大型机床铸件成品的质量检测方案及技术路线

大型机床铸件成品的质量检测方案及技术路线
大型机床铸件外观质量检测内容主要包括大型机床铸件表面不允许有裂纹、穿透孔、缩孔、缩松、冷隔、夹渣、飞边、毛刺、披缝、浇冒口残余、凸瘤、变形及裂纹等；检验方法主要根据大型机床铸件实际情况。采用直观目测法。大型机床铸件表面粗糙度检测是把GB/T6060.1规定的铸造表面粗糙度比较样块与被检大型机床铸件的铸造表面用视觉或触觉的方法进行比对。
大型机床铸件尺寸精度质量检测
采用试验对比的方式，每次开箱后对结构尺寸的精确丈量。
由于模具设计时己严格控制了模样及铁水冷却时的收缩形变，所以大型机床铸件尺寸精度主要是由于泡沫塑料模样形变引起。在大型机床铸件结构不紧凑、刚性差时，具有变形的可能性，其次，挂涂料和埋箱造型时方法不对，也可能使模样变形。通过改进挂涂料和埋箱造型时的方法，改进泡沫塑料珠粒，甚至通过加工艺支撑、工艺拉筋来提高模样强度进而提高大型机床铸件尺寸精度。
大型机床铸件内在质量检测
根据该大型机床铸件的使用要求，内在质量主要为致密性、力学性能及金相组织。
对于致密性能，通过加压试验检查大型机床铸件的强度、致密性、针孔、疏松、气孔和贯穿的裂纹等。加压试验是把一定压力的介质压入经密封的大型机床铸件内腔，当大型机床铸件内部有缺陷时，受压的介质就可能在缺陷处渗漏出来，便可粗略地确定缺陷的性质及位置。
对于力学性能，首先需要标准试件，标准试件通过模样制作，并在大型机床铸件造型时与碟阀大型机床铸件模样一同组模，在同一砂箱内浇注，保证成分、晶体结构形成的一致，开箱后经加工成型后检测。
对于金相组织，则采取微观检验法，即在大型机床铸件木体的指定部位截取一个试块，经过磨削平整、抛光、洗涤、干燥，做成合格的金相试样，将试样直接或经过浸蚀后，在显微镜下观察，将观察到的金相组织与标准金相图谱对比鉴定。为不破坏大型机床铸件，在批量生产后试块将在同炉铁水浇注的大型机床铸件浇道中截取。
大型机床铸件的耐磨性和尺寸稳定性，直接影响铸件的精度保持寿命。
影响铸件质量的因素很多。
第一是铸造用原材料的质量。金属炉料、耐火材料、燃料、熔剂、变质剂以及铸造砂、型砂粘结剂、涂料等材料的质量不合标准，会使铸件产生气孔、针孔、夹渣、粘砂等缺陷，影响铸件外观质量和内部质量，严重时会使铸件报废。
第二是机床铸件的设计工艺性。进行设计时，除了要根据工作条件和金属材料性能来确定铸件几何形状、尺寸大小外，还必须从铸造合金和铸造工艺特性的角度来考虑设计的合理性，即明显的尺寸效应和凝固、收缩、应力等问题，以避免或减少铸铜件的成分偏析、变形、开裂等缺陷的产生。
第三要有合理的铸件工艺。即根据铸件结构、重量和尺寸大小，铸造合金特性和生产条件，选择合适的分型面和造型、造芯方法，合理设置铸造筋、冷铁、冒口和浇注系统等。以保证获得优质铸件。
第四是工艺操作，要制定合理的工艺操作规程，提高工人的技术水平，使工艺规程得到正确实施。
铸件表面形成硬壳以后，内部的金属液温度越高，液态收缩就越大，则缩孔、缩松的容积不仅绝对值增加，其相对值也增加。另外，若壁厚变化太突然，孤立的厚断面得不到补缩，使产生缩孔缩松倾向增大。浇注温度高，有利于补缩，但太高会增加液态收缩量，对消除缩孔、缩松不利，所以应根据具体情况合理选择浇注温度，一般以1300～1350℃为宜。若砂型的紧实度太低或不均匀，以致浇注后在金属静压力或膨胀力的作用下，产生型腔扩大的现象，致使原来的金属不够补缩而导致机床铸件产生缩孔缩松。未加工表面的缺陷填补，应选用非加工表面缺陷修补胶（AK01-2），按2：1的重量或体积比例分别取A胶2份，B胶1份，充分混合均匀（按一个方向搅拌）用专用调胶刀或硬橡胶将胶用力刮平，注意孔洞内空气的排除，所调胶体应在30-40分钟内用完；加工面的缺陷填补，应选择加工面缺陷修补胶（AK01-2B）按说明书上的规定比例，将A、B胶体调均，在涂胶过程中，应注意与表面平整及基准面的保护。
随着科学技术的迅猛发展，对大型机床铸件缺陷的修复范围也在不断扩大，从而达到降低铸造产品的废品率。铸造厂根据铸件自身的情况和使用条件来确定是否对缺陷进行修复，对于材质不合格或者主要部位存有缺陷的铸件，把它归为不可修复类，对于铸件的不用加工表面或需要加工面上可以看到的气孔、缩孔、夹渣、砂眼、缩松等缺陷可作为可修复类铸件。目前修复铸件缺陷的方法很多，常用电弧冷焊、热焊、气焊、钎焊等方式。铸铁的焊接性能比较差，容易产生自口化和焊接裂纹，这些给大型机床铸件的修复工作带来很大的困难，所以有的时候也使用塞补、填补和胶接等方法对铸件缺陷进行修补。
以下主要叙述的是铸造件修复技术中几种焊接方法。大部分的铸造厂家都采用焊补来解决生产中遇到的铸造缺陷。焊补方法使用的是和大型机床铸件材质基本相同和相近的焊接材料，所以焊接以后的大型机床铸件基本上可以达到原铸件材质的要求，焊接修补的方法因为操作简单，工作效率很高，在铸造厂家中大量使用。焊接修补分为下面几种：(1)常用的方法是使用普通电焊机用来进行焊补铸件的缺陷。T型槽地轨这种方法的优点是可以修复大的铸件缺陷，而且效率高它的缺点是焊点硬度很高，还容易产生裂纹，一般焊补后还要进行退火热处理。因为受到焊接条件的限制，铸件的内部容易产生气孔、夹渣等二次缺陷。(2)氩弧焊：采用氛弧焊机焊补方式多用于精密铸件及铝合金压铸件，也有部分模具制造厂家使用氛弧焊修复模具缺陷。这种方法的优点是焊补效率高，精度比较高。焊妊的种类比较多，在不锈钢、铝合金产品上广泛应用。缺点是用于修复气孔、砂眼等小缺陷时，因为冲击过大，熔池周围会有痕迹。在焊补有色铸件或薄壁件时，容易产生热变形，操作技术要求高。(3)冷焊机：是近年来新兴的修复技术因为技术日益成熟，在铸件的缺陷修补中占有很大的比例。冷焊机的缺点是焊补效率比上述两种方法稍低，优点是在修复毫米级缺陷和加工面缺陷时，此方法优势突出。
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