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铸件常见的缺陷、补修及检验

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发表时间:2020-05-13 15:13

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一、常见缺陷

1、缺陷的分类

铸件常见缺陷分为孔眼、裂纹、表面缺陷、形状及尺寸和重量不合格、成份及组织和性能不合格五大类。(注:主要介绍铸钢件容易造成裂纹的缺陷)

1.1孔眼类缺陷

空眼泪缺陷包括气孔、缩孔、所剩、渣眼、山岩、铁豆。

1.1.1气孔:别名气眼,气泡,由气体原因造成的孔洞。

铸件气孔的特征:一般是圆形或不规则的孔眼,孔眼内表面光滑,颜色为白色或带一层旧暗色。(如下图)

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产生的原因:来源于气体,炉料潮湿或锈蚀、表面不干净、炉气中水蒸气等气体、炉体及浇包等修后未烘干、型腔内的气体、浇注系统不当,浇铸时卷入气体、铸型或泥芯透气性差等。

1.1.2缩孔

缩孔别名缩眼,有收缩在成的孔洞。

缩孔的特征:形状不规则,孔内粗糙不平、晶粒粗大。

产生的原因:金属在液体及凝固期间产生收缩引起的,主要有以下几点:铸件结构设计不合理,浇铸系统不适当,冷铁的大小、数量、位置不符实际、铁水化学成分不符合要求,如含磷过高等。浇注温度过高浇注速度过快等。

1.1.3缩松

缩松别名疏松、针孔蜂窝、由收缩而造成的小而多的孔洞。

缩松的特征:微小而不连贯的孔,晶粒粗大、各晶粒间存在明显的网状孔眼,水压试验时渗水。(如下图)

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产生的原因同以上缩孔。

1.1.4

渣眼别名夹渣、包渣、脏眼,铁水温度不高、浇注挡渣不当造成。

渣眼的特征:孔眼形状不规则,不光滑、里面全部或局部充塞着渣。(如下图)

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产生的原因:铁水纯净度差、除渣不净、浇注时挡渣不好,浇注系统挡渣作用差、浇注时浇口未充满或断流。

1.1.5砂眼

砂眼是夹着砂子的砂眼。

砂眼的特征:孔眼不规则,孔眼内充塞着型砂或芯砂。

产生的原因:合箱时型砂损坏脱落,型腔内的散砂或砂块未清除干净、型砂紧实度差、浇注时冲坏型芯、浇注系统设计不当、型芯表面涂料不好等。

1.1.6铁豆

铁豆是夹着铁珠的孔眼、别名铁珠、豆眼、铁豆砂眼等。

铁豆的特征是:孔眼比较规则、孔眼内包含着金属小珠、常发生在铸铁件上。


1.2裂纹类缺陷

裂纹类缺陷包括:热裂、温裂、冷裂。

1.2.1热裂

热裂是在较高温度下产生的,常发生在凝固温度附近。

热裂的特征:铸件上有穿透或不穿透的裂纹,呈弯曲形,开裂处表示氧化。(如下图)

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产生的原因:铁中含硫量过高或杂质过多、砂型的退让让性能差、浇注温度控制不当、铸件壁薄厚转接处过渡剧烈、浇口、冷铁、收缩筋、排气孔的尺寸和位置不当等。

1.2.2温裂

温裂又称热处理裂纹由切割、焊接或热处理不当引起。

温裂的特征:铸件上有穿透或不穿透的裂纹,开裂处金属表面氧化。

1.2.3冷裂

冷裂是铸件在较低温度下产生的裂纹。

冷裂的特征:铸件上有穿透或不穿透的裂纹,呈直线形,开裂处表面未氧化。

产生的原因:铸件结构不合理,厚薄不均、砂型或泥芯退让性能差、铸件各部位冷却不一致,合金自身应力倾向大。

1.3表面类缺陷

表面类缺陷包括粘砂、结疤、夹砂、冷隔。

我们主要针对会造成铸件裂的冷隔做一介绍:

冷隔又称对火、接火等。

冷隔的特征:在制件表面有不规则的明显下陷线性纹路(有穿透的和不穿透的两种),形状细小而狭长,在外力作用下有发展趋势。从冷隔的特征看,他容易造成母体裂的危害。冷隔造成的裂纹,不会马上出现,它是在运用时,在承载受冲击作用下产生疲劳裂。(如下图)

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产生的原因:多浇包多点同时浇注,使两股金属流对接,但未完全熔合而又无夹杂存在其间,两层金属结合极弱;浇注温度太低、浇注速度过慢、浇注时间太长合金性能流动性差,碳、硅太低,硫量较高。或多浇包顺序浇注,前后两包断流时间太长;铸件截面薄而长,铁水流不利,浇铸断流、砂型跑火、一次性浇注铁水不足、而补浇又不及时等。

1.4尺寸形状和重量不合格类缺陷

尺寸形状和重量不合格类缺陷包括:多肉、浇不足、落砂、抬箱、偏芯、变形、错箱、损伤、形状、尺寸和重量不符等。

1.5成份组织及性能不合格类缺陷

成份组织及性能不合格类缺陷包括化学成份不合格、金相不合格、偏析、过硬、物理力学性能不合格。

二、缺陷的处理

铸件缺陷处理较为关键,优企在处理裂纹时,处理过程中任何一个环节不注意都会引发新的裂纹。因此我必须关注细节,严格细节,严格执行工艺,确保质量。

1.铸钢件缺陷修补的原则:缺陷的修补必须在不影响产品质量的前提下进行,修补依据应按相关标准有关技术规定执行。如所存在缺陷是否充许修补,及修补相关的技术需求。


2.铸钢件裂纹的处理方法

焊补是铸钢件的基本生产工序之一。铸钢件上的铸造缺陷几乎都可以用焊补法修复。电弧焊被广泛采用。

(1)铸钢的焊接性:铸钢的含碳量对焊接性影响极大,合金元素的影响亦相当复杂。碳钢或低合金钢的焊接性通常用碳当量CE估计,近似计算公式颇多,大同小异。

(2)焊补要点:为了保证焊补品质(质量),应认真清理缺陷处的粘砂、氧化皮、夹杂物等;开出坡口;并根据钢的焊接性做好焊前预热和焊后热处理。

2.1打止裂孔及裂纹的消除

裂纹的消除可采用电弧气刨或角型砂轮打磨、风铣刀消磨的冷消除法。建议重要件的裂纹消除尽量采用冷消磨,尽可能的减少受热。浅表性裂纹可不做止裂空,裂的深度、宽度较大必须处理前在裂纹的终端10mm以内,预制5~8mm的止裂孔,防止裂纹的延伸。

2.2预制坡口和间隙

我们在处理厂修车、构架拐壁座、轴箱拉杆座、旁承座等的裂纹时,焊缝要求焊透。一般采用60度V型坡口,预留2mm间隙。对于重要坡口,这样才能保证熔合质量。

2.3焊前准备处理

焊补铸钢件所用焊条应使熔敷金属的化学成分、机械性能与母材相当。处理裂纹我们建议采用碱性焊条,提高抗裂性和韧性。焊前要求对焊条预热200-250℃,使用温度不低于150℃。环境温度不低于5℃。

要求对坡口表面及施焊表面20mm区域内砂轮打磨。坡口表面不允许存在2mm以上沟槽,金属表面无油污、氧化物、铁锈见金属光泽。

建议在施焊前对铸钢件母体进行预热。最(隔离)好采用整体预热,如不能整体预热时,,可采用局部预热。局部预热的范围为焊缝两侧至少各取焊缝处截面厚三倍的宽度。

各种牌号铸钢件的预热温度、焊后保温措施、焊后去除应力的热处理参照表1

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2.4焊接过程

焊接操者须经平焊考试合格,具备焊工资质的人员操作。在施焊时应该选择合理的焊接规范。焊接引弧时,应防止电弧击伤铸件表面,禁止在非焊接区域引弧打火。施焊部位应避免人为吹风与穿堂风。对接焊缝不能一次填充过多,采用多层焊,不得少于三层。第(隔离)一层焊缝采用较小直径的焊条施焊,以较小的熔合(隔离)比,防止产生热裂纹。每焊完一层后,应彻底清除熔渣(发现裂纹及缺陷应清除)后,再焊下一层。施焊中应保持焊缝层间不低于预热温度。较长焊缝大于200mm的焊接,应采用分段法。每层的起狐和收狐位要错开不少于20mm。尽量避开死角位及终端起狐或收狐。

1.铸铁件的焊补

铸铁件上的气孔、砂眼、夹渣、裂纹、渗漏等缺陷,若不超过焊补的允许范围,可以进焊补修复。但是,铸铁的焊接性能差,焊后常出现气孔、变形,易断裂,难加工,因此焊补铸铁时,应非常慎重。

(1)焊补方法:铸铁的焊补方法通常按工件的预热温度分类

(2)焊前不预热或仅预热到250℃以下,成为冷焊;焊前预热到250℃~450℃,称为半热焊;焊前预热到500℃~700℃,称为热焊。铸铁常用焊补方法的特点及适用方位见表2

(3)铸铁的焊补方法及其适用范围

表2

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