针对目前的国际铸造市场而言,虽然我国已经雄踞世界铸件生产大国首位了,年铸件生产量破30亿吨。但是让我们遗憾的是,我们目前为止仍然无法超越发达国家成为铸造强国。落后的生产技术外加铸造设备的不良导致国产铸件质量难以和发达国家生产的铸件媲美。更无法满足下游需求行业对质量日益严峻的考验,不少铸件企业生产的铸件质量太差,导致一次次的被客户退货,同时很多铸造企业将退回去的不良铸件重新加工,这样无形中就浪费了大量的时间和物力。其实对这些不良铸件最简单的处理办法就是进行有效修补。接下来,笔者将会为铸件生产企业揭开缺陷修补技术的神秘头纱。
一般而言,铸件的缺陷是由多种因素影响产生的,主要包括气孔、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。
铸件缺陷修补机可对金属工件出现磨损、划伤、针孔、裂纹、缺损变形、硬度降低、沙眼、损伤等缺陷进行沉积、封孔、补平等修复功能。操作简单、低热输入,堆焊的瞬间过程中无热输入,因而模具不变形、不退火、咬边和残余应力,不改变模具或产品金属组织状态。修复精度高,涂层厚度从几微米到几毫米,只须打磨、抛光。也可进行车、铣、 刨、磨等各类机械加工,以及电镀等后期加工。大功率氩气保护,可长时间工作。适用基材:包括低碳钢、中碳钢、模具钢、不锈钢、工具钢,铸铁、铸钢、铸铝、铝合金、铜合金、镍合金、碳钨合金等,以及所有可以导电的导电体。
铸件缺陷修补机的原理是利用充电电容,以10-3~10–1秒的周期,10-6~10–5秒的超短时间放电。电极材料与模具接触部位会被加热到8000~25000°C,等离子化状态的熔融金属以冶金的方式过渡到工件的表层。由于与母材之间产生了合金化作用,向工件内部扩散,熔渗,得到了高强度的结合。铸件缺陷修补机实现冷焊(热输入低)的原因是放电时间与下一次放电间隔时间相比极短,机器有足够的相对停止时间,热量会通过模具基本体扩散到外界,因此模具的被加工部位不会有热量的聚集。虽然模具的升温几乎停留在室温,可是由于瞬时熔化的原因,电极尖端的温度可以达到25000°C左右。铸件缺陷修补机虽然热输入低,但仍有极强的结合力,这是因为焊条瞬间产生金属熔滴,过渡到与母材金属的接触部位,同时由于等离子电弧的高温作用,表层深处开成像生了根一样的强固的扩散层。呈现出高结合性,不会脱落。