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機床鑄件缺陷修復技術的研究與分析

發(fā)布時間：2015/1/9 14:15:33 來源：泊頭市利豐機械制造有限公司

通過對幾種傳統(tǒng)焊補工藝在機床鑄件缺陷處的修補結果，分析機床鑄件修補結果不佳的原因。通過對鑄造缺陷修補機在機床鑄件的修補結果的研究，確定一種確實可行的在機床鑄件上修補的新技術及其工藝。

1、傳統(tǒng)焊補工藝的焊補結果及分析

材質HT200，導軌缺陷處面積S＜1000mm2，深度h＜8mm。熱處理狀態(tài)：3件未進行表面淬火，1件已表面淬火。用鎳基焊粉F103，電弧焊用鑄鐵焊條：Z308、Z248。 2.1.2噴焊設備，電弧焊設備，鎳基焊粉F103(C≤0.15 8.0＜Cr＜12 2.5＜Si＜4.5 1.0＜B＜1.7 Fe≤8其余Ni)，鑄鐵焊條：Z308，Z248。

1.1 噴焊按噴焊工藝執(zhí)行，將導軌面預熱至150℃以上，完成初步焊粉的噴涂后，將噴涂面加熱至900℃-1200℃以上，使焊粉熔化后形成平整面。由于預熱及加熱時間長，工件受熱面積較大，熱應力較大，比電弧焊更容易產(chǎn)生裂紋，同時線收縮產(chǎn)生裂紋傾向更大。由于裂紋傾向受噴焊時間、噴層厚度等因素影響，缺陷大小受到限制，而且焊補的缺陷需清理干凈，由于噴粉中含F(xiàn)e量比例較高，形成的噴層較電弧焊與母材的顏色更相近。但因具的Ni，所以無法與母材顏色更接近，焊補后可以進行機械加工。

1.2 電弧焊用鑄鐵焊條Z248進行焊補，焊補工藝分兩種，一種：焊前預熱至550℃-650℃，焊補后保溫5-8小時；二種：工件焊前不預熱，焊后保溫3-4小時。兩種方法均易出現(xiàn)裂紋、硬點，焊補后不容易進行機械加工。焊條價格便宜。用鎳基鑄鐵焊條Z308焊條焊補，焊層與焊層之間應停頓冷卻至60℃以下，焊補區(qū)少氣孔、裂紋產(chǎn)生，機械加工性良好，結合強度高、無脫落現(xiàn)象，由于機床導軌加工后吸油及焊條吹力的影響，易產(chǎn)生咬邊、形成“焊補痕跡”，焊補區(qū)顏色與母材有很大區(qū)別，而且焊條價格昂貴。

1.3 結果分析傳統(tǒng)的噴焊、電弧焊工藝，焊補后易產(chǎn)生裂紋，工件易受熱變形，容易出現(xiàn)二次氣孔，焊補處金屬顏色與母材差異大是其共同的特點，這也是傳統(tǒng)焊補工藝不能解決機床導軌缺陷修補的根本原因。

2、鑄造缺陷修補膠的修補效果及分析：

現(xiàn)在企業(yè)中使用的填補劑種類繁多，質量也相差甚遠，本文僅以能滿足鑄造質量標準要求的填補劑的實驗結果為依據(jù)(選用奧可牌鑄造缺陷修補膠中的AK01-2及AK01-2B兩種型號)。

2.1、施膠前的表面處理：

未經(jīng)過加工的HT250試塊兩個(100X100 X50)表面有￠2-￠10mm的氣孔、砂眼若干；經(jīng)過加工的HT250試塊兩個(100X100X50)，表面粗糙度為3.2 ，有￠2-￠10mm的氣孔砂眼若干。首先用電動工具或鏟削工具去除砂子及氧化皮，再用丙酮清潔表面。

2.2、調膠及涂膠：

未加工表面的缺陷填補，應選用非加工表面缺陷修補膠(AK01-2)，按2:1的重量或體積比例分別取A膠2份，B膠1份，充分混合均勻(按一個方向攪拌)用專用調膠刀或硬橡膠將膠用力刮平，注意孔洞內空氣的排除，所調膠體應在30-40分鐘內用完；加工面的缺陷填補，應選擇加工面缺陷修補膠(AK01-2B)按說明書上的規(guī)定比例，將A、B膠體調均，在涂膠過程中，應注意與表面平整及基準面的保護。

2.3、效果檢測與分析：

12小時后，將未加工的試塊進行拋丸處理，未見脫落、表面狀態(tài)及顏色與基準面接近；12小時后將加工過的試塊重新進行車削及銑削，未見脫落、顏色與加工表面接近。

2.4、結論：

所試驗膠種可以滿足噴丸、噴砂、車、銑、铇、磨不脫落的要求，既可以滿足性能方面的修補要求；顏色與基體面接近，不能滿足嚴格的色差要求，膠體屬非金屬，需得到客戶的認可，但修補成本低，使用方便，效率高，也已逐步成為一種廣泛的修補方法。

3、鑄造缺陷修補機的焊補效果及分析：

3.1 試棒的制作與分析準備一根Φ30mm×200mm的試棒，材質為HT250，表面粗糙度為Ra0.8，在表面鉆4-5個Φ5mm深3-4mm的孔，用AKZQB-2000C型鑄造缺陷修補機進行焊補，補材選用0.8#、厚度為0.25mm的金屬片及厚度為0.4mm的HT250鐵屑。焊補處未見明顯分界線、過渡區(qū)域微小、焊補點附近未見碳化物析出、焊補處金屬組織致密，未見裂紋的產(chǎn)生。焊補點附近及整個試棒常溫，焊補點金屬顏色與母材相同，補材為0.8#的焊補點比母材更致密，補材為同材質的焊補點與母材致密度相同，金相組織分析：無裂紋、周邊金相組織未改變、無內應力，未出現(xiàn)硬化、軟化現(xiàn)象。

3.2導軌缺陷的焊補效果及分析

材質：HT200；熱處理狀態(tài)：表面淬火2件，硬度50—56HRC；未進行表面淬火2件，硬度170-230HB，缺陷Φ1-Φ6mm；深3-4mm缺陷數(shù)個。AKZQB-2000C型鑄造缺陷修補機，補材為0.8#、Φ0.8mm的金屬絲及HT200材質的鐵屑。

焊補效果及分析：宏觀檢測，焊補點金屬顏色與母材相同，無咬邊、無燒痕，焊補點附近及整個制件常溫。用30倍放大鏡及硬度計現(xiàn)場檢測焊補情況，結果顯示：無明顯分界線，焊補點金屬致密、無裂紋、無砂眼，0.8#補材焊補點硬度180-220HB，HT200補材焊補點硬度210-240HB，未淬火導軌面焊補點附近，硬度HB160-210。淬火導軌焊補點附近硬度51-56HRC，未見退火、軟化現(xiàn)象，經(jīng)探傷劑檢測合格。可以進行機械加工，焊補處金屬顏色與母材相同，滿足加工面缺陷修補的品質檢測要求。

4、結論：

4.1傳統(tǒng)的噴焊、電弧焊等工藝，對鑄件的缺陷修補存在著局限性，噴焊的可加工性良好，但易產(chǎn)生裂紋、熱變形、退火等現(xiàn)象，顏色與母體差別大，為機械結合，結合強度相對電弧焊低一些。電弧焊的焊補效果與選擇焊條有直接關系，Z308的可加工性及裂紋的不產(chǎn)生性良好，但焊補痕跡及顏色與母體的差異難已消除，且價格高。傳統(tǒng)焊補工藝中鑄件的焊前升溫及焊后保溫也給大鑄件的焊補造成了不便。鑄造缺陷修補膠使用方便，價格低，效率高，但屬于非金屬，顏色無法達到一致，不適宜對顏色要求嚴格的鑄件。

4.2利用鑄造缺陷修補機對鑄造件的缺陷進行修補，鑄件在修補過程中，不升溫、不變形、無裂紋產(chǎn)生、焊補點金屬致密，不產(chǎn)生硬點、無退火現(xiàn)象，可以進行_機械加工。補材的選擇不受材質的制約，通過不同材質補材的選擇，可以達到焊補點性能、顏色與母體上的統(tǒng)一。補材與母體為冶金結合，結合強度高，不會產(chǎn)生脫落焊補質量符合鑄件產(chǎn)品的質檢標準，是值得廣泛推廣的一種新技術。但鑄造缺陷修補機的焊補范圍為Φ1.5-Φ1.2mm焊補點反復熔化堆積的過程，在大面積缺陷修補過程中，修補效率是制約其廣泛推廣應用因素。對于大缺陷，傳統(tǒng)焊補工藝與鑄造缺陷修補機的復合應用。

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