不銹鋼鑄件加工后花斑缺陷分析與改進(jìn)

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，只能通過改變熱處理?xiàng)l件來解決這一難題。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?，?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，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。