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    不銹鋼鑄件加工后花斑缺陷分析與改進(jìn)

    作者:高新鑄業(yè) 日期:2019-06-02
    內(nèi)容摘要:不銹鋼轉(zhuǎn)輪系列鑄件采用消失模鑄造,鑄件壁厚不均、形狀復(fù)雜,輪毅處厚度達(dá)140mm,葉片厚度為15mm,轉(zhuǎn)輪加工后發(fā)現(xiàn)內(nèi)腔輪毅部位出現(xiàn)花斑現(xiàn)象,花斑在軸孔處分布密集,呈白色,手感粗糙,用水或清洗液無(wú)法去除,用酸腐蝕,花斑依然存在。

    不銹鋼轉(zhuǎn)輪系列鑄件采用消失模鑄造,鑄件壁厚不均、形狀復(fù)雜,輪毅處厚度達(dá)140mm,葉片厚度為15mm,轉(zhuǎn)輪加工后發(fā)現(xiàn)內(nèi)腔輪毅部位出現(xiàn)花斑現(xiàn)象,花斑在軸孔處分布密集,呈白色,手感粗糙,用水或清洗液無(wú)法去除,用酸腐蝕,花斑依然存在。

    1機(jī)加工分析

    缺陷產(chǎn)生后,初步認(rèn)為是機(jī)加工參數(shù)設(shè)置不合理造成的加工損傷。于是進(jìn)行更換不同材料的刀具、刀口角度、鋒利程度,更改切削參數(shù),降低進(jìn)刀量及切削速度,更換切削液,重新加工。經(jīng)過(guò)很多次試驗(yàn),結(jié)果缺陷依然存在,可以確定花斑缺陷不是機(jī)加工因素形成的。

    2液體滲透探傷分析

    對(duì)轉(zhuǎn)輪缺陷部位取樣,進(jìn)行PT檢測(cè),花斑呈淡紅色,隱約可見(jiàn)其跡象呈非點(diǎn)狀,非線性,也非面積性,根據(jù)跡象判定花斑不屬于縮松、縮孔類鑄造缺陷,也不屬于氣孔、夾渣等熔煉澆注產(chǎn)生的缺陷,由此說(shuō)明鑄造工藝是性的。

    鑄件的零分析產(chǎn)品結(jié)構(gòu),轉(zhuǎn)輪輪毅部位厚大,直接補(bǔ)縮困難,所以因工藝需要將輪毅內(nèi)孔做成盲孔,利于對(duì)輪毅充分補(bǔ)縮。鑄件澆注后,由于輪毅部位相對(duì)熱節(jié)較大,且散熱條件差,冷卻速度很慢,造成碳化物呈塊狀、網(wǎng)狀析出。鑄件鑄態(tài)組織中存在的塊狀、網(wǎng)狀碳化物在隨后的熱處理奧氏體化溫度階段,能逐漸溶解,并奧氏體化。因此只要熱處理得當(dāng),鑄態(tài)的粗大碳化物不會(huì)形成花斑缺陷。

    脆性塊狀碳化物原本可以通過(guò)熱處理重新奧氏體化。由于鑄件壁厚不均,為了兼顧轉(zhuǎn)輪葉片部位免于過(guò)燒,將熱處理的參數(shù)設(shè)置為:升溫速度V≤150℃/h,保溫溫度(1100±10)℃,保溫時(shí)間2.5h。輪毅的盲孔中型殼沒(méi)有清理干凈,使輪毅部位當(dāng)量熱節(jié)增大,所以按照此熱處理參數(shù)無(wú)法使輪毅內(nèi)芯處的塊狀碳化物充分溶解。輪毅處于轉(zhuǎn)輪的中間,外面有球面形狀的鼓面包圍,散熱條件非常差,鑄件在熱處理高溫出爐入水時(shí),降低了冷卻速度,致使碳化物不同程度的再次析出。

    鑄態(tài)碳化物未奧氏體化,加之入水冷卻時(shí),冷卻速度不足,再次析出碳化物,使得組織中碳化物出現(xiàn)異常。

    通過(guò)以上分析,明確了不銹鋼鑄件加工后產(chǎn)生花斑缺陷的原因。既要鑄件輪毅部位的質(zhì)量,也要加工后的花斑缺陷,鑄造工藝不能改變,只能通過(guò)改變熱處理?xiàng)l件來(lái)解決這一難題。在熱處理前將輪毅盲孔處的型殼,然后采用粗加工的方式將內(nèi)腔補(bǔ)貼去除,使盲孔變?yōu)橥祝瑑?nèi)徑單邊留有2mm的加工余量,盡可能減小輪毅部位的厚度,同時(shí)熱處理擺放時(shí)將輪毅部位錯(cuò)開(kāi),鑄件間的間距控制在100~150mm,再進(jìn)行熱處理,使?jié)沧⒑螽a(chǎn)生的塊狀碳化物充分溶解,也促使熱處理時(shí)鑄件出爐后高溫入水冷卻速度加快,避免再次析出塊狀、網(wǎng)狀碳化物。

    由于轉(zhuǎn)輪輪毅部位厚大,為補(bǔ)縮需要工藝設(shè)計(jì)成盲孔,澆注后該部位冷卻速度慢,晶間析出大量粗大塊狀碳化物。固溶處理時(shí),厚大的輪毅部位,無(wú)法充分奧氏體化,固溶處理冷卻時(shí),該處散熱條件差,冷卻速度慢,晶間再次析出塊狀、網(wǎng)狀碳化物。由于碳化物為脆性相,加工時(shí)塊狀、網(wǎng)狀碳化物脆性脫落,脫落處呈現(xiàn)花斑色澤。為此采用熱處理前將型殼清理干凈,粗加工將盲孔打通,熱傳導(dǎo)條件,了花斑缺陷。


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