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精密鑄造中鑄件缺陷率如何降低

文章出處:精密鑄造廠 人氣:發表時間:2019-03-08 14:25

  硅溶膠精密鑄造廠家給大家來介紹下精密鑄件中鑄件的缺陷怎樣修補:
  一、鑄造行業的現狀分析(成品率修補的比率)
  目前我國的鑄造工業的生產規模,鑄件的產量品種,都已經處于世界前列。雄厚的工業基礎為眾多行業提供了大量的鑄件(毛坯和零件)。
  近年來,我國的鑄造工業已進入到廠點多、產量大、門類齊全的世界鑄造大國行列,同時我國鑄件出口增長較快,僅今年1-3月份我國鑄鋼件、鑄鐵件產量分別達到2,469,140噸,1,040,613噸,同比增長13.32%,12.54%。出口產品也由簡單件進展到要求較高的形狀復雜的鑄件。但與美、日、德、法等鑄造強國相比,還有相當的差距。
  主要表現在,我國的鑄件以‘老’‘大’‘黑’‘粗’而出名,主要原因在于我國鑄造業存在廢品率較高的現象。我國普通鑄鐵件的廢品率約為10%左右,復雜件、高檔件在10%到15%左右,鋁合金壓鑄件在8%到10%左右。同時缺陷主要集中在鑄件表面或內部出現的氣孔、砂眼等。其中80%左右的缺陷都是可以通過修復來挽救的。導致缺陷原因很多,在工藝安排、材料選擇、鑄造模具設計與制作、澆注成型等過程中,如果不能科學和嚴謹的設計與執行,都將導致廢品率的出現和提高。
  隨著世界經濟的發展,我國成為鑄造強國,鑄造生產要必須走優質、高效、低耗、清潔的可持續發展道路。根本的方法是:鑄件由低附加值產品向中、高檔鑄件發展。這要求必須提高整個鑄造的技術水平,但是鑄造技術水平是一個系統工程,受制于現實的情況,短期內很難得到大幅度的提高。當務之急是降低鑄件的廢品率,由此鑄件的修復效益已經越來越被企業看重,即使是技術實力雄厚的知名外資企業和國有大型企業也紛紛采用鑄件修復的方式來彌補現有鑄造技術的不足。各企業在挽救缺陷鑄件方面因各自情況往往采取不同的方式。
  二、修補情況及設備分析
  1、鑄工膠水:
  它是企業修補鑄件的本能的選擇,最主要的特點是簡單,方便,價格低廉,對員工要求不高。但是這種方式只適合粗放的鑄件,一般修補處不能進行后續加工,且結合強度硬度很低。這樣的工藝只適合簡單粗放的鑄件,或者是附加值比較低的鑄件。隨著鑄造工業的發展,鑄工膠水越來越不適應客戶的要求,
  2、焊補:
  幾乎所有的鑄造廠家都選擇焊補來解決生產中遇到的鑄造缺陷。鑄件焊補修復就是采用焊材一般與鑄件材質相匹配了金屬填充料,從而達到母體所要求的基本機械性能標準。這需要焊補方式多樣;焊補方法簡單;焊補效率高,焊補成本低,焊補對環境污染小,并且焊補之后后續處理簡單,只有這樣才能被鑄造廠家所接受認可和信賴。目前市場上,鑄件焊補所得焊機種類比較多,大體有以下幾種:
  2.1、電焊機
  電焊機是鑄造廠必備的設備,它是利用電極兩極在瞬間短路時引燃電弧,利用產生的電弧來熔化電焊條和焊材,冷卻后來達到使它們結合的目的。是最傳統的焊接方式,一般常用于鑄鐵、鑄鋼件焊補,或者是一些傳統的焊接焊補。
  優點:適合在干燥的環境下工作,不需要太多要求,體積相對較小,操作簡單,使用方便,速度較快,焊接后焊縫結實,適合大面積的焊補焊接。可以瞬間將同種金屬材料(也可將異種金屬連接,只是焊接方法不同)永久性的連接,焊縫經熱處理后,與母材同等強度,密封很好。
  缺點:電焊機在使用的過程中焊機的周圍會產生一定的磁場,電弧燃燒時會向周圍產生輻射,弧光中有紅外線,紫外線等光種,還有金屬蒸汽和煙塵等有害物質,所以操作時必須要做足夠的防護措施,且需要專門的電焊工進行操作。不適合于高碳鋼的焊接焊補,由于焊縫金屬結晶和偏析及氧化等過程,內部有應力,焊后容易開裂,產生熱裂紋和冷裂紋。內部容易產生氣孔、夾渣等二次缺陷;焊點上硬度過高,一般還需要退火熱處理才可以滿足加工要求。這就決定了電焊機只能修補一些比較粗糙的鑄件,即使修補精密的鑄件,需要預熱,焊后需要退火處理,焊補比較繁瑣。這需要更高級的焊補設備彌補它的不足。
  2.2、氬弧焊:
  氬弧焊又稱氬氣體保護焊。就是在電弧焊的周圍通上氬弧保護性氣體,將空氣隔離在焊區之外,防止焊區的氧化。
  精密鑄件(合金鋼,不銹鋼精鑄件),鋁合金壓鑄件多采用氬弧焊機焊補。部分模具制造和修復廠家,也采用該焊機修復模具缺陷。
  優點:焊補效率高,精度較電焊機高。焊絲種類較多,不銹鋼、鋁合金產品上應用最廣。可用于焊接,強度姣高。
  缺點:氬弧焊因為熱影響區域大,因D對鑄件沖擊過大,熔池邊線有痕跡。焊補鋼件有硬點。由于熱影響,焊補有色鑄件或薄壁件時,易產生熱變形。操作技術要求較高。工件在修補后常常會造成變形、硬度降低、砂眼、局部退火、開裂、針孔、磨損、劃傷、咬邊、或者是結合力不夠及內應力損傷等缺點。尤其在精密鑄造件細小缺陷的修補過程在表面突出。氬弧焊與焊條電弧焊相比對人身體的傷害程度要高一些,氬弧焊的電流密度大,發出的光比較強烈,它的電弧產生的紫外線輻射,約為普通焊條電弧焊的5~30倍,紅外線約為焊條電弧焊的1~1.5倍,在焊接時產生的臭氧含量較高,因此,盡量選擇空氣流通較好的地方施工,不然對身體有很大的傷害。這就要求氬弧焊需要在專門的場所,需要專門的人員操作,大大降低了其靈活性。
  三、冷焊修補
  冷焊機:能夠在瞬間(ms級)將焊接能量釋放于某個極小范圍(
  按照冷焊機產品分類有:貼片機和傳統電火花堆焊修復機。
  1、貼片機
  采用瞬間高頻放電原理將焊片(鋼鐵薄片、粉末、焊粉或加工廢削)(0.05-0.20mm)通過高頻放電粘貼到工件表面或填充到缺陷處(如砂眼),每次粘貼厚度最大等同與焊片厚度,焊接質量取決于放電是否均勻。適合于工件磨損,加工超差修復。優點是修復后的鑄件色差小,基本不產生內應力,無變形咬邊,焊后修復量小,可以直接進行加工。
  缺點:焊補的速度很慢,通常2mm的孔需要3-5分鐘,不適合大規模的修補;修補之后的硬度低,一般只能在HB150左右,對高硬度的鑄件只能望洋興嘆;結合度低,由于補材是附著在工件上面,一般車床銑床之后容易脫落;焊后光潔度較低,對于加工之后有光潔度要求的鑄件有心無力,由于其經常使用銅棒接觸補材,難免出現銅屑或小的氣孔麻點,只能修補一些加工要求不太高的鑄件。
  2、傳統電火花堆焊修復機
  采用火花瞬間高頻放電原理,將鎳基焊材或者專用焊材離子態之后瞬間作用于工件表面,使焊材和工件以冶金方式熔合為一體。工件表面在整個焊補過程中產生熱量極小。焊槍采用旋轉電極,焊絲直徑從1.6-3.0mm不等。適合于鑄造缺陷的修復。且該機器在功率與放電頻率的設置上,可以做到表面涂覆強化。可修補鋼鐵、銅、鋁等各類金屬。
  優點:安裝方便,操作簡單,一般人員稍加培訓即可操作。焊補強度高,焊補部位無退火、無裂紋、無變形、無內應力產生,焊點處不會產生加工硬點,修補速度相對于貼片機來說比較快,修復的精度比較高,且可以通過X光探傷、滲透、拉伸等測試。已經為眾多的鑄造廠家接受和使用。另外,在模具修復方面也有部分的使用價值。
  缺點:速度慢,2mm的鑄鐵需要3分鐘左右。對應焊材少,鑄鐵件只能用鎳基焊材(300左右/公斤)焊補成本高,并且焊材的使用率只能達到80%。色差相對來說比較大,結合度低,由于其原理是高頻放電,也就是顆粒化堆焊上去的,結合相對于氬弧焊來說是比較低,對有色金屬生鐵件致密性較差。光潔度不高,對于高光潔的鑄件不能達到要求。再者由于傳統冷焊機的設計原理,功率一般在2000w左右,內部電子元件是裸露的,在鑄造車間這個環境下,機器經常出故障,尤其是電極槍(氣電分開,極易損壞),既浪費能源又不適合鑄造廠家大規模的修補要求。
  3、ESD-05高效、一機多用型的火花堆焊修復機
  ESD-05采用獨特的斬波軟開關技術,輸出控制精確除了具有傳統冷焊機的操作方便,常溫焊補,焊補之后手可觸摸無內應力產生,可以直接進行車磨刨銑各種加工的特點之外。其獨特之處:
  3.1、輸出控制精確,內部一體化設計,電子元件封閉式布置,獨特的主板結構設計,這樣避免了傳統電火花電焊修復機常見的故障,電極槍采用氣電一體化散熱式設計,大大降低了故障率。又結合了WS焊機的原理特點,采用半熔焊(離子轉換加‘顆粒’化轉換)方式,故ESD-05高能電火花堆焊修復機雖只600W的功率,但焊補的速度、效果卻是傳統電火花電焊修復機2000W的數倍。需要特別指出的是:電火花電焊修復機不是傳統的電焊機,速度和效果不是以功率來決定的,關鍵在于內部系統的優化設計。
  3.2、焊材適用范圍廣,普通的電焊條去掉藥皮直接使用如308,208,303,506等,有色金屬的氬弧焊條電焊條甚至其本體材料制成的焊條都可以使用。這樣大大降低了鑄造廠家的使用成本和人力成本。
  3.3、焊補速度快,2mm的鋁合金只需要10s,2mm灰鐵只需要1分鐘。由于ESD-05采用的是單點輸出能量高,焊材的每一個單點以熔融的狀態結合到基體,形成冶金結合,產生極強的結合結合度高(半融焊性質),尤其是克服了傳統的電火花焊補之后致密性差的問題,這大大提高了鑄造廠家的修補效率。
  3.4、高含量鎂合金、銅合金的焊補結合度低的難題,它們通常認為是不能焊補的。由于ESD-05采用的是瞬間的高能量輸出,有效的解決了銅鋁等高導電率金屬的焊補,克服了普通點火花堆焊結合不牢的缺點。
  3.5、球鐵、灰鐵焊補后磷化的色差問題一直是一個難題,由于ESD-05可以采用多種焊材,我們已經找到了一種焊材,能使灰鐵球鐵焊補之后,磷化無色差或者色差較小。同樣也能使灰鐵件焊補后經過磨床或銑床無色差或者色差較小,也可以使用油石打磨。
  3.6、缺點:效率仍然不如電焊機,氬弧焊機。

此文關鍵字:精密鑄造中鑄件缺陷率如何降低

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