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铸钢件产品质量优化该从哪些方面开始钢绞线

文章来源:立昌机械网  |  2020-05-22

产品局部优化我们对客户提供的导向滑靴断裂本体进行了失效模式分析,认为导向滑靴钩头拐角部位的断裂与设计方面的不合理有一定关联。按照原有设计,铸造圆角在加工工序中被加工去除,但在导向滑靴本体总成(导向滑靴加工成品上焊接耐磨板)的过程中,又采用堆焊的方式重新获得R10~15 mm的焊接圆角。总成的导向滑靴本体为了保证其装配尺寸精度,所能采取的去焊接应力方式的成效有限,焊接成型的圆角极易成为应力集中源,在实际使用过程中成为断裂源头。基于以上分析,我们在加工工序设计过程中,将该部位的铸造圆角保留,将其作为焊接坡口的一侧边。此举一方面降低了焊接应力的风险,另一方面也减少了加工工作量。产品致密度考量导向滑靴仅针对与心轴配合的两处“吊耳”提出内部质量要求,其他部位不做要求。我们分析认为,对于钩头及侧壁部位,也需要追求其一定水平的内部质量,因为铸件内部的较大缩松缩孔缺陷在交变应力的作用下极易成为裂纹的源头。导向滑靴结构壁厚差异较大,铸造工艺性一般,难以保证所有部位的致密度,特别是壁厚在100 mm以上的两侧连接柱部位。我们利用计算机模拟进行前期工艺辅助,通过合理的铸造工艺设计,将铸件整体内部质量控制在优于射线评定3级。但需要指出的是,由于局部壁厚尺寸过大,我们是采用的DR射线探伤进行内部质量评定,并未采用X射线探伤方式。制定合理的铸造生产路线⑴增加去应力退火工序。导向滑靴材质为ZG35CrMnSi,碳当量在0.65%左右,该材料的热敏感性较大,焊接性较差,如果在工序流转过程中由于工艺设计不恰当造成裂纹的发生,对生产节拍以及最终产品的质量都会造成很大的影响。出于以上考虑,我们特别关注铸造内应力的消除,为此在毛坯未割冒口前增加了去应力退火。从实际生产情况看来,该举措十分有效,由铸造应力引起的裂纹发生频率很低。⑵增加粗加工工序。导向滑靴对本体硬度有指标要求,其热处理方式为:淬火+回火。产品使用材料ZG35CrMnSi的淬透性一般,淬透层深度有限,我们在最终热处理前增加了粗加工工序,这样一方面确保了表面本体的硬度,另一方面最大限度地排除了毛坯表面粘附型砂和杂物对淬火效果的影响,进一步巩固了产品本体的综合性能。对关键工序的严格控制对于导向滑靴产品,我们在开发初期就进行了关键工序识别,将焊接、热处理确定为关键工序,焊接控制可以有效降低后处理过程中次生缺陷的发生概率,热处理控制可以使铸件获得更加稳定的综合性能, 我们比较重视铸件本体的综合性能,在追求本体硬度的同时也尽量保证其冲击韧性。⑴焊接工序的控制:①热处理前后焊材的指定,热处理前后均采用745B焊丝;②热处理前后缺陷去除的标准方法,特别规定裂纹的去除方法,基本原则为先采用机械钻孔冷作的方式将两端的裂纹末梢去除,以防止裂纹延展,再采用氧乙炔割炬去除裂纹;③对于热处理后较大缺陷的焊接处理,我们采用进炉预热的方式,预热温度为350±20 ℃,保温2~3 h。焊补完成后重新进行调质处理。⑵热处理工序的控制:①最终热处理前,通过磁粉探伤,严格控制铸件上的裂纹缺陷;②淬火完成后,检测产品的本体硬度,根据所测数据调整回火工艺;③回火方面:采用回火水冷的方式,避免材料回火脆性的发生。值得一提的是,我们将导向滑靴本体做了破坏性试验,在满足本体硬度要求的前提下,实测得到的冲击功Akv达到了40 J以上。

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