鑄件常見缺陷和處理

1、鑄件常見缺陷、修補及檢驗一、 常見缺陷1 .缺陷的分類鑄件常見缺陷分為孔眼、裂紋、表面缺陷、形狀及尺寸和重量不 合格、成份及組織和性能不合格五大類。（注：主要介紹鑄鋼件容易 造成裂紋的缺陷）1.1 孔眼類缺陷孔眼類缺陷包括氣孔、縮孔、縮松、渣眼、砂眼、鐵豆。1.1.1 氣孔：別名氣眼，氣泡、由氣體原因造成的孔洞。鑄件氣孔的特征是：一般是園形或不規(guī)則的孔眼，孔眼內(nèi)表面光 滑，顏色為白色或帶一層舊暗色。（如照片）照片1產(chǎn)生的原因是：來源于氣體，爐料潮濕或繡蝕、表面不干凈、爐 氣中水蒸氣等氣體、爐體及澆包等修后未烘干、型腔內(nèi)的氣體、澆注 系統(tǒng)不當(dāng)，澆鑄時卷入氣體、鑄型或泥芯透氣性差等。1.1.2 縮

2、孔縮孔別名縮眼，由收縮造成的孔洞?？s孔的特征是：形狀不規(guī)則，孔內(nèi)粗糙不平、晶粒粗大。產(chǎn)生的原因是：金屬在液體及凝固期間產(chǎn)生收縮引起的， 主要有 以下幾點：鑄件結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，澆鑄系統(tǒng)不適當(dāng)，冷鐵的大小、數(shù) 量、位置不符實際、鐵水化學(xué)成份不符合要求，如含磷過高等。澆注 溫度過高澆注速度過快等。1.1.3 縮松縮松別名疏松、針孔蜂窩、由收縮耐造成的小而多的孔洞?？s松的特征是：微小而不連貫的孔，晶粒粗大、各晶粒間存在明顯的網(wǎng)狀孔眼，水壓試驗時滲水。（如照片2）照片2產(chǎn)生的原因同以上縮孔1.1.4 渣眼渣眼別名夾渣、包渣、臟眼、鐵水溫度不高、澆注擋渣不當(dāng)造成。 渣眼的特征是：孔眼形狀不規(guī)則，不光滑、里

3、面全部或局部充塞 著渣。（如照片3）照片3產(chǎn)生的原因是：鐵水純凈度差、除渣不凈、澆注時擋渣不好，澆 注系統(tǒng)擋渣作用差、澆注時澆口未充滿或斷流。1.1.5 砂眼砂眼是夾著砂子的砂眼。砂眼的特征是：孔眼不規(guī)則，孔眼內(nèi)充塞著型砂或芯砂。產(chǎn)生的原因是：合箱時型砂損壞脫落，型腔內(nèi)的散砂或砂塊未清 除干凈、型砂緊實度差、澆注時沖壞型芯、澆注系統(tǒng)設(shè)計不當(dāng)、型芯 表面涂料不好等。1.1.6 鐵豆鐵豆是夾著鐵珠的孔眼、別名鐵珠、豆眼、鐵豆砂眼等。鐵豆的特征是：孔眼比較規(guī)則、孔眼內(nèi)包含著金屬小珠、常發(fā)生 在鑄鐵件上。1.2 裂紋類缺陷裂紋類缺陷包括：熱裂、溫裂、冷裂。1.2.1 熱裂熱裂是在較高溫度下產(chǎn)生的，常發(fā)

4、生在凝固溫度附近。熱裂的特征是：鑄件上有穿透或不穿透的裂紋，呈彎曲形，開裂處表面氧化。（如照片4）產(chǎn)生的原因是：鐵中含硫量過高或雜質(zhì)過多、砂型的退讓性能差、 澆注溫度控制不當(dāng)、鑄件壁簿厚轉(zhuǎn)接處過渡劇烈、澆口、冷鐵、收縮 筋、排氣孔的尺寸和位置不當(dāng)?shù)取?.2.2 溫裂溫裂又稱熱處理裂紋由切割、焊接或熱處理不當(dāng)引起。溫裂的特征是：鑄件上有穿透或不穿透的裂紋，開裂處金屬表面 氧化。1.2.3 冷裂冷裂是鑄件在較低溫度下產(chǎn)生的裂紋。冷裂的特征是：鑄件上有穿透或不穿透的裂紋，呈直線形，開裂處表面未氧化。產(chǎn)生的原因是：鑄件結(jié)構(gòu)不合理，厚簿不均、砂型或泥芯退讓性 能差、鑄件各部分冷卻不一致，合金自身應(yīng)力傾向

5、大。1.3 表面類缺陷表面類缺陷包括粘砂、結(jié)疤、夾砂、冷隔。我們主要針對會造成鑄件裂的冷隔做一介紹：冷隔又稱對火、接火等冷隔的特征是：在制件表面有不規(guī)則的明顯下陷線形紋路 （有穿 透的和不穿透的兩種），形狀細(xì)小而狹長，在外力作用下有發(fā)展趨勢。 從冷隔的特征看，它容易造成母體裂的危害。冷隔造成的裂紋，不會 馬上出現(xiàn)，它是在運用時，在承載受沖擊作用下產(chǎn)生疲勞裂。（如照片5）照片5產(chǎn)生的原因是：多澆包多點同時澆注，使兩股金屬流對接，但未完全 熔合而又無夾雜存在其間，兩層金屬結(jié)合極弱；澆注溫度太低、澆注 速度過慢、澆注時間太長合金性能流動性差，碳、硅太低，硫量較高 或多澆包順序澆注，前后兩包斷流時間太

6、長；鑄件截面薄而長，鐵水 流不利，澆鑄斷流、砂型跑火、一次性澆注鐵水不足、而補澆又不及 時等。1.4 尺寸形狀和重量不合格類缺陷尺寸形狀和重量不合格類缺陷包括：多肉、澆不足、落砂、抬箱、 偏芯、變形、錯箱、損傷、形狀、尺寸和重量不符等。1.5 成分組織及性能不合格類缺陷成分組織及性能不合格類缺陷包括化學(xué)成份不合格、金相不合格、偏析、過硬、物理力學(xué)性能不合格。二、缺陷的處理鑄件缺陷處理較為關(guān)鍵，尤其在處理裂紋時，處理過程中任何一 個環(huán)節(jié)不注意都會引發(fā)新的裂紋。因此我必須關(guān)注細(xì)節(jié)，嚴(yán)格執(zhí)行工 藝，確保質(zhì)量。1 .鑄鋼件缺陷修補的原則:缺陷的修補必須在不影響產(chǎn)品質(zhì)量的前提下進(jìn)行，修補依據(jù)應(yīng)按相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

7、有關(guān)技術(shù)規(guī)定執(zhí)行。如所存在缺陷是否充許修補，及修補相關(guān)的技術(shù)要求。參照標(biāo)準(zhǔn)：TB1583 96 機(jī)車車輛鑄鋼件補焊技術(shù)條件TB1464 91 鐵道機(jī)車車輛用碳鋼鑄件通用技術(shù)條件TB456 84車鉤鉤尾框技術(shù)條件TB1400 91 內(nèi)燃機(jī)車用鑄鋼輪心技術(shù)條件2 .鑄鋼件裂紋的處理方法焊補是鑄鋼件的基本生產(chǎn)工序之一。鑄鋼件上的鑄造缺陷幾乎都可以用焊補法修復(fù)。電弧焊被廣泛采用。（ 1）鑄鋼的焊接性：鑄鋼的含碳量對焊接性影響極大，合金元素的影響亦相當(dāng)復(fù)雜。碳鋼或低合金鋼的焊接性通常用碳當(dāng)量CE估計，近似計算公式頗多，大同小異。（ 2）焊補要點：為了保證焊補品質(zhì)（質(zhì)量），應(yīng)認(rèn)真清理缺陷處的粘砂、氧化皮、

8、夾雜物等；開出坡口；并根據(jù)鋼的焊接性做好焊前預(yù)熱和焊后熱處理。2.1 打止裂孔及裂紋的消除裂紋的消除可采用電弧氣刨或角型砂輪打磨、風(fēng)銑刀消磨的冷消除法。建議重要件的裂紋消除盡量采用冷消除，盡可能的減少受熱。淺表性裂紋可不做止裂孔，裂的深度、寬度較大必須處理前在裂紋的終端10mm以內(nèi)，預(yù)制58mm的止裂孔，防止裂紋的延伸。2.2 預(yù)制坡口和間隙我們在處理廠修車、構(gòu)架拐壁座、軸箱拉桿座、旁承座等的裂紋時，焊縫要求焊透。一般采用60 度 V 型坡口，預(yù)留2mm 間隙。對于重要部位，裂紋較嚴(yán)重的T 形接頭或角接接頭，建議對立板開30度 V 型坡口，這樣才能保證熔合質(zhì)量。2.3 焊前準(zhǔn)備處理焊補鑄鋼件所

9、用焊條應(yīng)使熔敷金屬的化學(xué)成份、機(jī)械性能與母材相當(dāng)。處理裂紋我們建議采用堿性焊條，提高抗裂性和韌性。焊前要求對焊條預(yù)熱200-250，使用溫度不底于150。環(huán)境溫度不低于5度。要求對坡口表面及施焊表面20mm 區(qū)域內(nèi)砂輪打磨。坡口表面不充許存在2mm 以上溝槽，金屬表面無油污、氧化物、鐵銹見金屬光澤。建議在施焊前對鑄鋼件母體進(jìn)行預(yù)熱。最好采用整體預(yù)熱，如不能整體預(yù)熱時，可采用局部預(yù)熱。局部預(yù)熱的范圍為焊縫兩側(cè)至少各取焊縫處截面厚三倍的寬度。各種牌號鑄鋼件的預(yù)熱溫度、焊后保溫措施、焊后去除應(yīng)力的熱處理參照表1表1鑄件牌號預(yù)熱溫度焊后保溫措施焊后熱處理ZG230450>50 C不rfn要除技術(shù)

10、條件規(guī)止外一般不做熱處理ZG310570>150C石棉被履蓋緩冷 或隨爐冷卻600 c 650CZG265480>150CZG415620>150C318 c 650CZG690830150C 280 c430 c 650C一些常用鑄鋼的焊接性鋼種主要化學(xué)成分（為焊接性焊前預(yù)熱溫度（）焊后丁 560650c退火碳鋼C< 0.3良不需不需C 0.3 0.4可100150©最好退火C 0.4 0.5尚可150300應(yīng)進(jìn)行鎰鋼Mn1.21.6, C0.20.3可100150©最好退火Mn1.21.6, C0.30.4尚可150300應(yīng)進(jìn)行銘鋼Cr<1

11、.0, C< 0.2良不需不需Cr1.5 1.6, C< 0.3可150200 c 最好退火銀鋼Ni<2.0, C< 0.2良不需不需Ni2.0 3.0 , C0.150.30可100150©最好退火Ni>3.0 , C0.30.4尚可150300應(yīng)進(jìn)行鋁鋼Mo0.40.6 , C< 0.25可100©最好退火Mo0.40.6 , C0.250.35可100150©最好退火銅鋼Cu< 2.0, C< 0.2良不需不需2.4焊接過程焊接操者須經(jīng)平焊考試合格，具備焊工資質(zhì)的人員操作。在施焊 時應(yīng)該選擇合理的焊接規(guī)范。焊接

12、引弧時，應(yīng)防止電弧擊傷鑄件表面， 禁止在非焊接區(qū)域引弧打火。施焊部位應(yīng)避免人為吹風(fēng)與穿堂風(fēng)。 對 接焊縫不能一次填充過多，采用多層焊，不得少于三層。第一層焊縫 采用較小直徑的焊條施焊，以較小的熔合比，防止產(chǎn)生熱裂紋。每焊 完一層后，應(yīng)徹底清除熔渣(發(fā)現(xiàn)裂紋及缺陷應(yīng)清除)后，再焊下一層。 施焊中應(yīng)保持焊縫層間不低于預(yù)熱溫度。較長焊縫大于200mm的焊接，應(yīng)采用分段法。每層的起弧和收弧位要錯開不少于20mm。盡量避開死角位及終端起弧或收弧。1 .鑄鐵件的焊補鑄鐵件上的氣孔、砂眼、夾渣、裂紋、滲漏等缺陷，若不超過焊 補的允許范圍，可以進(jìn)焊補修復(fù)。但是，鑄鐵的焊接性能差，焊后常 出現(xiàn)氣孔、變形，易斷裂

13、，難加工，因此焊補鑄鐵時，應(yīng)非常慎重。(1) 焊補方法：鑄鐵的焊補方法通常按工件的預(yù)熱溫度分類(2) 焊前不預(yù)熱或僅預(yù)熱到250c以下，稱為冷焊；焊前預(yù)熱至U 250450C,稱為半熱焊；焊前預(yù)熱到 500700C,稱為熱焊。鑄鐵常用焊補方法的特點及適用范圍見表2.(3) 鑄鐵的焊補方法及其適用范圍表2焊補方法鑄件預(yù)熱焊補特點適用范圍通常采用非鑄鐵焊條。若用銀基焊條，焊后可加工；若用其它種類焊條，焊后加工性差，且焊縫強(qiáng)度和顏色各不相同，有的與母材接近不預(yù)熱冷焊采用大直徑鑄鐵芯焊條和大電流時，若能嚴(yán)格執(zhí)行冷焊工藝要點，則冷焊、半熱焊后可加工，硬度、強(qiáng)度、顏色與母焊主要用于焊條電弧材基本相同。但若

14、缺陷四周剛度大時，非加工面上焊焊后易開裂焊補，有時400c左右半 熱焊一般米用鋼芯石墨化型鑄鐵焊也用于加工條，焊后加工性不穩(wěn)定，強(qiáng)度與母材 相近面上焊補500700 c一般采用鑄鐵芯焊條。焊后需保溫緩冷?？杉庸ぃ捕?，強(qiáng)度、顏色左右熱焊與母材基本相同，即使缺陷四周剛度大，焊后亦不易開裂焊后可加工，硬度、強(qiáng)度、顏色 主要用于非氧-乙快不預(yù)熱與母材基本相同。但焊后常易開裂加工面氣焊600c左右熱預(yù)熱后快速焊。焊后在650多用于加工焊700c左右保溫緩冷。可加工，硬度、 強(qiáng)度、顏色與母材基本相同面釬焊釬料與鑄件一同加熱釬料熔化，流布鑄件的縫隙或空 洞中。焊后，鑄件變形小，易加工， 但不宜高溫工作主要

15、用于修 補孔洞，裂 縫等缺陷2）焊條的選用 焊補鑄鐵缺陷應(yīng)根據(jù)母材選用適當(dāng)焊條，見表 3表3根據(jù)鑄鐵材質(zhì)選用焊條（日本焊接協(xié)會）母材焊條種類焊接種類銀焊條DFC Ni銀鐵焊條DFC NiFe銀銅焊條DFCNi Cu銅焊條DFC Cu鐵焊條DFC Fe灰鑄鐵補洞優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)優(yōu)焊接優(yōu)優(yōu)差差焊補裂縫優(yōu)優(yōu)稍差差差球墨鑄 鐵補洞良優(yōu)稍差稍差焊接優(yōu)差差差焊補裂縫優(yōu)差差差可 鍛 鑄 鐵黑心 與白心補洞優(yōu)優(yōu)良稍差良焊接良優(yōu)稍差差差焊補裂縫優(yōu)差差差體補洞優(yōu)優(yōu)般稍差良焊接優(yōu)優(yōu)稍差差差焊補裂縫優(yōu)優(yōu)差差差注：日本JISZ3252鑄鐵焊條（下列成分是焊縫金屬成分o% :焊條名稱CMnSiPSNiFeCuDFC Ni1.81.02.50.040.04>92一一DFC NiFe2.02.52.50.040.0440 60余量一DFC NiCu1.72.51.00.040.04>602.52.5 3.5DFC Cu1.0 5.01.0 2.5 9.50.040.04一一余量DFC Fe0.150.81.00.030.04一余量一表4鑄鋁件常用焊補方法及應(yīng)用方法氣焊金屬極電弧焊焊補要點1 .焊條與補焊鑄件相同2 .熔劑（焊藥）；氯化鉀30% 50%氯化鋰0%- 23% 氯化鈉0%- 45% 氯化鋼0% 40% 氯化鈉0唳9%氟