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機(jī)床鑄件缺陷修復(fù)技術(shù)的研究與分析

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

通過對(duì)幾種傳統(tǒng)焊補(bǔ)工藝在機(jī)床鑄件缺陷處的修補(bǔ)結(jié)果，分析機(jī)床鑄件修補(bǔ)結(jié)果不佳的原因。通過對(duì)鑄造缺陷修補(bǔ)機(jī)在機(jī)床鑄件的修補(bǔ)結(jié)果的研究，確定一種確實(shí)可行的在機(jī)床鑄件上修補(bǔ)的新技術(shù)及其工藝。

1、傳統(tǒng)焊補(bǔ)工藝的焊補(bǔ)結(jié)果及分析

材質(zhì)HT200，導(dǎo)軌缺陷處面積S＜1000mm2，深度h＜8mm。熱處理狀態(tài)：3件未進(jìn)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(shè)備，電弧焊設(shè)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(dǎo)軌面預(yù)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(yù)熱及加熱時(shí)間長(zhǎng)，工件受熱面積較大，熱應(yīng)力較大，比電弧焊更容易產(chǎn)生裂紋，同時(shí)線收縮產(chǎn)生裂紋傾向更大。由于裂紋傾向受噴焊時(shí)間、噴層厚度等因素影響，缺陷大小受到限制，而且焊補(bǔ)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(bǔ)后可以進(jìn)行機(jī)械加工。

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

1.3 結(jié)果分析傳統(tǒng)的噴焊、電弧焊工藝，焊補(bǔ)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(bǔ)處金屬顏色與母材差異大是其共同的特點(diǎn)，這也是傳統(tǒng)焊補(bǔ)工藝不能解決機(jī)床導(dǎo)軌缺陷修補(bǔ)的根本原因。

2、鑄造缺陷修補(bǔ)膠的修補(bǔ)效果及分析：

現(xiàn)在企業(yè)中使用的填補(bǔ)劑種類繁多，質(zhì)量也相差甚遠(yuǎn)，本文僅以能滿足鑄造質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求的填補(bǔ)劑的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為依據(jù)(選用奧可牌鑄造缺陷修補(bǔ)膠中的AK01-2及AK01-2B兩種型號(hào))。

2.1、施膠前的表面處理：

未經(jīng)過加工的HT250試塊兩個(gè)(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(gè)(100X100X50)，表面粗糙度為3.2 ，有￠2-￠10mm的氣孔砂眼若干。首先用電動(dòng)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(diào)膠及涂膠：

未加工表面的缺陷填補(bǔ)，應(yīng)選用非加工表面缺陷修補(bǔ)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(gè)方向攪拌)用專用調(diào)膠刀或硬橡膠將膠用力刮平，注意孔洞內(nèi)空氣的排除，所調(diào)膠體應(yīng)在30-40分鐘內(nèi)用完；加工面的缺陷填補(bǔ)，應(yīng)選擇加工面缺陷修補(bǔ)膠(AK01-2B)按說明書上的規(guī)定比例，將A、B膠體調(diào)均，在涂膠過程中，應(yīng)注意與表面平整及基準(zhǔn)面的保護(hù)。

2.3、效果檢測(cè)與分析：

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

2.4、結(jié)論：

所試驗(yàn)?zāi)z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(bǔ)要求；顏色與基體面接近，不能滿足嚴(yán)格的色差要求，膠體屬非金屬，需得到客戶的認(rèn)可，但修補(bǔ)成本低，使用方便，效率高，也已逐步成為一種廣泛的修補(bǔ)方法。

3、鑄造缺陷修補(bǔ)機(jī)的焊補(bǔ)效果及分析：

3.1 試棒的制作與分析準(zhǔn)備一根Φ30mm×200mm的試棒，材質(zhì)為HT250，表面粗糙度為Ra0.8，在表面鉆4-5個(gè)Φ5mm深3-4mm的孔，用AKZQB-2000C型鑄造缺陷修補(bǔ)機(jī)進(jìn)行焊補(bǔ)，補(bǔ)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(bǔ)處未見明顯分界線、過渡區(qū)域微小、焊補(bǔ)點(diǎn)附近未見碳化物析出、焊補(bǔ)處金屬組織致密，未見裂紋的產(chǎn)生。焊補(bǔ)點(diǎn)附近及整個(gè)試棒常溫，焊補(bǔ)點(diǎn)金屬顏色與母材相同，補(bǔ)材為0.8#的焊補(bǔ)點(diǎn)比母材更致密，補(bǔ)材為同材質(zhì)的焊補(bǔ)點(diǎn)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(nèi)應(yīng)力，未出現(xiàn)硬化、軟化現(xiàn)象。

3.2導(dǎo)軌缺陷的焊補(bǔ)效果及分析

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

焊補(bǔ)效果及分析：宏觀檢測(cè)，焊補(bǔ)點(diǎn)金屬顏色與母材相同，無咬邊、無燒痕，焊補(bǔ)點(diǎn)附近及整個(gè)制件常溫。用30倍放大鏡及硬度計(jì)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)焊補(bǔ)情況，結(jié)果顯示：無明顯分界線，焊補(bǔ)點(diǎn)金屬致密、無裂紋、無砂眼，0.8#補(bǔ)材焊補(bǔ)點(diǎn)硬度180-220HB，HT200補(bǔ)材焊補(bǔ)點(diǎn)硬度210-240HB，未淬火導(dǎo)軌面焊補(bǔ)點(diǎn)附近，硬度HB160-210。淬火導(dǎo)軌焊補(bǔ)點(diǎn)附近硬度51-56HRC，未見退火、軟化現(xiàn)象，經(jīng)探傷劑檢測(cè)合格。可以進(jìn)行機(jī)械加工，焊補(bǔ)處金屬顏色與母材相同，滿足加工面缺陷修補(bǔ)的品質(zhì)檢測(cè)要求。

4、結(jié)論：

4.1傳統(tǒng)的噴焊、電弧焊等工藝，對(duì)鑄件的缺陷修補(bǔ)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(jī)械結(jié)合，結(jié)合強(qiáng)度相對(duì)電弧焊低一些。電弧焊的焊補(bǔ)效果與選擇焊條有直接關(guān)系，Z308的可加工性及裂紋的不產(chǎn)生性良好，但焊補(bǔ)痕跡及顏色與母體的差異難已消除，且價(jià)格高。傳統(tǒng)焊補(bǔ)工藝中鑄件的焊前升溫及焊后保溫也給大鑄件的焊補(bǔ)造成了不便。鑄造缺陷修補(bǔ)膠使用方便，價(jià)格低，效率高，但屬于非金屬，顏色無法達(dá)到一致，不適宜對(duì)顏色要求嚴(yán)格的鑄件。

4.2利用鑄造缺陷修補(bǔ)機(jī)對(duì)鑄造件的缺陷進(jìn)行修補(bǔ)，鑄件在修補(bǔ)過程中，不升溫、不變形、無裂紋產(chǎn)生、焊補(bǔ)點(diǎn)金屬致密，不產(chǎn)生硬點(diǎn)、無退火現(xiàn)象，可以進(jìn)行_機(jī)械加工。補(bǔ)材的選擇不受材質(zhì)的制約，通過不同材質(zhì)補(bǔ)材的選擇，可以達(dá)到焊補(bǔ)點(diǎn)性能、顏色與母體上的統(tǒng)一。補(bǔ)材與母體為冶金結(jié)合，結(jié)合強(qiáng)度高，不會(huì)產(chǎn)生脫落焊補(bǔ)質(zhì)量符合鑄件產(chǎn)品的質(zhì)檢標(biāo)準(zhǔn)，是值得廣泛推廣的一種新技術(shù)。但鑄造缺陷修補(bǔ)機(jī)的焊補(bǔ)范圍為Φ1.5-Φ1.2mm焊補(bǔ)點(diǎn)反復(fù)熔化堆積的過程，在大面積缺陷修補(bǔ)過程中，修補(bǔ)效率是制約其廣泛推廣應(yīng)用因素。對(duì)于大缺陷，傳統(tǒng)焊補(bǔ)工藝與鑄造缺陷修補(bǔ)機(jī)的復(fù)合應(yīng)用。

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