1.铸件落砂除芯质量的控制(检验)
(1)铸件落砂除芯分类 铸件落砂是指用手工或机械方法使铸件与型(芯)砂分离的操作。铸件落砂可以是带砂箱落砂或在桶型后再落砂。
铸件除芯是指从铸件中去除芯和芯骨的操作。
生产中的铸件落砂除芯方法也较多,其分类如图4-28所示。
(2)铸件落砂除芯过程的控制(检验)
1)铸件落砂除芯过程的一般控制。铸件落砂除芯过程的一般控制应包括:铸件在型内的冷却时间或出型温度、铸件结构与铸型尺寸、落砂物(落砂铸件+砂型+砂箱)总质量、无箱带砂箱与有箱带砂箱、型砂类别、落砂机能力与维修等,如图4-29所示。
图4-28 铸件落砂除芯分类
2)采用手工落砂除芯时的控制要点如下:
①小型铸件可直接用铁钩、铁铲、手锤落砂除芯;较大的铸件则应先将上箱吊起(如铸件留在下箱,应再吊起下箱,翻转砂箱使铸件向下),再用大锤敲振上箱的砂型或浇冒口。必要时用钢钎捅碎砂型,并且对阻碍铸件收缩的砂芯应及时清除或松动芯骨。
②开箱落砂除芯时,锤头勿直接敲击红热的铸件、箱带、箱把、箱耳和锁紧装置以及砂箱平壁处,吊运时严防铸件互相碰撞、砸压。
③落砂后的砂箱不得有残留的型砂和铁块,并应将砂箱、定位销、芯骨、冷铁等专用工装分类回收在指定地点、码放整齐。
3)采用机械落砂除芯时的控制要点如下:
①工作前应检查落砂机、输送带、吸尘系统等装置是否正常,润滑是否足够。
②应使总质量(落砂铸件+砂型+砂箱)不超过落砂机械的载重范围。
③无箱带砂箱的铸件落砂,在地面浇注时,可将砂箱和铸件一同吊至落砂栅格上。在流水线上浇注时,可用专用装置将铸件和砂箱一同推至落砂栅格上,也可将铸件和砂型从砂箱压出或顶出。
④有箱带砂箱的落砂,通常是将上箱吊起,取出铸件,然后分别将上下砂箱吊至落砂栅格上进行落砂。不得使砂箱工作面与栅格接触,以防损坏砂箱。
⑤不同砂型的铸件应分别落砂,防止各种型砂混淆。
⑥应及时清除阻塞在落砂机栅格上的铁块及砂团,并防止砂箱和薄壁复杂件被振坏。
⑦使用落砂机时,应考虑本厂操作与使用经验,如果落砂机不好用,要分析原因,总结改进意见,激振力确实很小时应适当加大,传给基础力太大时则应适当拆去几根弹簧,另外还应注意及时排空落砂机砂斗里的砂子,应尽量把铸型放在栅床中心以防压偏。
⑧工艺允许时,砂型落砂前应适当喷水,或用风动工具适当松动冒口周围的型砂,也会有助于落砂。
⑨在惯性振动落砂机上,大铸型可不摘起重吊钩(用起重机吊着),这就相当于撞击式落砂机。
⑪应经常检查落砂机上的放松装置和螺钉,如有松动现象应立即紧固后才可继续使用。
4)水力清砂除芯时的控制要点如下:
①严格执行设备安全操作规程。
②待清砂的铸件,特别是薄壁铸件必须冷却到60℃以下,方可施行水力清砂。特殊铸件按工艺要求进行。
③水力清砂前应先将铸件上阻碍高压水冲击的浇注系统、冒口、飞边、毛刺、披缝等清除。
④将装载铸件的台车开入清砂室后,应封闭全部室门。
⑤清砂除芯时,应先开高压水泵,待其空载运动正常后,再开水枪进行操作,否则会使高压水泵毁坏。
⑥操作水枪时,喷嘴离被清理的型芯砂的平面不要太远,一般为200~600mm,太远型芯砂不易打下来,太近会影响喷嘴操作。
⑦调好水枪与铸件间距后,需锁紧水枪的前后移动机构,以防水枪在高压射流的反作用下,突然倒退伤人。
⑧应参考表4-85和表4-86选择水力清砂的工作压力与流量和使用的喷嘴直径。
⑨为消除喷射死角,开动水枪前应先将铸件置于回转台车上,铸件与回转车台面间应成一倾角(可用型钢架支撑),从而使水枪喷射时无死角,高速射流畅通。
⑩操作中,应留心高压泵运行状况与压力变化状况:正常运行时,高压泵的声音清晰,无明显杂声,压力较稳定,指针波动小;异常时应停车检查,若压力突然增大应打开卸水阀检查是否有异物堵塞喷嘴。
⑫清理20~100kg的中小件时若用钢架支撑铸件易被高压射流水冲走,因此必须用钢架固定或悬挂。
⑬清砂除芯是否完结应视水流颜色确定,如果流水已变白色,则表明清砂除芯工作已经完成,通常每小时可清理铸件1~6t。
⑭停车前,应先打开泄水阀,然后切断电源进行停车。在冰冻期,一定要闭塞进水阀,并将高压水泵内的水放出,以防将泵体冻裂。
⑮清砂除芯后的铸件应即时排出其内腔积水。
表4-85 水力清砂的工作压力与流量的选择(供参考)
表4-86 水力清砂的水流压力与喷嘴直径的选择(供参考)
(3)铸件落砂除芯质量的检验(控制)铸件落砂除芯时应保证不损坏铸件的边缘和棱角,不产生震裂和变形等缺陷。
铸件落砂除芯质量的检验(控制)重点应是控制铸件的出型温度,控制铸件的出型温度是为了保证铸件在落砂除芯时有足够的强度和韧性。如果铸件出型温度过高,往往会因为冷却过快致使铸件产生变形、裂纹等缺陷;如果铸件出型温度过低,那么铸件浇注后在铸型内停留的时间必然过长,势必延长生产周期,影响生产效率。
铸件的出型温度,通常是通过铸件在型内的冷却时间来控制的。铸件在型内的冷却时间与铸件的质量、壁厚、复杂程度、合金种类、铸型性质、生产条件等多种因素有关,虽然很难用计算方法确定,但常可根据生产经验,用图表来确定。
(4)砂型铸造生产常见的铸件出型温度要求与控制
1)铸铁件的出型温度要求与控制。一般铸铁件的出型温度应为300~500℃,易产生冷裂和变形的铸铁件的出型温度应为200~300℃。
易产生热裂的含硅、铝较高的耐热铸铁件,脆性转变温度较高,应在型中完全冷却后再打箱。若在红热状态下(约800~900℃)打箱,则打箱后应立即去除浇冒口并清除砂芯,再放入到热砂坑中或移入到700~800℃的炉中进行缓慢冷却。
用含铬、钼合金铸铁制造的压边、拉延等冷冲模具,大部分壁较厚,冷却速度慢,热裂倾向较严重,一般应在200~300℃开箱。
铸铁件在砂型内的冷却时间可按表4-87~表4-90进行控制。
重大铸铁件的型内冷却时间可按以下经验公式进行计算:
t=vm
式中 t——铸件冷却时间(h);
v——铸件冷却速度,取4~8h/t;
m——铸件质量(t)。
表4-87 中小型铸铁件的冷却时间(供参考)
注:1.铸件质量指每箱中铸件的总质量。
2.壁薄的铸件冷却时间应取小值,厚壁铸件应取大值。
3.铸件在流水线上的开箱温度较高(约800℃),有时还采用通风强制冷却,因此铸件在流水线上的冷却时间比地面浇注短。
表4-88 大型铸铁件的冷却时间(供参考)
注:大型铸铁件在生产中常采用强制方法冷却,以缩短铸件在铸型中的停留时间。
表4-89 冷硬铸铁轧辊在铸型中的冷却时间(供参考)
注:1.一般开箱温度为100~200℃。为提高生产率,也可在700~900℃开箱,但应放在热砂坑或热处理炉中进行缓冷或退火处理。
2.高Ni-Cr合金轧辊应适当增加冷却时间。
表4-90 耐蚀铸铁件的冷却时间①(供参考)
注:薄壁简单件取小值,厚壁件取大值。
①耐蚀铸铁件在生产中常采用高温(800~900℃)开箱,开箱后立即将砂芯、砂型及浇注系统、冒口清除掉。小件放在热砂坑中缓冷,中大件可放在热处理炉中消除内应力。
k是铸件的质量与其轮廓体积比。k值越大,意味着铸件的壁厚越厚,冷却时间越长。k的计算公式为
k=m/V
式中 k——铸件的质量与其轮廓体积比(t/m3);
m——铸件的质量(t);
V——铸件外轮廓体积(m3)。
2)铸钢件在砂型内的冷却时间要求与控制。对于采用水力清砂、喷钢丸清砂和风动工具清砂的铸钢件,应在型中冷却到250~450℃方可落砂。高于450℃落砂时,铸件的内应力大,可能会引起铸件变形和裂纹;低于250℃落砂,亦不能有效地进一步消除铸件的内应力。
通常,铸钢件在砂型内的冷却时间也可参考图4-30~图4-32所示进行控制。
图4-30 中、小型碳钢铸件在砂型中的冷却时间
1—主要壁厚在35mm以下的铸件 2—主要壁厚在36~80mm铸件 3—主要壁厚在81~100mm的铸件
图4-31 大型碳钢铸件在砂型中的冷却时间
1—主要壁厚在36~80mm的铸件 2—主要壁厚在81~200mm的铸件 3—主要壁厚在200mm以上的铸件
使用上述三图时,应注意下列几点:
①碳钢铸件质量超过110t时,在按图4-31查取与110t对应的冷却时间值的基础上,每增加1t质量,增加冷却时间1~3h。
②ZG 310-570和合金钢铸件质量超过8.5t时,冷却时间可比按图4-30~图4-32查取的碳钢铸件的冷却时间值增加1倍。
③形状简单、壁厚增匀的厚壁铸件(如砧座等),可比图中规定的冷却时间提前20%~30%松箱(或撬松)。此类铸件也可不入炉热处理,在浇注坑内自然冷却,并按每24h保温1.5~2t计算保温时间。
④结构复杂、壁厚差较大、易产生裂纹的铸件,冷却时间应比图中规定值延长约30%。
⑤某些地坑造型的铸件,需提前吊走盖箱或撬松砂型,这会增加冷却速度,因此冷却时间可缩短10%。
3)铸造有色合金件的出型温度要求与控制。铸造铝、镁合金件的出型温度要求与控制见表4-91。
图4-32 ZG 310-570和合金钢铸件在砂型中的冷却时间(1、2、3—碳素钢铸件 4、5、6—合金钢铸件)
1、4—主要壁厚在35mm以上的铸件 3、6—主要壁厚在81~150mm的铸件 2、5—主要壁厚在36~80mm的铸件
表4-91 铸造铝、镁合金件的出型温度(供参考)
2.铸件清理质量的控制(检验)
(1)铸件清理方法的分类 铸件清理是指铸件落砂后从铸件上清除表面粘砂、型砂、多余金属(包括浇冒口、飞边和氧化皮)等过程的总称。
生产中的铸件清理方法也较多,其分类如图4-33所示。
图4-33 铸件清理分类
(2)铸件清理过程的控制(检验)
1)铸件清理过程的一般控制(检验)。铸件清理过程的一般控制应包括:铸件材料类型、铸件形状和大小、铸件上残留型砂的程度、铸件上的表面平整情况、铸件清理(包括铸件浇冒口、飞边的去除、铸件表面清理、铸件表面铲磨)设备的能力和维修等,如图4-34所示。
图4-34 铸件清理过程控制的示意图
2)采用圆锯机切除铸件浇冒口的控制要点如下:
①圆锯机的最大锯断浇冒口直径见表4-92。
②工作前要先进行空运转试车,检查各操纵机构性能,同时也检查锯片的固定程度是否完好。
表4-92 圆锯机的最大锯断浇冒口直径(供参考)
③在夹紧铸件时,要根据铸件的形状选择适当的虎钳夹口面,而夹紧后的铸件位置必须与锯片中心平齐,且锯片齿刃距铸件浇冒口间应有3~5mm的间隙。
④切除浇冒口时,可按“启动”电钮,操纵滑阀,进行自动进刀。在切除完毕时锯片自动退回原位。
⑤锯片的行程长度可借限位开关控制。
⑥无论在“夹紧—工作行程”或在“夹紧—返回行程”的情况下,铸件的夹紧均可将操纵阀的手柄转到垂直位置。
⑦对于铸铁件和非铁合金铸件,锯片转速宜选低速,进刀量宜采用小进刀量。
3)采用氧乙炔焰气割铸件浇冒口的控制要点如下:
①气割铸钢件浇冒口时应做好以下准备工作:
a.了解铸件材质,根据铸件化学成分、结构形状、冒口大小确定气割方案,要热割的铸件应掌握好温度并及时气割。
b.气割前应清除浇冒口根部至气割线以上100mm以内的型砂、浇口砖等异物,了解铸件与冒口连接处有无凸台、脐子、倾斜面等,大型冒口应按照切割余量要求标出气割线,以保证气割质量。
c.应按冒口大小选择氧气和乙炔的压力。
d.冬季存放于露天的铸件,应恢复至室温后再行气割,气割前后铸件上不应有积水。
②气割碳含量较高的碳钢铸件或某些合金钢铸件,以及结构复杂或冒口较大的铸件浇冒口时应注意控制以下要点:由于在热处理前铸件内部已存在较大的应力,因此在气割铸件冒口时容易产生裂纹,为此应采用热割冒口工艺。常用牌号热割冒口的温度见表4-93。为保证热割温度,一般铸件应在清砂后入炉预热(有时在热处理退火或正火后),保温一段时间,待冷却到规定温度时进行气割,然后作热处理(已热处理件通常再作回火处理);对于形状简单、冒口型砂易于清除的铸件,则可考虑在落砂前后或水爆清砂后,利用铸件本体的余温进行气割。
表4-93 常用牌号热割冒口的温度(供参考)
注:基体为马氏体或马氏体-铁素体组织的高合金钢铸件需热割冒口。
③气割大中型铸件冒口时一般应采用下述两种工艺:
a.采用割炬气割工艺时,首先应选用大型号割炬、割嘴,氧气压力要高,预热火焰强度也要高,起割时应将割件切透,掌握好切割速度不宜太快,以免后拖量太大,割嘴要作横向摆动以便吹除熔渣,若出现割不穿或气涡应立即停止,并重新在切割线上选择起割点继续切割,如冒口直径较大一次切不透时,可用分块气割法或推磨法,如图4-35所示。
b.采用加氧法工艺时,首先应使用大型割炬将冒口切割处预热到燃点,切开割口,割口宽度见表4-94。
图4-35 采用割炬气割大冒口示意图
a)分两块气割 b)分三块气割 c)推磨法气割
④气割轮类铸钢件冒口时应注意控制以下要点:由于轮类铸件的轮毂冒口较大,轮缘冒口较多,气割时应采用对称法,避免顺次气割,以利热量均衡分配。所有冒口应连续割完,以减少应力。气割时,割嘴与气割方向应与轮缘切线成30°~90°角,并视轮缘冒口宽度与轮辐长短而定。一般轮缘冒口越宽,夹角越大;轮辐越长,夹角越大。夹角大可减小气割厚度,保证气割质量。但是,轮辐短而夹角大时,易使熔渣飞溅到轮毂冒口切割线上,影响气割。如果从轮缘内侧向外气割,夹角应取大些。气割轮缘冒口补贴时,未经预热的铸件,冒口补贴余量应适当增加,碳含量较高的铸件、低合金钢铸件更应如此,以防切割表面产生的微小裂纹深入轮缘内部。
表4-94 加氧气割冒口时的割口宽度(供参考)
⑤气割不锈钢铸件浇冒口时应注意控制以下要点:由于不锈钢中含铬、镍较多,气割时切口表面会形成高熔点氧化物,遮盖割缝表面,并阻止碳与铁的进一步氧化,因而不能采用一般的气割方法,但可采用下述气割方法:
a.采用氧乙炔焰振动气割,其工艺要点是预热火焰比气割一般碳钢时强烈、集中。氧气压力要高15%~20%,采用中性焰,常用C01-300型割炬。首先应用预热火焰加热冒口切割线上缘,待表面呈红色熔融状态时,打开切割氧气阀,略微上抬割嘴,熔渣即从切口流出。此时,割炬立刻作幅度一定的前后上下摆动,割嘴振幅为10~15mm。频率约为1.3Hz。振动是为了利用火焰中的高压氧气流的动能冲刷割缝中的熔渣,从而使气割得以连续进行。
b.采用氧熔剂切割,主要是在氧气流中加入粉状熔剂(氧化铁皮粉和硅粉),使其在切割区内发生机械作用和氧化反应,氧化反应使切口温度升高,金属氧化物熔化,粘度降低,并且在冲刷作用下被吹除,下层金属继续燃烧。
c.采用外加低碳钢丝肋熔剂切割,主要是气割时用氧乙焰火焰先将钢丝熔化,并与不锈钢生成熔点低、流动性好的氧化液,边切割,边添加钢丝,边吹除熔渣,以保持气割的连续性。
⑥气割高锰钢铸件浇冒口时应注意控制以下要点:由于高锰钢导热性能差,线胀系数大,铸造后在晶粒内和晶界上有大量碳化物,使塑性、韧性降低,脆性增加,因此应采用以下特殊的气割方法:
a.大冒口应在热处理(水韧处理)后常温下气割,以免产生裂纹。
b.有时为防止气割时受热部位析出碳化物和产生裂纹,可采用水冷却气割法(铸件浸在水中气割,或边气割边喷水冷却)。
c.如果冒口过大影响热处理炉装炉或淬火时,可在热处理前气割掉部分冒口,留足够的切割余量(一般为50~100mm),待水韧处理后再气割。
d.个别冒口较大的铸件,可在浇注后冷却到一定温度(约700~800℃)时,吊起上箱,清除浇冒口周围型砂,然后气割,再用型砂覆盖,使其自然冷却。
⑦铸钢件浇冒口气割时,铸件局部承受高温,切割面与热影响区易产生微裂纹,冒口补缩不良时裂纹可能性更大。在热应力作用下,薄弱部位受拉应力作用也有产生裂纹的可能性,尤其是铸造应力、水爆应力与气割热应力交织在一起时,产生裂纹的可能性更大。为此,铸钢件浇冒口气割后应注意控制以下要点:
a.中碳钢、合金钢的较大冒口与易裂件的冒口,在气割后应及时入炉热处理(或保温),无条件入炉时冒口应留在原位,保温至100℃以下再吊走。
b.气割后,铸件不得吊放于通风口处,严禁沾水,温度高于100℃的铸件应作抛丸清理。
c.在造型场地热割冒口后,应及时用热干砂覆盖切割部位保温。
d.气割后,如冒口余量过大或局部过高,应及时补割,直至符合要求。如果设在非加工面上的冒口切割余量影响铸件外观质量或其他零件的装备,则应修整到铸件表面齐平,气割后的浇道和工艺肋残根同样也应修整到与铸件表面齐平。
e.气割后残留在冒口周围的氧化渣应趁热清理,必须保温的零件可在低温时清理。
f.关键铸件气割后应及时记录件号、铸件顺序号、氧气压力、气割中的异常现象以及操作者姓名。
4)采用普通滚筒表面清砂的控制要点如下:
①应根据铸件的特点选用普通滚筒清理机:大多数铸件可选用圆形或六角形滚筒清理机;成批大量生产的铸件可选用专用滚筒清理机;小而脆的铸件可选用小滚筒清理机;壁薄或特别长的铸件可采用方形滚筒清理机。
②装入铸件时应注意控制以下要点:
a.铸件装入量一般为滚筒容量的70%~80%,以便铸件翻转摩擦。但是,铸件装入量不宜太少,以防滚动时铸件落下高度太高而被碰击损坏。
b.同类型小铸件可集中装入,薄长铸件最好用手放入,有些特殊铸件还可用螺钉专门紧住。
c.为避免损坏铸件,不宜把薄的和重而厚的铸件同时装入滚筒中进行表面清砂,对于易砸坏的薄壁、壳类铸件可适当加入硬木块。
d.为提高铸件表面清砂质量和产量,显著减少铸件的碰坏现象,可在滚筒中加入铸件质量的6%~15%的角形铁(用白口铁铸成),其大小取决于铸件尺寸和壁厚,一般为20~60mm。
③装完铸件后应注意控制以下要点:
a.应仔细把盖扣紧,然后才开滚,滚动的旋转方向应是对着操作位置的那面向上转。
b.滚动的时间可根据铸件的外形复杂程度而定,一般为30~40min。
④铸件清沙完毕应停电动机,并用制动器制动,此时需注意让滚筒口停在适于出清铸件的位置上,然后插上保险销,打开盖清出铸件。
⑤水滚筒表面清砂是一种湿法清理,生产中常用六角形滚筒,滚筒的六面均有孔眼。在滚动时,滚筒的1/6角浸入水中,被滚撞掉的粘砂则通过六面孔眼的水流带入池中。采用水滚筒表面清砂的操作技术与干式滚筒表面清砂的操作技术基本相同,但还应注意以下事项:
a.水中应加防锈剂和快干剂,以防清理后的铸件生锈,其配比为每吨水中加入纯碱(Na2 CO3)4kg和亚硝酸钠(NaNO2)6kg。
b.水溶液应定期更换,通常每周换一次,而原水溶液将沉淀积砂清除后仍可回用。
c.滚动时间应稍长些,一般每筒滚40~50min便可停滚。
5)采用喷(抛)丸表面清砂的控制要点如下:
①根据铸件特点选用不同的喷(抛)丸表面清理设备。
②检查喷(抛)丸清理设备以及通风、照明、防尘、密封等各部分是否正常,空转运行正常后方可使用。
③铸件装入前,应将清理内积存的浮砂及杂物除净,以提高清理效率和分离效果。
④采用喷(抛)丸表面清砂时的铸件温度不宜超过150℃,因为铸件在受到喷丸喷打的同时,还受到高速压缩空气流的冲刷和激冷,因此铸件温度太高时容易产生裂纹。
⑤喷(抛)丸清理设备应选用合适规格的铁丸,通常使用的铁丸粒度为1.0~3.5mm,加入量应符合设备的技术要求。在抛丸机内循环使用的铁丸粒应均匀、保持干净,铁片、碎铁丸、砂子及灰尘等杂物总量不能大于15%。
⑥喷(抛)丸清理设备应保持良好的密闭性,抛丸器叶轮未完全停止转动时,不允许打开抛丸机端盖或抛丸室门,以免抛丸飞出伤人。
⑦清理时铁丸的抛出量可视铸件大小、形状而定。通常是由少增多,在正常操作时可控制在60~70kg/min。
⑧抛丸室清理时,正确地选择铸件的挂放位置及相邻铸件的最小间距,并使铸件牢稳地挂在钩上。铸件承受抛丸时间按工艺规定,不准超员装载。
⑨一次装多件时,应使铸件各部尽可能都喷(抛)上铁丸,如一次喷(抛)不净,可再次调整位置进行第二次喷(抛)丸处理。
⑩抛丸器运转时应保持稳定,如有振动应及时停车检查。对叶片、分丸轮、定向套及护板也要经常检查,根据磨损情况及时更换。通常,所用抛丸器的一套叶片质量差不允许超过4g,在同一直径的一对叶片质量差不允许大于3g,若不符合此要求,则应立即停车检查,及时更换或调节叶片的密度。
6)采用风动工具表面铲光的控制要点如下:
①铲前先将软管内的脏物吹净,以保证压缩空气清洁不含水分。
②应根据铸件的材质选择铲刀刀刃的角度,一般清铲铸铁件铲刀刀刃角度为75°。
③铲时手要握住錾子,然后慢慢给气,等完全掌握住錾子后才给全气,否则錾子容易飞出伤人。
④在清铲过程中翻转大件,必须垫木块,严禁摔坏铸件。
⑤铸件上的披缝、飞边、毛刺、“多肉”及胀箱和错箱造成的凸起部分应铲平,使铸件表面光滑无粘砂、无疙瘩,符合工艺要求。
⑥要经常注意软管(即风带)接头的螺母是否松动,以防软管甩起伤人。
⑦风铲不要随意扔在地上,以免掉进砂子影响风铲使用。
⑨錾子尾柄硬了、坏了,易把风铲衬套弄坏,弄坏了的衬套必须及时更换。
⑩錾子尾柄端面应加工成与风铲轴心绝对垂直,否则会影响清铲效率。
7)采用砂轮机表面打磨的控制要点如下:
①根据铸件材质选定砂轮材料。通常铸件的材质越硬,砂轮材料就应当越软。反之铸件的材质越软,砂轮的材料就应当越硬。
②打磨前应用木槌轻击砂轮,如声音清脆,便可使用;如声音破杂,则砂轮有裂纹,应停止使用,并进行更换。
③开动砂轮机后,应待速度稳定时,才能进行打磨,通常砂轮的圆周速度可控制在25~30m/s,过高的速度可能引起砂轮破裂。
④打磨时,铸件待磨部分应放在砂轮外圆的当中,切不可用力过大,要逐渐施力。如打磨过程中发生有异常声音时,则应立即停机检查。
⑤对于成批或大量生产的中小型铸件,可设计专门工夹具或专用多面磨床进行打磨,以提高生产率。
⑥使用手提式手轮机时,应注意磨削方向,以防迷眼。手提式手轮不可放在地面上,以免进入砂子影响使用,更不可放在潮湿和具有腐蚀性或易爆炸性的气体环境中,以免电动机绝缘腐蚀和产生爆炸危险。
⑦砂轮机应经常维护保养,砂轮片磨损至一定程度要及时更换。更换时,拧紧螺母用力应均匀,以防砂轮破裂。
(3)铸件清理质量的检验(控制)重点 铸件清理质量的检验(控制)重点如下:
①清理后的铸件在外表面上,一般不允许有粘砂、氧化皮和影响零件装配及影响外观质量的缺陷。
②铸件应棱角清晰、表面平整,外露的非加工表面直线度偏差在规定的范围内。
③机械加工基准面(孔)或夹持面要光洁平整。
④铸件内腔应无残留砂芯块、芯骨、飞边和毛刺等“多肉”类缺陷,尤其是铸件的盛油部位,必须仔细清理,不得留有任何粘结物和阻塞油路的飞边、毛刺等。
⑤铸件的几何形状必须符合图样要求。非加工面上的清理创伤不应大于该处尺寸偏差,加工面上的创伤不应大于该处加工余量的1/2。
⑥铸件上的外露孔应修磨光滑,铸造孔应打通。
⑦应铲除铸件上的浇注系统、冒口、飞边、毛刺及多肉残余量。除特殊情况外,允许有一定残留量,其数值见表4-95和表4-96。
表4-95 铸铁件上允许存留的清铲余量(供参考)
①视铸铁件最大尺寸而定,如果铸铁件最大尺寸≤500mm,则应<2mm,铸铁件最大尺寸>1500mm,则应<4mm。
表4-96 铸钢件上允许存留的冒口切割余量(供参考)
注:铸钢件上的补贴亦应参照表中规定。
⑧对于铸铁件而言,有些企业根据铸件验收技术条件规定错箱允许不修的极限值,其数值见表4-97。
3.铸件热处理质量的控制(检验)
铸件热处理是铸造生产中为消除铸件的内应力和提高铸件的力学性能,或改变其金相组织调整其力学性能,而经常需要进行的一种铸件后处理。
表4-97 铸铁件上允许错偏量(供参考)
(1)铸件热处理分类 铸件的大多数都可以通过热处理进行固溶强化、晶粒细化强化、相变强化、析出强化和弥散强化等来进一步提高其强度、韧性、塑性、抗疲劳性、耐磨性和耐蚀性等,以充分发挥铸件的使用性能。
生产中的铸件热处理方法也较多,其分类如图4-36所示。
图4-36 铸件热处理分类
(2)铸件热处理过程的控制(检验)
1)铸件热处理过程的一般控制(检验)。铸件热处理过程的一般控制应包括:热处理炉类型、炉温仪表与控制装置及其维修、铸件材料种类、铸件结构形状及大小、铸件装炉及摆放位置、加热温度与加热速度及保温时间、炉内各区温度分布、冷却方式与冷却介质等,如图4-37所示。
图4-37 铸件热处理过程控制的示意图
2)铸件热处理过程的控制项目与检验方法见表4-98。
表4-98 铸件热处理过程的控制项目与检验方法(供参考)
(3)铸件热处理的控制重点 铸件热处理的控制重点应是热处理的加热温度、加热速度和保温时间等。
1)铸件退火处理的控制要点如下:
①铸钢件退火处理的控制。铸钢件退火温度可按图4-38和表4-99进行控制。
表4-99 铸钢件退火温度的控制(供参考)
铸钢件退火一般是随炉加热,加热速度不应太高,以防止加热过程中开裂。
a.形状复杂的碳钢件,当炉温升到650~800℃时,应缓慢升温,或在此温度下保温一段时间。
图4-38 铸钢件退火温度示意图
b.高合金钢大型铸件退火时,在700℃以下加热速度应为30~70℃/h,温度超过700℃后加热速度可增大为80~100℃/h。
保温时间决定于铸件的结构与壁厚、钢的化学成分、炉温、装炉方式及装炉量,一般可按1.5~2.5min/mm(厚度或直径)估算进行控制。
大型铸钢件退火保温时间,可按下式计算进行控制。
t=K+0.25Q
式中 t——保温时间(h);
Q——装炉量(t);
K——常数(ϕ≥100mm,K=6;ϕ<100mm,K=4)。
铸钢件完全退火加热速度、保温时间以及冷却速度和出炉温度,可参考表4-100进行控制。
表4-100 铸钢件完全退火加热速度、保温时间以及冷却速度和出炉温度的控制(供参考)
②铸铁件退火处理的控制。铸铁件退火温度可按图4-39和表4-101进行控制。
铸铁件退火的加热速度一般按50~100℃/h,复杂铸件控制在50℃/h以下。
保温时间决定于铸件的结构与壁厚、化学成分、炉温及装炉量等。
表4-101 铸铁件退火温度的控制(供参考)
a.低温石墨化退火的保温时间,一般为2~8h。
b.高温石墨化退火的保温时间,一般为1~4h,若碳硅含量高可取小值;若硫多、稳定碳化物的元素多则可取大值,并适当延长。
c.高硅耐蚀铸铁件退火的高温保温时间为4h左右,随至炉内缓冷保温时间达90h左右。
③铸造有色合金件退火处理的控制,见表4-102。
图4-39 铸铁件退火温度示意图
表4-102 铸造有色合金件退火处理的控制(供参考)
①俄罗斯牌号。
2)铸件正火处理的控制
①铸钢件正火处理的控制。铸钢件采用普通正火时,正火温度应稍高于铸钢件完全退火温度,具体如下(见图4-40):
a.亚共析钢铸件为Ac3+(40~60)℃。
b.共析钢和过共析钢铸件Acm+(40~60)℃。
铸钢件正火加热速度与保温时间应和铸钢件完全退火加热速度与保温时间相同,并且随铸件的结构与壁厚、化学成分、炉温、装炉方式及装炉量等不同而不同。
铸钢件采用二段正火时,应先将铸钢件加热到Ac1以上规定温度,使之完全奥氏体化,并把铸件快冷到相变点Ac1以下的火色消失的550℃左右,然后再放入炉内。
铸钢件采用等温正火时,应先用热风把铸钢件从正火温度快冷到与等温转变图鼻子相当的550℃左右,然后再在等温炉内使其进行等温转变(550℃×2h),最后再空冷到室温。
铸钢件采用双重正火时,第一次正火的目的是通过扩散以使组织均匀化,要在较高的温度下进行;第二次正火目的是为了细化晶粒,可在通常的正火温度下进行。
②铸铁件正火处理的控制。铸铁件正火温度可按图4-41和表4-103进行控制。
图4-40 铸钢件正火温度示意图
图4-41 铸铁件正火温度示意图
表4-103 铸铁件正火温度的控制(供参考)
铸铁件正火加热速度与保温时间和铸铁件石墨化退火时间相似。
铸铁件正火冷却方式为空冷或雾冷。
③铸造有色合金件一般不采用正火方法。
3)铸件淬火处理的控制要点如下:
①铸钢件淬火处理的控制。铸钢件淬火温度应以得到均匀细小的奥氏体晶粒为原则,以便淬火后获得细小的马氏体组织,可按图4-42及以下各式进行控制。
亚共析钢铸件:碳钢铸件为Ac3+(30~50)℃;合金钢铸件为Ac3+(50~70)℃。
共析钢和过共析钢铸件:碳钢铸件为Ac1+(30~50)℃;合金钢铸件为Ac1+(50~70)℃。
一般铸钢件淬火的加热速度可按炉子功率控制。
对于形状复杂、要求变形小或用高合金钢铸造的铸件,必须考虑加热速度,减少淬火变形及开裂倾向。通常,加热速度可为50~100℃/h。
铸钢件淬火保温时间一般以45~60min/100mm(壁厚)估算控制。
铸钢件淬火冷却方式可按图4-43和表4-104进行控制。
图4-42 铸钢件淬火温度示意图
图4-43 铸钢件淬火冷却方式示意图
1—单液淬火冷却 2—双液淬火冷却 3—分级淬火冷却 4—等温淬火冷却
表4-104 铸钢件淬火冷却方式控制说明
②铸铁件淬火处理的控制。铸铁件淬火温度选择在共析转变温度范围以上,可按表4-105进行控制。
表4-105 铸铁件淬火温度的控制(供参考)
铸铁件淬火加热速度,可按铸钢件淬火加热速度一样控制。
灰铸铁件淬火保温时间,一般为0.5~1.5h。
球墨铸铁件淬火保温时间,在气体介质炉中加热一般为0.5~1.5h;在盐浴炉中加热,基体为珠光体的铸件可按45~60s/mm控制,基体为铁素体的铸件可加倍控制。
球墨铸铁件和白口抗磨铸铁件等温淬火保温时间,在盐浴炉中加热可按40~45s/mm控制;在气体介质炉中加热可延长2~3倍。
白口抗磨铸铁件淬火保温时间和等温淬火保温时间,一般为1~4h。
铸铁件淬火采用的淬火介质可以是油、水、空气和热盐浴。通常,形状简单灰铸铁件和球墨铸铁件可用水淬,水温40℃,淬至200~300℃立即取出;复杂铸件可淬入80~100℃油中,以防止铸件开裂和变形。白口抗磨铸铁件用空冷或油淬。
球墨铸铁件和白口抗磨铸铁件等温淬火的淬火介质是热盐浴,上贝氏体等温淬火盐浴控制温度为350~380℃,下贝氏体等温淬火盐浴控制温度为280~320℃,保温时间为60~180min。
③铸造有色合金件淬火处理的控制见表4-106。
表4-106 铸造有色合金件淬火处理的控制(供参考)
4)铸件回火处理的控制要点如下:
①铸钢件回火处理的控制。铸钢件低温回火温度为150~250℃;铸钢件高温回火温度为500~650℃。
在各种回火温度下,硬度变化最剧烈的时间一般在最初的半小时内,回火时间超过1~2h后硬度变化很小。因此,铸钢件的回火保温时间一般控制在1~4h或按1h/25mm(壁厚)估算控制。
在要求硬度的一定范围内,回火温度越高,需要回火保温的时间越短。
在一定回火温度下,随回火保温时间的延长,硬度将逐渐下降。
铸钢件回火后,一般在空气中冷却。
对于一些重要的机器铸钢件或工模具铸钢件,为了防止重新产生内应力和变形、开裂,通常都采用缓慢的冷却方式。
对于有高温回火脆性的铸钢件,回火后应进行油冷或水冷,以抑制回火脆性。
②铸铁件回火处理控制。铸铁件低温回火温度为140~250℃;铸铁件中温回火温度为350~450℃;铸铁件高温回火温度为550~600℃。
铸铁件回火保温时间一般控制在1~4h,大件可延长回火保温时间。
铸铁件回火后,一般在空气中冷却,也可进行风冷、油冷或水冷。
③铸造有色合金件回火处理的控制见表4-107。
表4-107 铸造有色合金件回火处理的控制(供参考)
(续)
5)铸件固溶处理的控制要点如下:
①铸钢件固溶处理的控制见表4-108。
表4-108 铸钢件固溶处理的控制(供参考)
(续)
②铸铁件一般不采用固溶处理。
③铸造有色合金件固溶处理的控制见表4-109。
表4-109 铸造有色合金件固溶处理的控制(供参考)
①ZM5铸件Ⅰ组系指壁厚大于12mm和壁厚虽小于12mm但局部厚度大于25mm的砂型铸件,其余均为Ⅱ组。在固溶处理时,可先在(375±5)℃保温2h,然后再升温至(415±5)℃保温,前段的2h保温时间不计入固溶处理的保温时间之内。
6)铸件时效处理的控制要点如下:
①铸钢件时效处理的控制见表4-110。
表4-110 铸钢件时效处理的控制
②铸铁件时效处理的控制。在铸铁件的时效处理中主要指的是灰铸铁件的时效,其目的是为了减少铸件的残余应力。
灰铸铁件的时效温度越高,铸件的残余应力消除越显著,铸件的尺寸稳定性也越好,但铸件的力学性能有所下降。灰铸铁件的时效温度,一般选择为530~620℃或按下式计算进行控制。
T=480+0.4Rm
式中 Rm——直径30mm标准试棒的抗拉强度(MPa)。
T——时效温度(℃)。
保温时间的影响要比时效温度的影响小,一般按每小时热透铸件25mm控制。
加热速度一般选择50~100℃/h,复杂铸件应控制在20℃/h以下。(www.xing528.com)
随炉冷却速度应控制在30℃/h以下,在200℃后再出炉空冷。
对于要求特别高的精密仪器灰铸铁件,也可在铸态和粗加工后进行二次时效处理。
③铸造有色合金件时效处理的控制见表4-111。
表4-111 铸造有色合金件时效处理的控制(供参考)
(续)
(4)铸件热处理质量的检验项目与要求 铸件退火、正火处理质量检验项目与要求见表4-112。铸件淬火回火处理质量检验项目与要求见表4-113。铸件火焰淬火回火处理质量检验项目与要求见表4-114。铸件感应加热淬火回火处理质量检验项目与要求见表4-115。铸件渗碳与碳氮共渗淬火回火处理质量检验项目与要求见表4-116。铸件气体氮碳共渗处理质量检验项目与要求见表4-117。铸件气体渗氮处理质量检验项目与要求见表4-118。铸件离子渗氮处理质量检验项目与要求见表4-119。
表4-112 铸件退火、正火处理质量检验项目与要求(供参考)
(续)
表4-113 铸件淬火回火处理质量检验项目与要求(供参考)
(续)
表4-114 铸件火焰淬火回火处理质量检验项目与要求(供参考)
(续)
表4-115 铸件感应加热淬火回火处理质量检验项目与要求(供参考)
(续)
表4-116 铸件渗碳与碳氮共渗淬火回火处理质量检验项目与要求(供参考)
(续)
表4-117 铸件气体氮碳共渗处理质量检验项目与要求(供参考)
表4-118 铸件气体渗氮处理质量检验项目与要求(供参考)
(续)
表4-119 铸件离子渗氮处理质量检验项目与要求(供参考)
4.铸件缺陷修复的质量控制(检验)
铸件缺陷修复是铸造生产中为去除不良品铸件中的缺陷,使修复后的铸件在外观、性能和寿命均能达到正品水平,并满足用户要求,而时常需要进行的一种铸件后处理工作。
铸件缺陷的修复原则如下:
•如果技术上无把握,经济上得不偿失,就不宜进行铸件缺陷的修复。
•铸件经认真修复后,可去除缺陷,在外观、性能和寿命等方面均能满足用户要求,并能作正品使用。
•必要时还需得到产品设计部门的许可及用户的检验和鉴定。
(1)铸件缺陷修复的分类 铸造生产的工艺过程复杂,所生产出来的铸件不可避免地会出现一定数量的有缺陷的不良品,其中有一部分不良品的缺陷可通过修复进行挽救,使之成为合格的铸件,进而提高铸件的合格率,赢得交货时间,确保工期。
生产中铸件缺陷修复方法也较多,其分类如图4-44所示。
图4-44 铸件缺陷修复分类
(2)铸件缺陷修复过程的控制(检验)
1)铸件缺陷修复过程的一般控制(检验)。铸件缺陷修复过程的一般控制应包括:铸件缺陷类型、铸件材料种类、铸件结构形状及大小、铸件缺陷修复方法、铸件缺陷修复时机、铸件缺陷修复工艺规程、修复材料、修复装置的选用与维修等,如图4-45所示。
图4-45 铸件缺陷修复过程控制的示意图
2)铸件缺陷修复过程的控制重点。铸件缺陷的修复必须针对不同的缺陷和要求选择适当的修复方法,并按照一定的工艺规程进行。另一方面,修复还必须选择适当的时机进行。
常用铸件缺陷的修复方法及适用范围见表4-120。
表4-120 常用铸件缺陷的修复方法及适用范围(供参考)
铸件缺陷的修复时机应视铸件材料、缺陷大小与修复方法而定:
①用金属喷涂法、填腻修补法、环境树脂粘补法等修复铸件,应在铸件热处理后和铲磨完毕后进行,否则铸件修复后再热处理,会破坏修复质量造成重复修复。
②对于具有较大的裂纹、结构复杂件的大面积缺陷,以及焊接性差的铸件上的缺陷,应在热处理后或预热后进行焊补,以免因铸件塑性差、内应力大而在焊补时使原有裂纹扩展,或造成新的裂纹。
③对于材料为低、中碳素钢和低合金钢的形状结构简单的中小型铸件,若缺陷不大,最好在热处理前焊补,以便焊缝与热影响区的组织经热处理而得到改善,并省去焊补后的回火工序。
(3)铸件缺陷修复的控制要点
1)采用电弧焊焊补铸钢件的控制要点。采用电弧焊焊补铸钢件的控制要点如下:
①做好以下焊补前准备工作:
a.进行焊接坡口加工,并按铸钢件抗拉强度等级选用相应等级的焊条,且焊条在使用前应烘干。
b.各种铸钢钢种焊补工艺规范见表4-121。
表4-121 各种铸钢钢种焊补工艺规范(供参考)
②焊补一般铸钢件时应注意控制以下要点:
a.通常尽可能在水平位置施焊,焊缝与母材要熔合好,防止有未焊透的现象发生。
b.铸件表面堆焊焊波相互重叠时,要求每道焊波重叠不小于1/3焊波宽度。
c.焊补过程应仔细清除焊渣及金属溅斑。
d.焊补过程中不得采用吹风强制冷却。
③焊补不锈钢铸件时应注意避免过热,可采用冷水加速冷却。
④焊补高锰钢铸件时应注意在水淬后进行,并尽量采用小直径焊条、小电流。一般部位缺陷可用结构钢焊条,重要部位应用不锈钢或高锰钢焊条进行焊补。
⑤采用镶嵌金属块焊补缺陷时应注意控制以下要点:
a.镶嵌块材质应与母材相同或相近,形状应与缺陷相似,尺寸大小也应接近,嵌块本身无铸造缺陷,其热处理状态应与焊件相同。
b.焊补口的大小、形状视缺陷具体情况与缺陷部位而定,力求缺陷完全切除,尽重保留基体金属,焊补处内无飞边、棱角,几何形状简单,常用火焰或电弧气刨切割而成。
c.将镶嵌块置于焊补口中,摆放妥当后画出电焊坡口线,作气割与砂轮打磨,准备完毕后应先将镶嵌块定位焊在焊补处,然后采用对称焊补法,以防镶块移动。
d.镶嵌金属块多用于焊补低、中碳素钢和低合金钢铸件中一般部位的较大缺陷。
⑥采用填充圆钢焊补缺陷时应注意控制以下要点:
a.作填充用的圆钢应为w(C)<0.3%的普通碳素钢,表面不得有锈蚀、油污及其他脏物。
b.焊补口处应清理干净,不得有棱角、夹渣、缩松等,填充的圆钢应与铸件本体牢牢地焊为一体。
c.非加工面焊补后,外表应光滑平整,加工面填充的圆钢应低于加工余量5mm,圆钢以上作堆焊。
d.圆钢填充多用于低碳钢铸件次要部位上的较大缺陷焊补。
⑦焊补铸钢件裂纹时应注意控制以下要点:
a.正确选用焊条,焊条强度应与焊缝金属相适应,必要时应选用碱性低氢型焊条,焊前严格烘烤焊条。
b.焊前对铸件作局部或整体预热,焊后应及时进行热处理,也可以利用热处理的余温,不作预热而进行焊补。
c.正确选择焊补程序;遵循焊接规范,减小热输入,控制好层间温度,填满弧坑;控制焊缝断面形状,焊出宽面浅的焊缝;采用分步焊合法;焊补中仔细清除焊渣;采用风铲、尖锤锤击焊缝,消除局部应力。
⑧焊补铸钢件大型缺陷时应注意控制以下要点:
a.面积大而深的缺陷应采用串级焊法或山形焊法,穿透性缺陷应考虑镶嵌焊补法。
b.缺陷位于裂纹敏感部位(缺陷周围受刚性固定)时,为防止变形或产生新的裂纹,铸件应作整体预热或加热减免应力区焊补。
c.同一铸件上有多处缺陷时,应先焊补小缺陷,后焊补大缺陷。大缺陷施焊时,应掌握焊区温度,温度过高时可用间隙散热法,但缺陷需一次焊补完成(焊补中断时间不得过长),为防止变形与裂纹,每焊一层均应锤击,以消除局部应力,薄壁部位可采用适当的刚性固定法焊补,以防止变形。
d.焊后必须缓冷,或及时进炉热处理,以消除焊补应力,改善焊缝与热影响区的组织。
⑨焊补半圆形、环形、齿圈等铸钢件和预热焊补中容易产生变形的铸钢件时应注意控制以下要点:不论局部或整体预热,必须加焊刚性固定肋板后再进行预热焊补,在经过回火处理并冷至常温后再去除附加的刚性固定拉肋。
⑩焊补加工后返修铸钢件时应注意控制以下要点:
a.为防止再次出现加工返修,要注意铸钢件的加工余量情况,搞清需要焊修的部位。
b.熟悉和掌握需要焊补体现时的加工程度和热处理形式,选择合理的焊补工艺。
c.缺陷周围的加工面,应用石棉板或其他物件盖好,防止焊渣和其他飞溅物损伤加工面。在吊运与翻转铸件时,要采取必要的保护措施,防止碰伤加工面;
d.不应使焊补部位有过热现象,因此采用间断焊接,并尽量采用小电流和小直径焊条;
e.凡焊补处没有特殊要求时,一般均应将焊缝打磨到与加工基准面取平。
⑪铸钢件焊补完毕后还应注意控制以下要点:
a.清除焊区的焊渣、凸起的焊接金属、焊接金属溅斑,然后认真检查,发现有焊补缺陷应及时修复。
b.按焊件结构、材质、缺陷具体情况确定热处理方案,凡应热处理的铸件应及时入炉,不能及时入炉的易裂件应采取保温措施。
c.大型缺陷、受力部位的缺陷、较大的裂纹等焊补后,焊工应打上本人的钢印或焊上标记,以备查考。
d.需检测或需作压力试验的铸件应单独存放,以便检验。
2)采用电弧焊焊补铸铁件的控制要点。电弧焊焊补铸铁件时易产生白口组织和裂纹,且只宜平焊,施焊时容易生成高熔点的氧化物,给焊补造成很大困难。因此,采用电弧焊焊补修复铸铁件缺陷时应注意控制以下要点:
①应根据铸铁件材料、缺陷所在部位、缺陷的大小、焊补后是否作切削加工,以及铸件使用要求等条件,选用铸铁焊条。
②焊补前应做好以下焊补口的准备工作:
a.应清除焊补口及其周围的熔渣、泥沙、氧化物、油污等脏物,直到露出完好金属;
b.对缺陷原有形状应作适当加工,全部切除焊补口内的飞边、棱角,开出底小口大的倾斜坡口。
③采用电弧焊冷焊铸铁件时,由于铸件焊前不需预热,故工艺过程简单,劳动条件好。采用该法最容易出现的问题是焊口及热影响区冷却速度快,易产生白口组织,使切削加工困难。此外,因焊补受热不均,产生焊接应力,甚至产生裂纹。因此,电弧焊冷焊铸铁件时还应掌握其工艺要点。
④采用电弧焊热焊铸铁件时,由于铸件温差小,冷却速度慢,因此有助于减少焊接应力、消除白口、防止裂纹。
⑤采用电弧焊半热焊铸铁件时,应采用钢芯石墨化型铸铁焊条,其焊缝强度、颜色与被焊铸件的材质相近,但加工性不稳定,因此常用于焊补非加工面上各类型的缺陷。如果使用特制铸铁芯焊条,则加工性稳定,抗裂性增强,可焊补加工精度要求高且处于刚度较大位置上的缺陷。
3)采用CO2气体保护电弧焊焊补铸铁件和铸钢件的控制要点。CO2气体保护电弧焊焊补可修复铸铁件和铸钢件的缺陷,但不宜用于修复有色合金铸件的缺陷。通常,采用CO2气体保护电弧焊修复铸铁件和铸钢件缺陷时应注意控制以下要点:
①CO2气体保护电弧焊焊补所用焊丝多采用H08Mn2SiA等,焊丝焊补前应脱脂和烘干,以免产生气孔。
②选用直径为0.8~1.0mm的H08Mn2SiA焊丝焊补时,焊接电流应为50~60A,电弧电压应为18~22V,焊接速度应为10~12m/h。
③开始焊补时电弧应稍长些,进入正常焊补时应采用短路过渡,以防止产生金属飞溅。
④用细焊丝焊补缺陷较大的铸件时,通常应采用分层或多道焊,其层间和焊道间的湿度及焊接顺序可参考焊条电弧焊选取。
⑤焊接收尾应注意填满焊坑和缺陷四周。
⑥CO2气体保护电弧焊焊补后需缓冷,并可参考焊条电弧焊焊后缓冷的办法。
4)采用真空加压进行渗漏铸件浸渗补漏的控制要点。对于批量大、需要承受一定压力的中、小型铸件,可采用无机浸渗剂(如硫酸盐、铝酸盐、氯化硅、硅酸盐的悬浊液或胶体溶液等)真空加压浸渗法进行浸渗补漏。
真空加压浸渗补漏法是将经过预先处理(去污、清洗、脱脂、烘干)的需修复的渗漏铸件置于密封的压力容器内,密封后抽真空以排除铸件微孔缺陷中的空气、水分和微尘,消除加压时微孔缺陷中的气垫作用,然后向压力容器中注入浸渗剂,在压差动力作用下充填微孔缺陷,实现真空浸渗;接着向压力容器内充入压缩空气,进一步使浸渗剂向铸件微孔缺陷的纵深处渗透,实现压力浸渗,其工艺流程如下:除油清洗→清水清洗→干燥→装罐→抽真空、保持真空度→进浸渗剂→加压、保持压力→放气、排液、出罐→钢铁铸件防锈→清洗→固化→试压检查。
采用真空加压进行铸件浸渗补漏的控制要点是:
合理选用浸渗剂和严格控制浸渗工艺参数:严格控制密封容器内的真空度(一般为-0.098~-0.093MPa)、压力(一般为0.5~0.8MPa)与保持时间(两者均为15min左右)以及浸渗剂的固化温度和时间(用无机浸渗剂处理的铸件通常是在80~100℃的烘箱中恒温固化2~3h)。
5)采用内压式进行渗漏铸件渗透补漏的控制要点。内压式渗透补漏修复方法是将温度适当的补漏液灌入铸件渗漏部位的内腔并予以密封,然后对补漏液施加高于铸件正常工作压力的静压力,在静压力作用下使补漏液对铸件进行渗透补漏。
这种方法浸渗效果好,但劳动强度大、效率低,而且操作不便。一般用于不易真空加压浸渗的大型铸件。
常用的内压式渗透补漏剂由支撑物、粘结物和胶体填充物三部分组成,主要成分如下:
粘结物有水玻璃(Na2O·mSiO2)1000g,其模数M为2.2,密度为1.5~1.55g/cm3。
支撑物有粒度为0.06mm(250目)的亚麻籽粉或白芨粉(一种中草药)或木屑粉16g。
填充物有明矾(KAl(SO4)2·12H2O)5g,粒度为0.06mm(250目)的硅石粉(SiO2)2.5g,粒度为0.06mm(250目)的Fe2O3粉(用于铸铁件和铸钢件,铸铝件用Al2O3粉)5g。
载液有氨水(氨∶水=1∶4)2g,工业乙醇5g,质量分数为20%的NaOH溶液70mL。
将以上物质均匀混合并搅拌1h,制成补漏剂原液,在补漏剂原液中加入适量水,就成为可以使用的补漏剂。
采用内压式进行渗漏铸件渗透补漏的控制要点是只有使施加在补漏液上的压力大于铸件使用时的工作压力,才能保证铸件渗漏处在使用过程中不再发生渗漏。一般来说,补漏时施加的压力越大,铸件在使用时的可靠性越好。当然,补漏压力过大反而会使补漏液无法在缺陷通道中形成堆积堵塞,导致补漏失败。通常将补漏压力控制在铸件渗漏试验压力的1~2倍。例如,柴油机缸盖铸件的渗漏试验压力为0.6MPa,采用0.9~1MPa的补漏压力,补漏效果就十分不错了。
6)采用环氧树脂进行渗漏铸件粘补渗漏的控制要点。环氧树脂粘补修复方法是利用环氧树脂粘结剂的强粘合力来修补铸件渗漏的一种方法。该法不宜在退火工序之前用环氧树脂粘补修复法修补渗漏的铸件,并且最好在涂装工序之前进行。
采用环氧树脂进行铸件粘补渗漏的质量控制要点如下:
①修补前,应用砂纸、锉刀、刮刀或汽油、四氯化碳、丙酮等将待补缺陷进行表面清理,使其出现金属光泽,如果铸件有裂缝应先钻止裂孔并开坡口。
②采用浇注法修补时,粘结剂必须沿着一个方向注入,并让它自然流过,这样不易产生气泡,硬化后表面光滑,但浇注时应高出铸件表面1~2mm。
③采用刮涂法修补时,与刮腻子相似,如一次填不满,可数次刮入,直至填平,在热修补时,每次挑取树脂粘补剂都应将刮刀在酒精灯上加热,并在填满后也需将刮刀把填补处的粘结剂熨平。
④修补后,通常需用丙酮检验其是否硬化,即将丙酮滴数滴在粘结剂上,若有溶解沉淀现象发生则说明未硬化,若没什么反应则说明已完全硬化。
⑤环氧树脂粘结剂硬化后需进行机械加工,或用锉刀、细砂纸锉平打光,此外,环氧树脂粘结剂中的硬化剂和溶剂多是有害的物质,能刺激皮肤和呼吸气管,因此在修补时应有良好的通风设备,并带好防护用品。
7)采用腻子进行空洞铸件填补的控制要点。腻子填补修复方法分加热和不加热两种,但均不宜填补工作温度在200℃以上的空洞或渗漏铸件。
①加热填补修复缺陷时的控制要点如下:
a.配制腻子时,应先将质量分数为80%的硫黄粉投入坩埚,并以炭火熔化(发现燃烧时应隔绝空气使其熄灭),再投入质量分数为5%的白矾,质量分数为10%的铝粉(或质量分数为10%的石墨粉),搅拌均匀,最后加入质量分数为5%的白芨粉(中药),急速搅拌后倒入玻璃容器内凝固而成。
b.填补前应先将缺陷处清理干净,以氧乙炔中性焰或喷灯火焰将缺陷处加热至300℃左右。
c.填补时,将准备好的腻子涂抹于缺陷处,腻子遇热熔化,渗入缺陷深处,冷凝后即可堵塞空洞或渗漏处。
②不加热填补修复缺陷时的控制要点如下:
此方法只能用于修补非受力部位的孔眼内缺陷,通常应按铸件颜色配制各种腻子,如质量分数为75%的铁粉、质量分数为20%的水玻璃、质量分数为5%的水泥配成的腻子。填补前应仔细清理缺陷处,不得有粘砂、脏物。填补时,用刮刀将腻子压入缺陷,压平刮实即可。
8)采用镶嵌柱塞进行孔洞铸件修复孔洞的控制要点。镶嵌柱塞粘补修复方法是一种用镶嵌金属块或金属楔子进行粘补修复的方法,如图4-46所示。
镶嵌柱塞粘补修复铸件孔洞的质量控制要点如下:
①在铸件的孔洞类缺陷处扩孔,其直径应稍大于孔洞类缺陷的最大尺寸。
②配制柱塞,其直径应比扩孔后的直径小0.2~0.4mm。
③用丙酮等有机溶剂清洗扩孔和柱塞。
图4-46 镶嵌柱塞粘补修复方法示意图
a)铸件上的气孔 b)钻孔 c)修复后
④用粘结剂(胶粘剂、粘合剂)涂覆孔壁,然后压入镶块。
⑤固化后对铸件的粘补表面进行修整。
镶嵌柱塞粘补修复法常用的粘结剂(胶粘剂、粘合剂)有:
环氧-聚硫橡胶粘结剂,其配方为(质量份):E-44环氧树脂100、620聚硫橡胶(M=4000)20、氧化铝10、金刚砂15、乙二胺8。
“HY-914”室温快速固化环氧粘结剂,为双组分粘结剂,由新型环氧树脂和低毒胺类固化剂组成,分别装在两个软管内,可长期存放。其特点是:固化速度快,比常用的双酚-A型环氧粘结剂和脂肪胺类粘结剂快5~6倍,在温度为20℃时,1h可初步固化,3h达到最高粘接强度,适用于急需粘补的铸件;使用方便,配胶时不必精确称量,只要近似地按比例(质量比6∶1或体积比5∶1)挤出调匀后即可使用。
9)采用冷态进行变形铸件矫正的控制要点。冷态矫正是基于金属的塑性变形,靠的是金属的伸长,因此只适用于形状简单、塑性较好的薄壁铸件,如形状简单、变形量小的铸态铝合金铸件或变形量较大但塑性较高(如ZL401)的铸态铝合金铸件等。对于塑性差的材质,其矫正变形量不宜过大,而具有脆性材质的铸件(如灰铸铁件等)则不允许采用冷态矫正。
冷态矫正铸件变形的质量控制要点如下:
①液压机适用于轮廓尺寸较大、平均厚度较薄、结构复杂和易回弹变形的铸件矫正。摩擦压力机只适用于手工安放和取出的中小型铸件的矫正,且矫正模总高度应不小于工作台至滑块下止点的间距,但也不宜过高。
②矫正设备压力选择不当会影响矫正后铸件的质量和矫正模的寿命。通常选择方法有三种:
a.经验类比法:可参照实际生产中的类似铸件的矫正压力,选择要矫正铸件所需的矫正压力,进而确定矫正设备的型号与规格。
b.经验公式法:用经验公式计算出要矫正铸件所需的矫正压力,据此选定矫正设备的型号与规格。其经验公式为
F=KA
式中 F——铸件的矫正压力(N);
A——铸件的投影面积(mm2);
K——经验系数,一般为100~150MPa。
c.理论计算法:理论计算公式为
式中 F——铸件的矫正压力(N);
δ——铸件壁厚(mm);
b——铸件宽度(mm);
e——跨距(mm);
Rm——铸件材料的抗拉强度(MPa);
k——系数,1.2~1.5。
③矫正模应有便于吊装的工艺孔,以及便于在矫正设备上安装和紧固的适当位置和结构。此外,还应有足够的强度和刚度,且工作表面应有一定的硬度和耐磨性。
10)采用火焰进行变形铸件矫正的控制要点。火焰矫正是局部加热矫正的特殊形式,它是建立在压缩塑性变形的基础上的。因此,厚度大和变形量大的铸件不宜采用火焰矫正,但壁薄、塑性好、面积大、变形量小的薄板类铸件却很适合。
变形铸件采用火焰进行矫正的质量控制要点如下:
①火焰矫正常用氧乙炔中性焰,可使用线状加热法或三角形加热法。加热部位须在伸长边或伸长面上(见图4-47),加热温度为700~850℃。温度过低,矫正效果差;温度过高,又容易形成过热组织。
图4-47 火焰矫正铸件变形的常用方法
a)线状加热法 b)角变形及加热位置 c)旁弯曲及三角形加热位置
②火焰矫正效果不仅取决于温度高低,而且取决于加热位置、冷却速度。对刚性较大的铸件可施加外力,以加强矫正效果。
③一次加热未能矫正的铸件,可重复加热多次矫正,但重新加热的位置不得与已经加热过的部位重合。
11)在热处理过程中进行变形铸件矫正的控制要点如下:
①矫正前,待矫正铸件应画线,确定其变形尺寸与变形位置,并在相应部位作标记。飞边、毛刺等应清理干净,保持平整。
②一般变形铸件的装压方式:基本平面向下,用垫铁垫稳、垫实,局部变形的翘起部位向上,下面再安放适当数量的垫铁。垫铁与铸件间的空隙应等于该处的变形尺寸,然后选择适当质量的压铁(或规格合适的铸件),装在变形部位上;若压铁过多使铸件失掉平衡,则应在未变形端放置压铁,以保持铸件平衡并保证变形部位下平面与垫铁间的空隙。
③平板类与轮类(轮毂不高于轮缘的轮),最好装放在平面胎具上进行矫正。同一规格件数量多时,可成叠装入。变形件装在中下层时,可不再使用垫铁和压铁。
④箱体类铸件变形部位上需加压铁时,应考虑箱体壁局部变形,因此铸件箱体内应装放垫铁,使箱面垫实,以免箱壁变形影响矫正效果。
⑤在热处理过程的矫正变形操作中还应注意控制以下要点:
a.压铁应有足够的质量,加压部位应准确。
b.矫正变形应在完全退火或正火过程中进行,个别件可在调质淬火前进行,若利用低温退火或回火过程矫正变形,势必因温度较低而增加压铁的质量,造成矫正效果不理想。
c.加温时应注意使铸件上下温度均匀。
d.每块垫铁均需避开铸件的铸孔、孔边凸台,以及粗糙不平的表面、薄壁处,以防支垫不良。
(4)铸件缺陷修复后的质量要求与检验 铸件缺陷经修复后应按照检验铸件的同一标准进行检验,并符合铸件的质量要求。此外,还应注意控制以下要点:
1)球墨铸铁件经焊补后应进行消除内应力热处理。
2)可锻铸铁件未经需方同意不允许进行任何形式的修补,但是,铸件在热处理过程中产生的变形可通过矫正的方法消除,矫正可在室温下进行,但特殊情况下可采用热矫正。
3)一般工程用铸造碳钢件的缺陷可进行焊补,但焊补后不应影响铸件力学性能。
4)一般工程用中、高强度不锈钢铸件采用同材质马氏体型焊条焊补时,一般应在软化退火后最终热处理之前进行。
5)高锰钢铸件缺陷允许焊补,焊补前必须将缺陷部位清理干净,焊补后应不影响铸件的使用和外观质量。铸件产生的变形,允许在水韧处理后,在室温下进行矫正。
6)一般用途耐热钢和合金铸件的重大焊补需经需方同意,焊补后的铸件应符合质量要求,并应在图样或照片上标出各个焊补的部位或范围,这些文件应在交货时提交给需方。铸件产生的变形,允许在热处理后矫正。
7)一般用途耐蚀钢铸件的重大焊补需经需方同意,焊补后的铸件应符合质量要求,并应在图样或照片上标出各个焊补的部位或范围,这些文件应在交货时提供给需方。铸件产生的变形,允许在热处理后校正。对尺寸稳定性要求高的受力件,矫正后应进行消除应力处理。
8)铝合金铸件的变形允许用机械方法矫正,矫正后的铸件不应有裂纹。采用氩弧焊焊补的铝合金铸件允许的焊补面积、焊补处数和焊补最大深度应符合铝合金铸件合格品的规定。凡以热处理状态供应的铝合金铸件,焊补后需按原规定状态进行热处理,热处理后的铝合金铸件应按规定检验力学性能,且在焊补区不得有裂纹、未焊透、未熔合等缺陷。
9)镁合金铸件的变形允许矫正,矫正后的铸件不应有裂纹。采用氩弧焊焊补的镁合金铸件,允许的焊补面积、深度、个数和间距应符合镁合金铸件合格品的规定。凡以热处理状态供应的镁合金铸件,焊补后应按原状态进行热处理,Ⅰ、Ⅱ类镁合金铸件焊补处需经荧光(或其他相应的检验方法)或X射线无损检验,且焊区不允许有裂纹、分层和未焊透。
10)铜合金铸件的变形允许矫正,但变形量大的重要铸件矫正后应进行消除内应力处理。采用焊补方法修复的铜合金铸件,其允许的焊补面积、焊补处数和焊补深度应符合铜铸件合格品的规定。凡经焊补的铜合金铸件,应在焊补处做出标记,且焊补处应修理平整,不得有裂纹。
5.铸件表面防锈处理的质量控制(检验)
铸件表面防锈处理是铸件清理和检验结束后及铸件入库前为防止铸件生锈,在铸件非加工面或全部表面上涂以防锈材料等,而时常需要进行的一种铸件后处理工作。
(1)铸件表面防锈处理分类 铸件在储存过程中,通常要进行防锈处理,除涂装防锈外,还可对铸件采用一些其他防锈处理措施。
生产中的铸件表面防锈处理方法也较多,其分类如图4-48所示。
图4-48 铸件表面防锈分类
(2)铸件表面防锈处理过程的控制(检验)
1)铸件表面防锈处理过程的一般控制(检验)。铸件表面防锈处理过程的一般控制应包括:铸件材料种类、铸件结构形状与大小、铸件防锈处理前的表面清理、铸件防锈处理时机、铸件表面防锈处理工艺规程、防锈处理材料、防锈处理装置的选用与维修等,如图4-49所示。
图4-49 铸件表面防锈处理过程控制的示意图
2)铸件表面防锈处理过程控制的重点如下:
铸件表面防锈处理过程控制的重点应是铸件防锈处理前的表面清理、防锈处理时机及防锈处理材料的选择,以及防锈处理的工艺规程。
(3)铸件表面防锈处理的控制要点:
1)钢铁铸件表面防锈涂装的控制要点如下:
①钢铁铸件涂装前应做好以下准备工作。
a.铸件涂装前应进行清砂与表面清理,铸造缺陷应经过修正或焊补,铸件表面不得有粘砂、黑皮、飞边、铁锈、尘土等异物,表面应有金属光泽。
b.铸件清理后不宜搁置很久才涂装,一般应在清理后6h内涂装,南方潮湿地区的夏季不宜超过4h。这是因为铸件经喷丸、喷砂等方式处理后表面活化,很容易生锈,形成肉眼难以察觉的小锈斑,这些小锈斑在涂层下会进一步扩展,缩短涂层的寿命。
c.对于焊补、修磨后搁置很久的铸件,在涂装前应重新抛丸,或重新喷砂。
d.铸件用底漆品种繁多,选择时应考虑施工的可能性,即涂装方法,涂装设备以及其他的必要条件。
②钢铁铸件涂装采用浸漆操作时应注意控制以下要点:
a.浸漆槽的大小应视铸件尺寸而定,在保证铸件顺利浸没的前提下,槽子的容量与漆液表面积应越小越好,以减少稀释剂的挥发,减轻搅拌的难度。
b.漆液粘度大漆膜厚,反之漆膜薄。因此,应使用相应的稀释剂调节粘度,并将其控制在一定范围内。为使漆液粘度均匀,防止颜料沉淀,漆液应经常搅拌。大型漆液槽应设置搅拌器、过滤器、加料装置等,必要时应调节槽液温度,以控制漆膜厚度。
c.浸漆容易产生挂流、肥边、凹面积漆等质量问题。因此,应选择好铸件的悬挂位置。必要时应采用两个悬挂点,使其出入浸漆槽时有角度变化。这样便于排出空气,减少或消除积漆现象。为使漆膜厚度均匀,出槽时以缓慢为宜。
③钢铁铸件涂装采用刷漆操作时应注意控制以下要点:
a.铸件刷漆用刷子一般是用猪鬃扁形刷,按其宽度可分为12mm、25mm、50mm、75mm、100mm等几种规格。表面平坦的大铸件应采用大号刷子(如75mm);表面复杂的铸件或小铸件应用小号刷子(如25mm)。刷子应鬃厚、毛齐、根硬、头软、不掉毛。使用新刷子时,要除去浮毛、粉尘,必要时以稀释剂清洗。刷子用完后,若暂时中断使用,应将刷毛部分浸入溶剂或清水中,并作垂直悬挂;若长期不用,则应以溶剂彻底洗净晾干,用软纸包好,存放时使刷毛顺直。
b.刷漆时,漆液粘度要适当,粘度过大刷子拉不开,漆层厚;反之,粘度过小漆层太薄,容易挂流。
c.刷漆时应注意握刷方法:直握法宜于大面积地横刷和下刷;横握法宜于小铸件的涂刷,或大铸件的横刷、上刷和顺边等操作。直握、横握都应视铸件特点而定,以省力、高效为原则,灵活地交替使用。
d.刷子蘸漆时不应超过刷毛长度的2/3。蘸漆后,刷子应在桶壁一左一右拍打一下,或在桶边轻轻刮一下。拿出桶外时刷子应及时翻转,以免漆液滴落,弄脏场地、衣物。
e.刷漆时应注意涂层要均匀,不要漏涂、露底,不要有挂流等质量问题。
④钢铁铸件采用空气喷涂底漆操作时应注意控制以下要点:
a.为获得良好的涂层,应掌握以下操作方法:
•漆料粘度应适中,一般为15~30s(涂-4粘度计),视漆料种类,空气压力、喷枪型号而异。
•压缩空气压力应为0.3~0.6MPa,且不应混有油与水。
•喷嘴距铸件表面以250~400mm为宜,实际操作时应根据涂料粘度、空气压力、喷枪与喷嘴型号灵活掌握。
•喷射方向应尽量垂直喷涂表面。
•喷涂应顺次进行,如由上到下,或从左到右往复进行,每一条喷涂带应与前一条重叠1/3~1/2。
b.空气喷涂用喷枪有吸上式、重力式、压送式及长杆式等多种类型,应注意其结构装置与适用性均不同:
•吸上式喷枪均自带小漆罐,变换颜色、漆料品种很方便,结构简单、维护方便、操作灵活、稳定性好,但需不断添加漆液,水平面涂装较困难,且漆料粘度不同时喷出量变化大。PQ-1型喷枪不宜用于大批量连续作业,PQ-2型可用于大面积连续作业。
•重力式喷枪带有小漆杯,靠漆液自重供漆,多用于工艺品等小型铸件的喷涂。
•压送式喷枪需要压力输漆罐或漆料供给系统配合,漆料喷出量调整范围宽,向上面、向水平面、向侧面等多方向均可喷涂,适合于大批量连续作业,但因每次喷涂后喷枪与输漆管道都要进行清洗比较麻烦,因此不适合于小批量间断式生产。
•长杆式喷枪的喷嘴离操作人员远,喷涂大型铸件或具有较深内腔的铸件时很适用,既减轻了劳动强度,又减少了漆雾对人体的危害,还提高了工效,涂装作业可连续进行,适合于大批量生产。
c.空气喷涂对于压缩空气应有一定要求,首先要求压缩空气达到一定的压力,适用于喷漆的空气压缩机型号有2V-0.6/7型和3W-0.9/7型等,可按耗气量与所需气压选择;其次,压缩空气应清洁,无论使用何种气源,接喷枪前均须加接分水滤气器、调压阀和压力表。
d.空气喷涂对于喷漆室也应有一定要求:
•防火要求,喷漆室应远离火源,其结构材料应为金属或其他不易燃品。
•温度要求,一般为15~30℃,大型喷涂室的排风量应大,冬季应设热风供给系统。
•排气要求,排风量应保证有效地排除有害物质,达到国家有关劳动保护法规的标准,但铸件近旁的风速不能过高,以免影响漆雾在铸件上附着,排气装置中应有清除漆雾的设施。
•照明要求,光线应充足,各工作部照明要均匀。
•空气清洁度要求,就铸件底漆来说,送进喷涂室的空气没有必要进行严格的除尘,只要一般防尘就可以。
•选择喷漆室时应考虑铸件大小、生产批量等因素。生产批量小,采用单向式侧吸风喷漆室;大批量生产中小型铸件,应采用单面或双面通过侧吸风式喷漆室;大铸件应采用上送风下吸风式喷漆室。此处,选择喷漆室还应顾及铸件的传送方式。
⑤钢铁铸件采用高压无气喷涂底漆操作时应注意控制以下要点:
a.高压无气喷涂装置主要由高压泵、喷枪、耐高压输漆软管、耐高压管接头等组成。在整个操作系统中,关键部件是喷嘴。喷嘴应用高耐磨材料,以特殊工艺加工而成。喷漆量和雾幅宽度则与喷嘴口径有关。喷嘴规格很多,应根据需要选用。
b.使用中的常见故障是喷嘴堵塞,为免除清理或更换喷嘴的麻烦,漆料应事先过滤,容器与工作场所应清洁,未经仔细研磨、粒度大的漆料不得使用。
2)钢铁铸件采用浸防锈液的控制要点。钢铁铸件浸防锈液一般用于工序间防锈及中间库防锈,当与其他防锈剂配合使用时还可用于封存防锈,其控制要点如下:
①防锈液一般配成质量分数为2%~20%的水溶液,并用质量分数为0.3%~0.6%的Na2 CO3将防锈液的pH值调整到9~10后在室温或加热条件下使用。
②使用时,钢铁铸件表面先要用洗涤液洗净并干燥后方可浸入防锈液,在防锈液中保持几分钟后取出铸件。钢铁铸件在防锈液中的浸渍时间取决于钢铁铸件的形状和尺寸。
3)钢铁铸件采用磷化法涂装的控制要点。先将经过喷丸和清洗的铸件浸入特定成分的磷酸盐溶液中(见表4-122),在一定的温度条件下处理一定时间,使铸件表面生成一层不溶于水的磷酸盐保护膜(磷化膜)。磷化膜通常呈暗灰色,有极少的结晶构造。
表4-122 钢铁铸件用磷酸盐溶液及磷化防锈处理要点(供参考)
4)铸铁件采用电泳涂装底漆的控制要点如下:
①电泳涂装底漆前应做好以下准备工作:
a.清理后的铸铁件要用压缩空气将其内外表面尘土及残留铁丸吸引干净。
b.吸干吹净后的铸铁件在进行装挂时,应注意使凹面在入电泳槽时不产生气窝,在出电泳槽时不产生漆窝。
c.装挂后的铸铁件在电泳涂装前要用水冲洗干净,冲洗后应清除内腔的余水,并立即进行电泳涂装。
②电泳涂装底漆时应注意控制以下要点:
a.装挂的铸铁件在入电泳槽时,切不要碰到槽壁,以免短路。
b.电泳涂装底漆的工艺参数,应根据所用电泳底漆进行选定。
c.电泳涂装时应开动漆液搅拌泵进行搅动,以使漆液中固体成分均匀而不沉淀。
③电泳涂装底漆后应注意控制以下要点:
a.应用高压水或自来水冲掉带出的漆液、泡沫和花斑,以防漆液对成型漆膜进行再溶解。
b.铸铁件冲洗后应送入烘干室烘干。
c.工作结束后应用帆布盖好漆槽。
5)铝合金铸件防锈涂装的控制要点如下:
①铝合金铸件涂底漆前不应忽视对它进行表面处理,常用的方法有阳极氧化和化学氧化两种。其目的是通过这些方法,使铸件表面形成自身氧化的膜层。该膜层除本身具有良好的耐蚀性外,还对油漆具有良好的吸附能力,并可作为涂底漆的基层。
②底漆应与面漆配套使用,如单独使用则既有底漆的作用又有面漆的作用。
③铝合金铸件用涂层系统应参照表4-123进行控制。
表4-123 铝合金铸件用涂层系统控制(供参考)
6)铝合金铸件采用防锈油涂装的控制要点如下:
①铝合金铸件涂防锈油前应进行清洗,其清洗要点见表4-124。
表4-124 铝合金铸件的清洗要点(供参考)
②防锈油材料组成及涂装温度和时间等控制见表4-125。
表4-125 铝合金铸件的防锈油材料及涂装温度和时间等控制(供参考)
7)铝合金铸件采用阳极氧化与着色的控制要点。铝合金铸件采用阳极氧化的方法、特点和应用见表4-126,其控制要点见表4-127和表4-128。
表4-126 铝合金铸件采用阳极氧化的方法、特点和应用(供参考)
表4-127 铝合金铸件阳极氧化工艺参数控制(供参考)
表4-128 铝合金铸件阳极氧化的填充和着色工艺参数控制(供参考)
8)镁合金铸件防锈涂装的控制要点如下:
镁合金铸件在防锈涂装前应先进行化学氧化处理,在表面上形成厚0.5~3μm的防护膜。此膜与油漆能进行良好结合。镁合金铸件在化学处理后即可进行喷漆,喷漆的控制要点可参照铝合金铸件的喷漆控制要点。
9)镁合金铸件采用化学氧化的控制要点。镁合金铸件的化学氧化处理,由于生成的保护膜很薄,其耐腐蚀能力很低,不宜单独作为镁合金铸件的防护层,只能对镁合金铸件起短期防护作用,因此主要用于工序间的防锈。
镁合金铸件采用化学氧化的控制要点如下:
①镁合金铸件在氧化处理前应进行喷砂处理,去除铸件表面的粘砂、氧化皮、油污等。重新进行氧化处理的铸件,可不进行喷砂处理,但必须清除铸件表面的氧化膜。
②脱脂时,应用碱溶液等清除铸件表面的油污。
③为了除去镁合金铸件表面的氧化膜、熔渣及腐蚀产物,常用的浸蚀液控制见表4-129。
表4-129 镁合金铸件常用的浸蚀液控制(供参考)
注:1.浸蚀后的铸件应立即进行氧化处理,否则易发生腐蚀。
2.用配方2浸蚀时,严格控制溶液的浓度、温度及浸蚀时间,否则易引起铸件尺寸超差。
3.用配方4去除氧化膜后,需用质量分数为5%~15%的铬酐溶液中和。
④化学氧化处理液的配方及处理工艺控制见表4-130
表4-130 镁合金铸件的化学氧化处理液的配方及处理工艺控制(供参考)
注:1.配方1使铸件在氧化过程中尺寸变化大,适用于镁合金铸件。
2.配方2形成的氧化膜具有较高的电阻,适用于成品和半成品铸造镁合金零件和组合件。
3.配方3形成的氧化膜防护性能好,氧化后零件尺寸几乎不改变,适用于尺寸公差小或具有抛光表面的成品和半成品零件。
4.配方4形成的氧化膜颜色较深,外观美丽,适用于各种成品和半成品零件。
⑤为了提高镁合金铸件的抗蚀能力,氧化处理后的铸件应进行填充处理,填充液的配方及工作条件控制见表4-131。
表4-131 镁合金铸件氧化后的填充液配方及工作条件控制(供参考)
⑥经氧化、填充处理后的铸件,应用40~45℃的热风吹干或在50~70℃的烘箱中烘干20~30min。
⑦局部氧化处理的工艺控制见表4-132。
表4-132 镁合金铸件局部氧化处理的工艺控制(供参考)
注:1.配方1用于最后氧化或准备涂装的铸件。
2.配方2用于半成品铸件或处理后不准备涂装的铸件。
10)锌合金铸件采用电镀的控制要点。虽然许多锌合金铸件可以在铸态下使用,但是为了保护铸件不受腐蚀或使铸件更加美观,有时还是需要进行铸件表面防护。锌合金铸件采用电镀的控制要点如下:
①锌合金铸件在电镀前应进行抛光(布轮油光)→汽油清洗或擦洗→电解脱脂→热水洗→冷水洗→弱浸蚀→水洗。在电解脱脂和弱浸蚀时的工艺参数控制见表4-133。
②锌合金铸件可直接镀铬,也可在预镀铜的底镀层上镀镍,并最后用铬处理,其工艺参数控制见表4-134。
表4-133 锌合金铸件电解脱脂和弱侵蚀时的工艺参数控制(供参考)
①体积分数。
表4-134 锌合金铸件的电镀工艺参数控制(供参考)
(续)
11)锌合金铸件采用涂漆的控制要点如下:
①涂漆前,锌合金铸件通常需用磷酸盐或铬酸盐溶液处理。
②锌合金铸件可涂敷各种不同的漆料,但对于某些要求不高的锌合金铸件,可使用附着力不强且含有酸性腐蚀成分的丙烯酸油漆;对于耐蚀性要求高的锌合金铸件,最好采用环氧树脂漆或各种胺基漆。
③涂漆后应进行烘烤。
12)锌合金铸件采用阳极氧化的控制要点如下:
①锌合金铸件的阳极氧化处理是在阳极氧化处理液(见表4-135)内,在不超过220V的电压下进行的。
表4-135 锌合金铸件阳极氧化处理液的控制(供参考)
②处理后的锌合金铸件表面是多孔性的,应在加热的水玻璃稀溶液或者有机涂料内进行密封。
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