效果；再将水泥块置于一次模具中央，一次模具的形状不限，体积小于平衡重模具，注入浇铸液后，自然降至一定温度后再进行保温，随后进行快速加热，将水泥块中可能残留的水分以水蒸气的形式排出，同时能够充分排出浇铸液中的气体，使水泥块与浇铸液紧密结合，避免出现缝隙，使平衡重结构致密，显著提高平衡重的强度；之后再将一次浇铸件置于平衡重模具中央，再注入浇铸液，使水泥块在平衡重的中央，能够保持平衡重的重心平稳，能够明显提高机械的稳定性，注入浇铸液后先长时保持高温，能够充分排出浇铸液中的气体，同时使浇铸液与一次浇铸件的表面充分融合，避免平衡重的各组分之间出现缝隙，使平衡重结构致密，延长平衡重的使用寿命，在机械的作业和行驶过程中保持重心稳定，充分提高机械的稳定性和安全性；最后再对平衡重的表面进行后处理，能够提高平衡重的外观外观性，同时能够避免平衡重受自然条件的腐蚀，延长平衡重的使用寿命。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

附图1为本发明一种机械用平衡重的制备方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面用具体实施例说明本发明。

实施例1

一种机械用平衡重的制备方法，包括以下步骤：

（1）混合水泥：将水泥和碎石混合，碎石粒径为1.1~1.5cm，水泥和碎石的重量比为水泥:碎石=1:2，于20r/min搅拌30min，加水，使含水量为11~12%，继续搅拌60min，使水泥和碎石充分结合，得混合水泥；

（2）水泥块制备：将混合水泥浇注于水泥块模具中，水泥块模具的体积为平衡重模具的体积的1/3~1/2，于24kHz超声10min，充分去除水泥中的气体，使水泥块结构均匀，提高水泥块的强度和耐用性，水泥块模具的形状不限，体积明显小于平衡重模具的体积，使制备得到的水泥块能够适于多种体积的平衡重，避免每种规格的平衡重需要制备不同体积的水泥块，更加简单方便，同时能够增加平衡重的金属层厚度，避免在使用过程中水泥块的碎裂而导致平衡重变形，能够延长平衡重及机械的使用寿命，静置20h，脱模，于75℃烘干至无水分，避免水蒸气的挥发对平衡重的结构和平衡效果产生影响，得水泥块；

（3）浇铸液制备：将废铁和废钢加入熔融炉中，重量比为废铁:废钢=4:1，变废为宝，节约资源和成本，以4℃/min的速度加热至610℃，保温40min，再以3℃/min的速度加热至完全熔融，保温搅拌20min，使废铁和废铜完全熔融和混合，使平衡重的强度一致，避免在使用过程中出现变形，对机械起到较好的平稳效果，得浇铸液；

（4）一次浇铸：将水泥块置于一次模具中，一次模具的体积为平衡重模具的2/3~3/4，一次模具的形状不限，体积小于平衡重模具，使水泥块位于一次模具中央，向一次模具中注入浇铸液，自然冷却至440℃，保温30min，再以4℃/min的速度加入至1050℃，保温40min，以2℃/min的速度降温至室温，将水泥块中可能残留的水分以水蒸气的形式排出，同时能够充分排出浇铸液中的气体，使水泥块与浇铸液紧密结合，避免出现缝隙，使平衡重结构致密，显著提高平衡重的强度，脱模，得一次浇铸件；

（5）二次浇铸：将一次浇铸件置于平衡重模具中，使一次浇铸件位于平衡重模具的中央，使最中间的水泥块在平衡重的中央，能够保持平衡重的重心平稳，能够明显提高机械的稳定性，向平衡重模具中注入浇铸液，于1050℃保温70min，再自然降温至570℃，保温30min，以1℃/min的速度降至室温，，能够充分排出浇铸液中的气体，同时使浇铸液与一次浇铸件的表面充分融合，避免平衡重的各组分之间出现缝隙，使平衡重结构致密，延长平衡重的使用寿命，在机械的作业和行驶过程中保持重心稳定，充分提高机械的稳定性和安全性，脱模，得二次浇铸件；

（6）后处理：对二次浇铸件进行打磨、抛光及涂覆处理，打磨时先以600#砂纸进行打磨，再以1200#砂纸进行打磨，再使用2000#砂纸进行打磨，能够提高平衡重的外观外观性，同时能够避免平衡重受自然条件的腐蚀，延长平衡重的使用寿命，得机械用平衡重。

试验结果：硬度HRC：54.7、抗拉强度Rm：2061N/mm²、粗糙度：1.05μm、耐磨性：16mm³。

实施例2

一种机械用平衡重的制备方法，包括以下步骤：

（1）混合水泥：将水泥和碎石混合，碎石粒径为1.1~1.5cm，水泥和碎石的重量比为水泥:碎石=1:2.5，于23r/min搅拌35min，加水，使含水量为11.5%，继续搅拌75min，使水泥和碎石充分结合，得混合水泥；

（2）水泥块制备：将混合水泥浇注于水泥块模具中，水泥块模具的体积为平衡重模具的体积的1/3~1/2，于25kHz超声13min，充分去除水泥中的气体，使水泥块结构均匀，提高水泥块的强度和耐用性，水泥块模具的形状不限，体积明显小于平衡重模具的体积，使制备得到的水泥块能够适于多种体积的平衡重，避免每种规格的平衡重需要制备不同体积的水泥块，更加简单方便，同时能够增加平衡重的金属层厚度，避免在使用过程中水泥块的碎裂而导致平衡重变形，能够延长平衡重及机械的使用寿命，静置22h，脱模，于80℃烘干至无水分，避免水蒸气的挥发对平衡重的结构和平衡效果产生影响，得水泥块；

（3）浇铸液制备：将废铁和废钢加入熔融炉中，重量比为废铁:废钢=4.5:1，变废为宝，节约资源和成本，以4。5℃/min的速度加热至635℃，保温45min，再以3.5℃/min的速度加热至完全熔融，保温搅拌25min，使废铁和废铜完全熔融和混合，使平衡重的强度一致，避免在使用过程中出现变形，对机械起到较好的平稳效果，得浇铸液；

（4）一次浇铸：将水泥块置于一次模具中，一次模具的体积为平衡重模具的2/3~3/4，一次模具的形状不限，体积小于平衡重模具，使水泥块位于一次模具中央，向一次模具中注入浇铸液，自然冷却至460℃，保温35min，再以4.5℃/min的速度加入至1090℃，保温45min，以2.5℃/min的速度降温至室温，将水泥块中可能残留的水分以水蒸气的形式排出，同时能够充分排出浇铸液中的气体，使水泥块与浇铸液紧密结合，避免出现缝隙，使平衡重结构致密，显著提高平衡重的强度，脱模，得一次浇铸件；

（5）二次浇铸：将一次浇铸件置于平衡重模具中，使一次浇铸件位于平衡重模具的中央，使最中间的水泥块在平衡重的中央，能够保持平衡重的重心平稳，能够明显提高机械的稳定性，向平衡重模具中注入浇铸液，于1090℃保温80min，再自然降温至590℃，保温35min，以1.5℃/min的速度降至室温，，能够充分排出浇铸液中的气体，同时使浇铸液与一次浇铸件的表面充分融合，避免平衡重的各组分之间出现缝隙，使平衡重结构致密，延长平衡重的使用寿命，在机械的作业和行驶过程中保持重心稳定，充分提高机械的稳定性和安全性，脱模，得二次浇铸件；

（6）后处理：对二次浇铸件进行打磨、抛光及涂覆处理，打磨时先以600#砂纸进行打磨，再以1200#砂纸进行打磨，再使用2000#砂纸进行打磨，能够提高平衡重的外观外观性，同时能够避免平衡重受自然条件的腐蚀，延长平衡重的使用寿命，得机械用平衡重。

试验结果：硬度HRC：55.3、抗拉强度Rm：2084N/mm²、粗糙度：1.08μm、耐磨性：15mm³。

实施例3

一种机械用平衡重的制备方法，包括以下步骤：

（1）混合水泥：将水泥和碎石混合，碎石粒径为1.1~1.5cm，水泥和碎石的重量比为水泥:碎石=1:3，于25r/min搅拌40min，加水，使含水量为12%，继续搅拌90min，使水泥和碎石充分结合，得混合水泥；

（2）水泥块制备：将混合水泥浇注于水泥块模具中，水泥块模具的体积为平衡重模具的体积的1/3~1/2，于26kHz超声15min，充分去除水泥中的气体，使水泥块结构均匀，提高水泥块的强度和耐用性，水泥块模具的形状不限，体积明显小于平衡重模具的体积，使制备得到的水泥块能够适于多种体积的平衡重，避免每种规格的平衡重需要制备不同体积的水泥块，更加简单方便，同时能够增加平衡重的金属层厚度，避免在使用过程中水泥块的碎裂而导致平衡重变形，能够延长平衡重及机械的使用寿命，静置24h，脱模，于85℃烘干至无水分，避免水蒸气的挥发对平衡重的结构和平衡效果产生影响，得水泥块；

（3）浇铸液制备：将废铁和废钢加入熔融炉中，重量比为废铁:废钢=5:1，变废为宝，节约资源和成本，以5℃/min的速度加热至670℃，保温50min，再以4℃/min的速度加热至完全熔融，保温搅拌30min，使废铁和废铜完全熔融和混合，使平衡重的强度一致，避免在使用过程中出现变形，对机械起到较好的平稳效果，得浇铸液；

（4）一次浇铸：将水泥块置于一次模具中，一次模具的体积为平衡重模具的2/3~3/4，一次模具的形状不限，体积小于平衡重模具，使水泥块位于一次模具中央，向一次模具中注入浇铸液，自然冷却至480℃，保温40min，再以5℃/min的速度加入至1130℃，保温50min，以3℃/min的速度降温至室温，将水泥块中可能残留的水分以水蒸气的形式排出，同时能够充分排出浇铸液中的气体，使水泥块与浇铸液紧密结合，避免出现缝隙，使平衡重结构致密，显著提高平衡重的强度，脱模，得一次浇铸件；

（5）二次浇铸：将一次浇铸件置于平衡重模具中，使一次浇铸件位于平衡重模具的中央，使最中间的水泥块在平衡重的中央，能够保持平衡重的重心平稳，能够明显提高机械的稳定性，向平衡重模具中注入浇铸液，于1130℃保温90min，再自然降温至610℃，保温40min，以2℃/min的速度降至室温，，能够充分排出浇铸液中的气体，同时使浇铸液与一次浇铸件的表面充分融合，避免平衡重的各组分之间出现缝隙，使平衡重结构致密，延长平衡重的使用寿命，在机械的作业和行驶过程中保持重心稳定，充分提高机械的稳定性和安全性，脱模，得二次浇铸件；

（6）后处理：对二次浇铸件进行打磨、抛光及涂覆处理，打磨时先以600#砂纸进行打磨，再以1200#砂纸进行打磨，再使用2000#砂纸进行打磨，能够提高平衡重的外观外观性，同时能够避免平衡重受自然条件的腐蚀，延长平衡重的使用寿命，得机械用平衡重。

试验结果：硬度HRC：54.7、抗拉强度Rm：2026N/mm²、粗糙度：1.07μm、耐磨性：15mm³。

机械用平衡重的性能参数：

各组制备的平衡重的重量为50kg，按照GB/T228-2010检测各组平衡重的硬度HRC和抗拉强度Rm（N/mm²）；并选择3件用于表面检测，记录粗糙度（μm）和耐磨性（mm³）；每个试验重复3次，结果取平均值。