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铸造是装备制造的基础。铸件品质的优劣,直接影响到装备的技术性能、服役寿命和使用安全。进入21世纪,我国铸件产量已居世界首位,2008年铸件产量达3350万t。因此,铸件的废品哪怕只占1%,也达33万t之巨。而且,若铸件存在缺陷,即使没达到废品的水平,也会降低铸件的等级,故控制铸件缺陷有着重大的经济意义。
我国的铸造工作者对铸件缺陷的分析与研究一直都非常重视,并取得了很大的成绩。但由于解决的难度太大,此工作还得持续下去。随着我国国民经济从计划经济向市场经济转变,解决铸件缺陷的关键技术,既与厂家利益息息相关,又是厂家竞争力的体现,因而该技术的交流受到制约。
适应这一现状,本书较为系统地介绍了铸件内部缺陷的类型、特征、成因与防止措施。既讨论缺陷的一些共性问题,也分别对每种铸造合金生产的铸件缺陷进行论述。除了介绍传统的检测铸件缺陷的方法外,还介绍了先进的检测手段,如扫描电镜、能谱分析、透射电镜以及俄歇探针等,使得对铸件缺陷有更深的认知。本书广泛地介绍了工厂解决铸件缺陷的经验与效果,并提出了防止铸件缺陷产生的措施,从而更具针对性和可操作性。同时,列出相应的参考文献,供读者对所关心的问题作进一步的查询。
本书可供铸造工程技术人员、相关管理人员和高级技术工人使用,也可供相关专业的大专院校师生参考。在本书的编写过程中,得到了张承甫教授、王文清教授的指导和帮助,还得到了冯胜山研究员、熊艳才研究员的支持和帮助。在此,向他们致以衷心的感谢。同时,还要感谢本书引用参考文献的作者,对他们辛勤劳动取得的丰硕成果和对铸造技术作出的贡献表示深深的敬意。
由于编者水平有限,书中不当之处难免,恳请读者批评指正。
国际铸业网讯,数控技术现已经成为制造业自动化的核心技术和基础技术,铸件生产企业为跟上时代发展潮流,促进企业进步,大部分企业都在进行或筹备企业机床数控化。
众所周知,任何高科技都离不开发展,如果没有发展,这个世界将会停滞不前,对于机床铸件行业也是如此。而现如今,数控技术的发展,为机床铸件行业的发展提供了可靠保障。也就是说,铸件的发展离不开数控技术。
铸件生产企业为跟上时代发展潮流,促进企业进步,大部分企业都在进行或筹备企业机床数控化。但是由于原有生产水平的限制,许多铸件企业的普通机床数量庞大,若拆除普通机床重新购置新的数控机床,将花费大量的运行资金,这就给铸件企业机床的数控化带来新问题。
数控技术,即采用数字控制的方法对某一工作过程实现自动控制的技术。它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和与机械能量流向有关的开关量。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。数控化已经成为现代大机器生产中一种不可逆的大趋势,数控化以其具有的诸多优势在铸件行业刮起一场飓风,铸件行业必须要进行数控化改造。
铸件机床数控化可以加工出传统机床加工不出来的曲线、曲面等复杂的铸件。可以实现加工的自动化,而且是柔性自动化,从而效率可比传统机床提高3~7倍。加工的铸件精度高,尺寸分散度小,使装配容易,不再需要工人"修配"。可实现多工序的集中,减少铸件在机床间的频繁搬运。拥有自动报警、自动监控、自动补偿等多种自律功能,因而可实现长时间无人看管加工。降低了工人的劳动强度,节省了劳动力(一个人可以看管多台机床),减少了工装,缩短了新产品试制周期和生产周期,可对市场需求做出快速反应。
我国铸件企业应重视数控技术的作用,大力引进人才,从而提高竞争力,促进铸件也更好发展。
本书主要介绍了铸件内在缺陷的类型、特征、形成原因和防止措施,内容包括:铸件缺陷分类及其分析手段、铸件缺陷的形成因素、铸件缺陷的分析方法、灰铸铁件的缺陷与防止、球墨铸铁件的缺陷与防止、高铬白口铸铁件的缺陷与防止、铸钢件的缺陷与防止、铝硅合金铸件的缺陷与防止。书中配以大量的图表与实例,广泛介绍了生产一线的技术人员在解决铸件缺陷方面所取得的经验与成果,具有较强的实用性、针对性和可操作性。
混凝土搅拌与灌注基本要求:搅拌应控制材料质量与配比计量、坍落度;控制混凝土离析、浇筑厚度及振捣密实;灌注桩各工序应连续施工。钢筋笼放入泥浆后,4h 内必须灌注混凝土;灌注后,桩顶应高出设计标高0.50...
1、外观缺陷:外观缺陷(表面缺陷)是指不用借助于仪器,从工件表面可以发现的缺陷。常见的外观缺陷有咬边、焊瘤、凹陷及焊接变形等,有时还有表面气孔和表面裂纹。单面焊的根部未焊透等。 A、咬边是指沿着焊趾,...
1、气孔 气孔是指在焊接时,熔池中的气泡在凝固时未能逸出而形成的空穴。 1.1 手工焊 产生原因:焊条不良或潮湿;焊件有水分、油污或锈;焊接速度太快;电流太强;电弧长度不适合;焊件厚度大,金属冷却过速...
前言
0 绪论
0.1 铸件缺陷的等级
0.2 铸件成品率的提高
参考文献
第1章 铸件缺陷分类及其分析手段
1.1 铸件缺陷分类
1.2 缺陷对铸件质量的影响
1.2.1 夹杂物和缩松对球墨铸铁件质量的影响
1.2.2 魏氏组织对铸钢件质量的影响
1.2.3 微裂纹对高铬白口铸铁件质量的影响
1.2.4 显微组织欠缺对灰铸铁件质量的影响
1.3 铸件缺陷检测
1.3.1 表面缺陷检测
1.3.2 内部缺陷无损检测
1.4 铸件常规分析
1.4.1 力学性能的测定
1.4.2 金相检验
1.4.3 化学成分分析
1.5 铸件特殊分析
1.5.1 透射电镜及其应用
1.5.2 扫描电镜及其应用
1.5.3 电子探针分析及其应用
1.5.4 俄歇探针分析及其应用
参考文献
第2章 铸件缺陷的形成因素
2.1 铸造合金因素
2.1.1 铸造合金的液态特性与铸件缺陷
2.1.2 铸造合金的凝固特性与铸件缺陷
2.1.3 铸造合金的偏析与铸件缺陷
2.1.4 铸造合金的收缩过程与铸件缺陷
2.2 冶金因素
2.2.1 原材料品质与铸件缺陷
2.2.2 金属液态温度与铸件缺陷
2.2.3 金属熔炼方式与铸件缺陷
2.2.4 铁液在炉内的保持时间所产生的影响
2.3 金属与铸型的相互作用因素
2.3.1 金属液充填过程与铸件缺陷
2.3.2 金属与铸型界面反应与铸件缺陷
2.3.3 铸型特性与铸件缺陷
2.4 铸造工艺因素
2.4.1 铸造工艺因素与铸钢件缺陷
2.4.2 铸造工艺因素与球墨铸铁件缺陷
2.5 天气因素
2.5.1 空气中的温度、湿度与铸件缺陷
2.5.2 空气湿度与冲天炉铁液的质量
2.5.3 空气湿度与铁液的含气量
2.6 铸件结构因素
2.6.1 铸件结构的功能性
2.6.2 铸件结构的健全性
2.6.3 铸件结构的工艺性
参考文献
第3章 铸件缺陷的分析方法
3.1 统计分析法
3.2 对比分析法
3.3 系统排查法
3.4 一般与特殊分析结合法
3.5 失效分析法
参考文献
第4章 灰铸铁件的缺陷与防止
4.1 灰铸铁件性能达标的影响因素与控制
4.1.1 强度与硬度的匹配
4.1.2 影响强度与硬度的因素
4.1.3 强度与硬度的控制
4.2 灰铸铁件缺陷的类型、成因与防止
4.2.1 裂纹的成因与防止
4.2.2 缩孔与缩松的成因与防止
4.2.3 孕育不良与衰退的成因与防止
4.2.4 反白口的成因与防止
4.2.5 气孔的成因与防止
4.3 灰铸铁件的典型缺陷与防止措施
4.3.1 铸铁件内渗豆的成因与防止
4.3.2 轿车制动盘失效分析与改进
参考文献
第5章 球墨铸铁件的缺陷与防止
5.1 球墨铸铁的强度与韧性
5.1.1 强度与韧性的关系
5.1.2 强度与韧性的控制
5.1.3 冶金与工艺因素的影响
5.2 球墨铸铁件缺陷的类型、成因与防止
5.2.1 球化不良与衰退的成因与防止
5.2.2 孕育不良与反白口的成因与防止
5.2.3 石墨漂浮的成因与防止
5.2.4 缩孔与缩松的成因与防止
5.2.5 气孔的成因与防止
5.2.6 夹渣与二次渣的成因与防止
5.3 球墨铸铁件典型缺陷分析
5.3.1 球墨铸铁件低温冲击韧度不足的原因及其改善
5.3.2 型内球化时球墨铸铁件产生气孔的原因分析
参考文献
第6章 高铬白口铸铁件的缺陷与防止
6.1 硬度与冲击韧度的关系与控制
6.2 高铬白口铸铁件典型缺陷
6.2.1 复杂高铬白口铸铁件裂纹的防止
6.2.2 高铬白口铸铁件切削性能的改善
参考文献
第7章 铸钢件的缺陷与防止
7.1 铸钢件的强度与韧性
7.1.1 强度与韧性的关系
7.1.2 强度与韧性的控制
7.2 铸钢件的典型缺陷与防止
7.2.1 热裂的成因与防止
7.2.2 冷裂的成因与防止
7.2.3 缩孔、缩松的成因与防止
7.2.4 气孔的成因与防止
7.3 铸钢件典型缺陷分析
7.3.1 ZG230—450钢球阀铸件裂纹分析
7.3.2 阀门壳体开裂分析
参考文献
第8章 铝硅合金铸件的缺陷与防止
8.1 铝硅合金的强度与韧性
8.1.1 强度与韧性的关系
8.1.2 强度与韧性的控制
8.2 铝硅合金铸件缺陷类型、成因与防止
8.2.1 变质缺陷的成因与防止
8.2.2 气孔的成因与防止
8.2.3 夹杂物的成因与防止
8.2.4 缩孔、缩松的成因与防止
8.2.5 过烧的成因与防止
8.3 铝合金铸件典型缺陷分析
8.3.1 ZL104合金“白斑”缺陷分析
8.3.2 铝合金油底壳渗漏分析
参考文献
附录 国际铸件缺陷代码及分类
附录A 多肉类
附录B 孔洞类
附录C 裂纹、冷隔类
附录D 表面缺陷类
附录E 铸件残缺类
附录F 尺寸或形状差错类
附录G 夹杂物和金相组织不合格类
焊缝中常见的缺陷分析及其防止措施
焊缝中常见的缺陷分析及其防止措施 金属作为最常用的工程结构材料,往往要求具有如高温强度、低温韧性、 耐腐蚀性以及其他一些基本性能, 并且要求在焊接之后仍然能够保持这些基本性 能。焊接过程的特点主要是温度高、温差大,偏析现象很突出,金相组织差别比 较大。因此,在焊接过程中往往会产生各种不同类形的焊接缺陷而遗留在焊缝中。 如裂纹、未焊透、未熔合、气孔、夹渣以及夹钨等。 从而降低了焊缝的强度性能, 给安全生产带来很大的不利。 但是,不论什么样的缺陷, 它在形成的过程中都具 有特定的形成机理和规律, 只要掌握其形成的基本特点, 就会对我们在生产中制 定焊接工艺措施, 防止缺陷的产生起到很好的作用。 因此,本人针对焊缝中常见 的缺陷的形成及其危害性进行分析,并提出防止措施。 1 裂纹 1.1 产生裂纹缺陷的原因 根据日常所发现的裂纹缺陷分析,产生裂纹的主要因素是焊接工艺不合 理、选用材料不当、焊接应
铸铝浇铸件技术缺陷分析
扬州苏豪电气有限公司 铸铝浇铸件技术缺陷分析 铸造铝合金铸件拥有众多的优势, 使它成为铸造行业的发展方向和 采购客户最受青睐的铸造产品之一, 未来随着铝合金铸造技术的进步, 它将在更大的舞台上展示自己的风采。 缺陷分析一 氧化夹渣 缺陷特征:氧化夹渣多分布在铸件的上表面, 在铸型不通气的转角 部位。断口多呈灰白色或黄色,经 x 光透视或在机械加工时发现,也 可在碱洗、酸洗或阳极化时发现 产生原因: 1.炉料不清洁,回炉料使用量过多 2. 浇注系统设计不良 3.合金液中的熔渣未清除干净 4.浇注操作不当,带入夹渣 5.精炼变质处理后静置时间不够 防止方法: 1.炉料应经过吹砂,回炉料的使用量适当降低 2.改进浇注系统设计,提高其挡渣能力 3.采用适当的熔剂去渣 4.浇注时应当平稳并应注意挡渣 5.精炼后浇注前合金液应静置一定时间 二 气孔气泡 缺陷特征:三铸件壁内气孔一般呈圆形或椭圆形, 具
缺陷特征:氧化夹渣多分布在铸件的上表面,在铸型不通气的转角部位。断口多呈灰白色或黄色,经x光透视或在机械加工时发现,也可在碱洗、酸洗或阳极化时发现
产生原因:
1.炉料不清洁,回炉料使用量过多
2. 浇注系统设计不良
3.合金液中的熔渣未清除干净
4.浇注操作不当,带入夹渣
5.精炼变质处理后静置时间不够
防止方法:
1.炉料应经过吹砂,回炉料的使用量适当降低
2.改进浇注系统设计,提高其挡渣能力
3.采用适当的熔剂去渣
4.浇注时应当平稳并应注意挡渣
5.精炼后浇注前合金液应静置一定时间
缺陷特征:三铸件壁内气孔一般呈圆形或椭圆形,具有光滑的表面,一般是发亮的氧化皮,有时呈油黄色。表面气孔、气泡可通过喷砂发现,内部气孔气泡可通过X光透视或机械加工发现气孔 气泡在X光底片上呈黑色
产生原因:
1.浇注合金不平稳,卷入气体
2.型(芯)砂中混入有机杂质(如煤屑、草根马粪等)
3.铸型和砂芯通气不良
4.冷铁表面有缩孔
5.浇注系统设计不良
防止方法:
1.正确掌握浇注速度,避免卷入气体。
2.型(芯)砂中不得混入有机杂质以减少造型材料的发气量
3.改善(芯)砂的排气能力
4.正确选用及处理冷铁
5.改进浇注系统设计
缺陷特征:铝铸件缩松一般产生在内浇道附近飞冒口根部厚大部位、壁的厚薄转接处和具有大平面的薄壁处。在铸态时断口为灰色,浅黄色经热处理后为灰白浅黄或灰黑色在x光底片上呈云雾状严重的呈丝状缩松可通过X光、荧光低倍 断口等检查方法发现
产生原因:
1.冒口补缩作用差
2.炉料含气量太多
3.内浇道附近过热
4.砂型水分过多,砂芯未烘干
5.合金晶粒粗大
6.铸件在铸型中的位置不当
7.浇注温度过高,浇注速度太快
防止方法:
1.从冒口补浇金属液,改进冒口设计
2.炉料应清洁无腐蚀
3.铸件缩松处设置冒口,安放冷铁或冷铁与冒口联用
4.控制型砂水分,和砂芯干燥
5.采取细化品粒的措施
6.改进铸件在铸型中的位置降低浇注温度和浇注速度
四 裂纹
主要包括外观质量、内在质量和使用质量。外观质量指铸件表面粗糙度、表面缺陷、尺寸偏差、形状偏差、重量偏差;内在质量主要指铸件的化学成分、物理性能、机械性能、金相组织以及存在于铸件内部的孔洞、裂纹、夹杂、偏析等情况;使用质量指铸件在不同条件下的工作耐久能力,包括耐磨、耐腐蚀、耐激冷激热、疲劳、吸震等性能以及被切削性、可焊性等工艺性能。
铸件质量对机械产品的性能有很大影响。例如,机床铸件的耐磨性和尺寸稳定性,直接影响机床的精度保持寿命;各类泵的叶轮、壳体以及液压件内腔的尺寸、型线的准确性和表面粗糙度,直接影响泵和液压系统的工作效率,能量消耗和气蚀的发展等;内燃机缸体、缸盖、缸套、活塞环、排气管等铸件的强度和耐激冷激热性,直接影响发动机的工作寿命。
影响铸件质量的因素很多,第一是铸件的设计工艺性。进行设计时,除了要根据工作条件和金属材料性能来确定铸件几何形状、尺寸大小外,还必须从铸造合金和铸造工艺特性的角度来考虑设计的合理性,即明显的尺寸效应和凝固、收缩、应力等问题,以避免或减少铸件的成分偏析、变形、开裂等缺陷的产生。第二要有合理的铸造工艺。即根据铸件结构、重量和尺寸大小,铸造合金特性和生产条件,选择合适的分型面和造型、造芯方法,合理设置铸造筋、冷铁、冒口和浇注系统等。以保证获得优质铸件。第三是铸造用原材料的质量。金属炉料、耐火材料、燃料、熔剂、变质剂以及铸造砂、型砂粘结剂、涂料等材料的质量不合标准,会使铸件产生气孔、针孔、夹渣、粘砂等缺陷,影响铸件外观质量和内部质量,严重时会使铸件报废。第四是工艺操作,要制定合理的工艺操作规程,提高工人的技术水平,使工艺规程得到正确实施。
铸造生产中,要对铸件的质量进行控制与检验。首先要制定从原材料、辅助材料到每种具体产品的控制和检验的工艺守则与技术条件。对每道工序都严格按工艺守则和技术条件进行控制和检验。最后对成品铸件作质量检验。要配备合理的检测方法和合适的检测人员。一般对铸件的外观质量,可用比较样块来判断铸件表面粗糙度;表面的细微裂纹可用着色法、磁粉法检查。对铸件的内部质量,可用音频、超声、涡流、X射线和γ射线等方法来检查和判断。
砂型铸造铸件缺陷有:冷隔、浇不足、气孔、粘砂、夹砂、砂眼、胀砂等。
1)冷隔和浇不足 液态金属充型能力不足,或充型条件较差,在型腔被填满之前,金属液便停止流动,将使铸件产生浇不足或冷隔缺陷。浇不足时,会使铸件不能获得完整的形状;冷隔时,铸件虽可获得完整的外形,但因存有未完全融合的接缝,铸件的力学性能严重受损。
防止浇不足和冷隔:提高浇注温度与浇注速度。
2)气孔 气体在金属液结壳之前未及时逸出,在铸件内生成的孔洞类缺陷。气孔的内壁光滑,明亮或带有轻微的氧化色。铸件中产生气孔后,将会减小其有效承载面积,且在气孔周围会引起应力集中而降低铸件的抗冲击性和抗疲劳性。气孔还会降低铸件的致密性,致使某些要求承受水压试验的铸件报废。另外,气孔对铸件的耐腐蚀性和耐热性也有不良的影响。
防止气孔的产生:降低金属液中的含气量,增大砂型的透气性,以及在型腔的最高处增设出气冒口等。
3)粘砂 铸件表面上粘附有一层难以清除的砂粒称为粘砂。粘砂既影响铸件外观,又增加铸件清理和切削加工的工作量,甚至会影响机器的寿命。例如铸齿表面有粘砂时容易损坏,泵或发动机等机器零件中若有粘砂,则将影响燃料油、气体、润滑油和冷却水等流体的流动,并会玷污和磨损整个机器。
防止粘砂:在型砂中加入煤粉,以及在铸型表面涂刷防粘砂涂料等。
4)夹砂 在铸件表面形成的沟槽和疤痕缺陷,在用湿型铸造厚大平板类铸件时极易产生。
铸件中产生夹砂的部位大多是与砂型上表面相接触的地方,型腔上表面受金属液辐射热的作用,容易拱起和翘曲,当翘起的砂层受金属液流不断冲刷时可能断裂破碎,留在原处或被带入其它部位。铸件的上表面越大,型砂体积膨胀越大,形成夹砂的倾向性也越大。
5)砂眼 在铸件内部或表面充塞着型砂的孔洞类缺陷。
6)胀砂 浇注时在金属液的压力作用下,铸型型壁移动,铸件局部胀大形成的缺陷。 为了防止胀砂,应提高砂型强度、砂箱刚度、加大合箱时的压箱力或紧固力,并适当降低浇注温度,使金属液的表面提早结壳,以降低金属液对铸型的压力。
质量检测
铸件的检测主要包括尺寸检查、外观和表面的目视检查、化学成分分析和力学性能试验,对于要求比较重要或铸造工艺上容易产生问题的铸件,还需要进行无损检测工作,可用于球墨铸铁件质量检测的无损检测技术包括液体渗透检测、磁粉检测、涡流检测、射线检测、超声检测及振动检测等。
一、铸件表面及近表面缺陷的检测
1)液体渗透检测
液体渗透检测用来检查铸件表面上的各种开口缺陷,如表面裂纹、表面针孔等肉眼难以发现的缺陷。常用的渗透检测是着色检测,它是将具有高渗透能力的有色(一般为红色)液体(渗透剂)浸湿或喷洒在铸件表面上,渗透剂渗入到开口缺陷里面,快速擦去表面渗透液层,再将易干的显示剂(也叫显像剂)喷洒到铸件表面上,待将残留在开口缺陷中的渗透剂吸出来后,显示剂就被染色,从而可以反映出缺陷的形状、大小和分布情况。需要指出的是,渗透检测的精确度随被检材料表面粗糙度增加而降低,即表面越光检测效果越好,磨床磨光的表面检测精确度最高,甚至可以检测出晶间裂纹。除着色检测外,荧光渗透检测也是常用的液体渗透检测方法,它需要配置紫外光灯进行照射观察,检测灵敏度比着色检测高。
2)涡流检测
涡流检测适用于检查表面以下一般不大于6~7MM深的缺陷。涡流检测分放置式线圈法和穿过式线圈法2种。当试件被放在通有交变电流的线圈附近时,进入试件的交变磁场可在试件中感生出方向与激励磁场相垂直的、呈涡流状流动的电流(涡流),涡流会产生一与激励磁场方向相反的磁场,使线圈中的原磁场有部分减少,从而引起线圈阻抗的变化。如果铸件表面存在缺陷,则涡流的电特征会发生畸变,从而检测出缺陷的存在,涡流检测的主要缺点是不能直观显示探测出的缺陷大小和形状,一般只能确定出缺陷所在表面位置和深度,另外它对工件表面上小的开口缺陷的检出灵敏度不如渗透检测。
3)磁粉检测
磁粉检测适合于检测表面缺陷及表面以下数毫米深的缺陷,它需要直流(或交流)磁化设备和磁粉(或磁悬浮液)才能进行检测操作。磁化设备用来在铸件内外表面产生磁场,磁粉或磁悬浮液用来显示缺陷。当在铸件一定范围内产生磁场时,磁化区域内的缺陷就会产生漏磁场,当撒上磁粉或悬浮液时,磁粉被吸住,这样就可以显示出缺陷来。这样显示出的缺陷基本上都是横切磁力线的缺陷,对于平行于磁力线的长条型缺陷则显示不出来,为此,操作时需要不断改变磁化方向,以保证能够检查出未知方向的各个缺陷。
二、铸件内部缺陷的检测
对于内部缺陷,常用的无损检测方法是射线检测和超声检测。其中射线检测效果最好,它能够得到反映内部缺陷种类、形状、大小和分布情况的直观图像,但对于大厚度的大型铸件,超声检测是很有效的,可以比较精确地测出内部缺陷的位置、当量大小和分布情况。
1)射线检测(微焦点XRAY)
射线检测,一般用X射线或γ射线作为射线源,因此需要产生射线的设备和其他附属设施,当工件置于射线场照射时,射线的辐射强度就会受到铸件内部缺陷的影响。穿过铸件射出的辐射强度随着缺陷大小、性质的不同而有局部的变化,形成缺陷的射线图像,通过射线胶片予以显像记录,或者通过荧光屏予以实时检测观察,或者通过辐射计数仪检测。其中通过射线胶片显像记录的方法是最常用的方法,也就是通常所说的射线照相检测,射线照相所反映出来的缺陷图像是直观的,缺陷形状、大小、数量、平面位置和分布范围都能呈现出来,只是缺陷深度一般不能反映出来,需要采取特殊措施和计算才能确定。国际铸业网出现应用射线计算机层析照相方法,由于设备比较昂贵,使用成本高,无法普及,但这种新技术代表了高清晰度射线检测技术未来发展的方向。此外,使用近似点源的微焦点X射线系统实际上也可消除较大焦点设备产生的模糊边缘,使图像轮廓清晰。使用数字图像系统可提高图像的信噪比,进一步提高图像清晰度。
2)超声检测
超声检测也可用于检查内部缺陷,它是利用具有高频声能的声束在铸件内部的传播中,碰到内部表面或缺陷时产生反射而发现缺陷。反射声能的大小是内表面或缺陷的指向性和性质以及这种反射体的声阻抗的函数,因此可以应用各种缺陷或内表面反射的声能来检测缺陷的存在位置、壁厚或者表面下缺陷的深度。超声检测作为一种应用比较广泛的无损检测手段,其主要优势表现在:检测灵敏度高,可以探测细小的裂纹;具有大的穿透能力,可以探测厚截面铸件。其主要局限性在于:对于轮廓尺寸复杂和指向性不好的断开性缺陷的反射波形解释困难;对于不合意的内部结构,例如晶粒大小、组织结构、多孔性、夹杂含量或细小的分散析出物等,同样妨碍波形解释;另外,检测时需要参考标准试块。
铸件缺陷如何修补铸件:
解决铸件缩松缺陷的方法,最根本的着眼点就是“热平衡”。其方法是:
(1)在机床铸件结构形成的厚处与热节处,实行快速凝固,人为地造成机床铸件各处温度场的基本平衡。采用内外冷铁,局部采用蓄热量大的锆英砂,铬铁矿砂或特种涂料。
(2)合理的工艺设计。内浇道设在机床铸件相对溥壁处,数时多且分散。使最早进入厚壁处的金属液率先凝固,薄壁处后凝固,使各处基本达到均衡凝固。对于壁厚均匀的机床铸件,采用多个内浇道和出气孔。内浇道多,分散与均布,使整体热量均衡。出气孔细且多,即排气通畅又起散热作用。
(3)改变内浇道的位置
(4)选用蓄热量大的造型材料,这对用消失模生产抗磨产品极为重要!铬铁矿砂取代石英砂等蓄热量小的其它砂种,会取得良好的效果,浇毕微震更优!
(5)低温快烧,开放式浇注系统。使金属液快速,平稳,均衡地充满铸型。这要因件制宜。
(6)球铁的机床铸型强度大,表面硬度≧90,砂箱刚性大,对消除缩松有利。
(7)需要冒口时,当首迁热冒口,且离开热节。若将冒口置于热节上,必将加大冒口尺寸,形成“热上加热”。弄不好,非但缩松难除,还会产生集中性缩孔,又降低了工艺出品率。
(8)铸型倾斜摆放与合金化,都获益。消除机床铸件缩松缺陷是一个复杂的认识与实施过程。应以“热平衡”为基本原则,对雎体铸件做科学分析,制订合理的工艺方案,迁择好适宜的造型材料,工装及正确操作且标准化。那么任何机床铸件的缩松缺陷都可以解决。
由于多种因素影响,常常会出现气孔、针孔、夹渣、裂纹、凹坑等缺陷。常用的修补设备为氩弧焊机、电阻焊机、冷焊机等。对于质量与外观要求不高的铸件缺陷可以用氩弧焊机等发热量大、速度快的焊机来修补。但在精密铸件缺陷修补领域,由于氩焊热影响大,修补时会造成铸件变形、硬度降低、砂眼、局部退火、开裂、针孔、磨损、划伤、咬边、或者是结合力不够及内应力损伤等二次缺陷。冷焊机正好克服了以上缺点,其优点主要表现在热影响区域小,铸件无需预热,常温冷焊修补,因而无变形、咬边和残余应力,不会产生局部退火,不改变铸件的金属组织状态。因而冷焊机适用于精密铸件的表面缺陷修补。冷焊的焊补范围为Φ1.5-Φ1.2mm焊补点反复熔化堆积的过程,在大面积缺陷修补过程中,修复效率是制约其广泛推广应用的唯一因素。对于大缺陷,推荐传统焊补工艺与铸造缺陷修补机的复合应用。可有时我们的缺陷没有很多,就不必要投入较大的成本,我们用一些修补剂就可以修补好的,方便简单,例如铁质材料的,我们可以用(劲素成)JS902修补一下就可以了,用不完可以放到以后再用,这样可以为我们的厂家节省成本啊,让我们的铸造厂家把更多的资金投入到提高产品本身质量上,让使用者创造更多的财富。
三、铸件质量检验结果
铸件质量检验结果通常分为三类:合格品、返修品、废品。
1)合格品指外观质量和内在质量都符合有关标准或交货验收技术条件的铸件;
2)返修品指外观质量和内在质量不完全符合标准和验收条件,但允许返修,返修后能达到标准和铸件交货验收技术条件要求的铸件;
3)废品指外观质量和内在质量都不合格,不允许返修或返修后仍达不到标准和铸造交货验收技术条件要求的铸件。废品又分为内废和外废两种。内废指在铸造厂内或铸造车间内发现的废品铸件;外废指铸件在交付后发现的废品,其所造成的经济损失远比内废大。
影响铸件凝固方式的因素
铸件的凝固方法有很多种。铸件在凝固的过程中,其断面上一般分为三个区:1—固相区2—凝固区3—液相区对凝固区影响较大的是凝固区的宽窄,依此划分凝固方式。第一,中间凝固:大多数合金的凝固介于逐层凝固和糊状凝固之间。第二,逐层凝固:纯金属,共晶成分合金在凝固过程中没有凝固区,断面液,固两相由一条界限清楚分开,随温度下降,固相层不断增加,液相层不断减少,直达中心。第三,糊状凝固:合金结晶温度范围很宽,在凝固某段时间内,铸件表面不存在固体层,凝固区贯穿整个断面,先糊状,后固化。相关专家表示,影响铸件凝固方式的因素总结:第一,铸件的温度梯度。合金结晶温度范围一定时,凝固区宽度取决于铸件内外层的温度梯度。温度梯度愈小,凝固区愈宽。(内外温差大,冷却快,凝固区窄)。第二,合金的结晶温度范围。范围小:凝固区窄,愈倾向于逐层凝固。如:砂型铸造,低碳钢逐层凝固,高碳钢糊状凝固。
铸造缺陷修补剂是双组分、胶泥状、室温固化高分子树脂胶 ,以金属及合金为强化填充剂的聚合金属复合型冷焊修补材料。与金属具有较高的结合强度,并基本可保存颜色一致,具有耐磨抗蚀与耐老化的特性。固化后的材料具有较高的强度,无收缩,可进行各类机械加工。具有抗磨损、耐油、防水、耐各种化学腐蚀等优异性能,同时可耐高温120℃。
用途
铸造缺陷修补剂是由多种合金材料和改性增韧耐热树脂进行复合得到的高性能聚合金属材料,适用于各种金属铸件的修补及缺陷大于2mm的各种铸件气孔、砂眼、麻坑、裂纹、磨损、腐蚀的修复与粘接。通用于对颜色要求不太严格的各种铸造缺陷的修复,具有较高的强度,并可与基材一起进行各类机械加工。
如何检测
铸件本身的属性直接影响加工的品质,其中硬度值是决定铸件加工的一项重要指标。
1)布氏硬度:主要用来测定铸件、锻件、有色金属制件、热轧坯料及退火件的硬度,测定范围≯HB450。
2)洛氏硬度:HRA主要用于高硬度试件,测定硬度高于HRC67以上的材料和表面硬度,如硬质合金、氮化钢等,测定范围HRA>70。HRC主要用于钢制件(如碳钢、工具钢、合金钢等)淬火或回火后的硬度测定,测定范围HRC20~67。
3)维氏硬度:用来测定薄件和钢板制件的硬度,也可用来测定渗碳、氰化、氮化等表面硬化制件的硬度。
主要包括外观质量、内在质量和使用质量。外观质量指铸件表面粗糙度、表面缺陷、尺寸偏差、形状偏差、重量偏差;内在质量主要指铸件的化学成分、物理性能、机械性能、金相组织以及存在于铸件内部的孔洞、裂纹、夹杂、偏析等情况;使用质量指铸件在不同条件下的工作耐久能力,包括耐磨、耐腐蚀、耐激冷激热、疲劳、吸震等性能以及被切削性、可焊性等工艺性能。
铸件质量对机械产品的性能有很大影响。例如,机床铸件的耐磨性和尺寸稳定性,直接影响机床的精度保持寿命;各类泵的叶轮、壳体以及液压件内腔的尺寸、型线的准确性和表面粗糙度,直接影响泵和液压系统的工作效率,能量消耗和气蚀的发展等;内燃机缸体、缸盖、缸套、活塞环、排气管等铸件的强度和耐激冷激热性,直接影响发动机的工作寿命。
影响铸件质量的因素很多,第一是铸件的设计工艺性。进行设计时,除了要根据工作条件和金属材料性能来确定铸件几何形状、尺寸大小外,还必须从铸造合金和铸造工艺特性的角度来考虑设计的合理性,即明显的尺寸效应和凝固、收缩、应力等问题,以避免或减少铸件的成分偏析、变形、开裂等缺陷的产生。第二要有合理的铸造工艺。即根据铸件结构、重量和尺寸大小,铸造合金特性和生产条件,选择合适的分型面和造型、造芯方法,合理设置铸造筋、冷铁、冒口和浇注系统等。以保证获得优质铸件。第三是铸造用原材料的质量。金属炉料、耐火材料、燃料、熔剂、变质剂以及铸造砂、型砂粘结剂、涂料等材料的质量不合标准,会使铸件产生气孔、针孔、夹渣、粘砂等缺陷,影响铸件外观质量和内部质量,严重时会使铸件报废。第四是工艺操作,要制定合理的工艺操作规程,提高工人的技术水平,使工艺规程得到正确实施。
铸造生产中,要对铸件的质量进行控制与检验。首先要制定从原材料、辅助材料到每种具体产品的控制和检验的工艺守则与技术条件。对每道工序都严格按工艺守则和技术条件进行控制和检验。最后对成品铸件作质量检验。要配备合理的检测方法和合适的检测人员。一般对铸件的外观质量,可用比较样块来判断铸件表面粗糙度;表面的细微裂纹可用着色法、磁粉法检查。对铸件的内部质量,可用音频、超声、涡流、X射线和γ射线等方法来检查和判断。