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機床鑄件缺陷修復技術的研究與分析
2007-11-19 15:30:14

        摘要:通過對機床鑄件缺陷修復的幾種傳統修補方法的介紹及對各種方法不同特點的分析,確定機床鑄件缺陷修復局限性的存在原因。同時,對一種新出現的鑄造缺陷修復技術及其設備—鑄造缺陷修補機,進行了實踐操作實驗和試棒的顯微組織分析,說明用鑄造缺陷修補機修復機床鑄件缺陷是符合質檢標準的,進一步分析證明了缺陷修補機在鑄件缺陷修復方面是值得推廣的一項新技術。 關鍵詞:機床鑄件;修復技術;噴焊;電焊;修補膠;鑄造缺陷修補機
        通過對幾種傳統焊補工藝在機床鑄件缺陷處的修補結果,分析機床鑄件修復結果不佳的原因。通過對鑄造缺陷修補機在機床鑄件的修復結果的研究,確定一種確實可行的在機床鑄件上修復的新技術及其工藝。
1、傳統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: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,比電弧焊更容易產生裂紋,同時線收縮產生裂紋傾向更大。由于裂紋傾向受噴焊時間、噴層厚度等因素影響,缺陷大小受到一定限制,而且焊補的缺陷需清理干凈,由于噴粉中含Fe量比例較高,形成的噴層較電弧焊與母材的顏色更相近。但因具有一定量的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,第一種:焊前預熱至550℃-650℃,焊補后保溫5-8小時;第二種: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,焊補區少氣孔、裂紋產生,機械加工性良好,結合強度高、無脫落現象,由于機床導軌加工后吸油及焊條吹力的影響,易產生咬邊、形成“焊補痕跡”,焊補區顏色與母材有很大區別,而且焊條價格昂貴。
1.3  結果分析      傳統的噴焊、電弧焊工藝,焊補后易產生裂紋,工件易受熱變形,容易出現二次氣孔,焊補處金屬顏色與母材差異大是其共同的特點,這也是傳統焊補工藝不能徹底解決機床導軌缺陷修復的根本原因。
2、鑄造缺陷修補膠的修補效果及分析:
  現在企業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(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:
  未經過加工的HT250試塊兩個(100X100 X50)表面有¢2-¢10mm的氣孔、砂眼若干;經過加工的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。將焊補處進行打磨、拋光,制作金相分析試片,金相組織如圖1、圖2。圖1左邊為母<