铸件缺陷修复.doc

喷焊在铸件缺陷修复中的应用一、缺陷形成过程：　　铸件缺陷是在铸造成形过程中产生的,一般呈残缺不圆满或不连续的表面或内部缺陷。由于这些缺陷往往会造成产品的报废,从而大大地增加了生产成本,所以常常通过修复的方法来减少废品率,降低生产费用。随着科学技术的高速发展,对于铸造缺陷的修复范围也在不断拓宽,从而进一步降低了铸造产品的废品率。制造厂家通常根据这些零部件的使用条件来确定能否进行修复,对于材质不合格或主要部位存在缺陷的铸件,一般定为不可修复类;对于铸件的非加工面或加工面上外露的气孔、夹渣、缩孔、缩松、砂眼、加工超差等缺陷均定为可修复类。目前修复铸件缺陷的方法较多,通常采用电弧冷焊、热焊、气焊、钎焊等方法,众所周知,铸铁的焊接性差,容易产生白口化和焊接裂纹,给铸件的焊修带来一定的难度,所以有时也采用塞补、填补和胶接等机械的修补方法。　　随着科学技术的进步,有力的推动了高新技术的迅速发展,热喷涂就是新崛起的一种表面改性技术,近年来人们通过对喷涂材料、喷涂设备、喷涂工艺的不断研究开发,热喷涂技术在很多行业中得到了普遍的认可,在铸件表面缺陷修复方面,目前喷涂技术的应用虽然没有普及,但在某些方面同样取得了良好的效果。　　1.试验材料　　试验母材选用常用的HT250 灰口铸铁,试件尺寸见（图） 。 涂层材料根据产品的使用要求、加工性能、生产成本等条件,选用合金粉CYZ3006、CYZ3006Z自熔性合金粉为喷焊材料 ,涂层材料的线胀系数为14 ×10 - 6 ～1 6 ×1 0 - 6 / 　　表1 涂层材料成分及性能 　　2. 喷焊方法　　铸件缺陷具有形态多样性、位置不确定性,本试验采用氧乙炔焰“一步法”喷焊工艺。　　3. 测试仪器　　用光学显微镜OLMYPUS PMG - 3,对母材及涂层的组织结构、涂层与基材界面、热影响区的组织进行分析。用XL30/ PMP 电子探针显微分析仪,对涂层与基材结合区的形貌特征、化学成分进行同位分析，HB硬度分析仪，金相分析等。　　二、喷焊工艺对涂层质量的影响　　 “一步法”喷焊工艺主要包括工件表面预处理,喷焊,后处理等工序。　　1. 工件表面预处理对涂层质量的影响　　 工件表面预处理主要包括喷焊部位脏物清理和表面粗化。铸件表面的脏物主要是铁锈、氧化皮、夹渣、夹砂等,经过机械加工的铸件表面还可能存在油污。在锈蚀面上直接喷焊,经手工铲检,喷焊层沿结合面脱落。经断面宏观检查,发现在喷焊层与基体的界面上有氧化皮存在,并出现断续的链状夹渣。对机械加工后未经去油处理直接进行喷焊后,发现液态涂层金属在固态工件表面上呈球状,铺展性差。试验证明工件表面的清洁程度直接影响润湿性,从而影响了涂层的结合强度。　　 对工件喷焊部位表面粗化程度做了相应的试验,其结果是粗化表面粗糙的工件润湿性比表面光洁的要好,经分析认为,由于粗糙表面上有纵横交错的沟槽和凸凹不平的坑穴,起着特殊毛细管作用,有利于熔化合金沿工件表面流布,改善了润湿性和加强了微冶金结合,同时也增大了涂层与基材的结合面积,使结合强度大大地提高。本文采用砂轮打磨后通过喷砂粗化处理,然后进行喷焊的工艺,试验证明,涂层与基材结合界面的质量比较理想。　　2. 喷焊工艺对涂层质量的影响　　 喷焊工艺包括工件的预热、喷涂保护层粉、喷焊及保温缓冷等工序。　　． 工件预热对涂层质量的影响　　在喷焊之前对工件进行预热,主要是使基体与喷焊层的温差减少,降低它们之间由于温差引起的内应力。另外可减缓冷却速度,防止冷却时因收缩发生涂层崩落或产生裂纹。提高预热温度有利于涂层的重熔,能显著地改善涂层的润湿性。但是预热温度过高会造成基体金属的氧化,阻碍涂层与基体的结合,故预热温度不宜过高。预热温度过低,则很容易产生喷焊层脱落、卷边等现象。一定的预热温度既可防止高温粉末颗粒撞击到工件表面时的剧冷、又可以减少喷焊层与基体间的收缩应力差,防止焊层脱落,又不会因预热温度过高而使工件表面氧化严重,破坏工件表面的活化效果。应引起重视的是基材在预热操作过程中,焊枪火焰不能离开预热表面,否则基材表面迅速氧化,影响喷焊质量。预热温度要根据工件的材质、大小、形状和涂层粉末的类型来确定。试验认为,铸铁件预热时采用碳化焰,预热温度控制在200～300 之间喷涂预保护粉为宜。　　． 预保护喷粉工艺对涂层质量的影响　　为了防止零件表面在预热后和喷焊过程中被氧化,在工件达到预热温度之后,应立即在待喷表面先均匀地喷涂一层厚度约为0.1～0.15mm左右的涂层,将喷焊部位保护起来。预保护粉覆盖要完整,喷嘴距离工件表面约80～100mm为宜。试验发现,预保护喷粉时,待熔表面喷覆不完整,在喷焊过程中,出现熔融状态的合金层从边缘卷缩起来,在表面张力的作用下与基材脱离,裸露出的基体表面产生严重的氧化,对此