一种铸件熔补装置及方法与流程

本发明涉及球墨铸铁铸件铸造技术领域，具体而言，涉及一种铸件熔补装置及方法。

背景技术：

对于一些大型及超厚大断面(≥300mm)球墨铸铁件中极易出现局部缩孔缩松、夹杂、浇不到或其他原因造成的尺寸较大缺陷，采用常规的补焊等方法无法实现缺陷修复，导致铸件整体报废。为了修复球墨铸铁件的此类缺陷，急需一种安全、方便的低成本修复方法，在满足相关技术条件的前提下解决此类问题。

技术实现要素：

本发明提供了一种铸件熔补装置及方法，旨在解决现有技术中铸件熔补装置及方法存在的上述问题。

一种铸件熔补装置，用于铸件的缺陷部位的熔补修复，包括溢流通道和冲补熔池；

所述溢流通道包括浇口端和用于对准所述缺陷部位的下端开口的出水端，所述出水端设置有用于密封所述出水端与所述铸件的连接部分的第一密封件；

所述冲补熔池设置在所述缺陷部位的上端开口处；

所述冲补熔池具有相对设置的敞口端和用于与所述缺陷部位处连接的连接端；

所述连接端还设置有用于密封所述冲补熔池与所述铸件的连接部分的第二密封件；

所述浇口端所在水平面高度高于所述缺陷部位的上端开口的水平面高度。

在本发明的一种实施例中，所述溢流通道为u型通道，所述浇口端为u型通道的入口端，所述出水端为所述u型通道的出口端。

在本发明的一种实施例中，所述溢流通道由耐火管拼接而成，所述耐火管外包裹有耐火材料。

在本发明的一种实施例中，所述耐火管包括陶管砖，所述陶管砖和所述耐火材料的缝隙间填补有树脂砂。

一种铸件熔补方法，使用上述的铸件熔补装置对所述铸件的缺陷部位实施熔补；包括：

将所述缺陷部位的内部轮廓打磨圆滑，对所述缺陷部位的开口位置的棱角倒钝；

制作所述冲补熔池，所述冲补熔池外围设置耐火材料，在所述冲补熔池的外围缝隙填充树脂砂；

布放所述溢流通道，并使得所述浇口端所在水平面高度高于所述缺陷部位的上端开口的水平面高度；

通过所述溢流通道预热所述缺陷部位至预设预热温度；

从所述浇口端注入与所铸件的材质相同的金属液，直至金属液充入所述冲补熔池达到预设高度；

在所述冲补熔池内的金属液上覆盖覆盖剂，在所述浇口端的金属液上覆盖覆盖剂；

等待预设时间后，进行落砂，对所述缺陷部位溢出的熔补金属进行切割、打磨。

其中，将所述缺陷部位的内部轮廓打磨圆滑，对所述缺陷部位的开口位置的棱角倒钝步骤前，应先判断所述缺陷部位是不是贯穿所述铸件的通孔，如果是贯穿所述铸件的通孔，即可直接进行打磨圆滑，如果不是，就需要将缺陷部位打磨至贯穿所述铸件的相对两面，再进行打磨圆滑。

在本发明的一种实施例中，在所述出水端靠近所述铸件的一端填补树脂砂形成第一密封件，在所述冲补熔池靠近所述铸件的一端填补树脂砂形成第二密封件。

在本发明的一种实施例中，所述预设预热温度大于650摄氏度。

在本发明的一种实施例中，从所述浇口端注入与所铸件的材质相同的金属液的步骤中，通过浇包将所述金属液注入所述浇口端，所述浇包内的所述金属液的温度为1380-1400摄氏度，且所述浇包左右摆动。

在本发明的一种实施例中，在对所述缺陷部位溢出的熔补金属进行切割、打磨的步骤后，还包括：对所述缺陷部位进行无损检测。

本发明的有益效果是：本发明提供的铸件熔补装置，可以通过溢流通道的浇口端浇入金属液，金属液流经整个溢流通道进入到铸件的缺陷部位后，充盈整个缺陷部位，直至进入到冲补熔池，冲补熔池内的金属液可以达到补缩的作用，保证缺陷部位内的金属液足量。通过发明提供的铸件熔补方法有效地修复铸件的缺陷部位，且修复的原缺陷部位能够满足探伤标准和理化性能检测要求，避免铸件的整体报废。对大型的缺陷部位进行熔补时，由于从下往上的充盈方式，加上预先的打磨，能够保证缺陷部位能够充盈金属液，而不形成为浸润金属液的缝隙部位，以及产生气泡缺陷。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1是本发明实施方式提供的铸件熔补装置的剖视图；

图2是使用本发明提供的铸件熔补方法进行qt400-18al材质的铸件的缺陷部位熔补后，熔补位置的金属的金相图。

图标：001-铸件熔补装置；110-缺陷部位；200-溢流通道；300-冲补熔池；210-浇口端；230-出水端；310-敞口端；330-连接端；201-陶管砖；203-耐火材料；100-铸件。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例一

本实施例提供了一种铸件100熔补装置001，请参阅图1，这种铸件100熔补装置001用于铸件100的缺陷部位110的熔补修复，这里的缺陷部位110应该贯穿铸件100的相对两面，如果不贯穿需要进行打磨进行人为的贯穿，以方便后续金属液的充盈。

铸件100熔补装置001包括溢流通道200和冲补熔池300；溢流通道200包括浇口端210和用于对准缺陷部位110的下端开口的出水端230，出水端230设置有用于密封出水端230与铸件100的连接部分的第一密封件。

在本实施例中，第一密封件由树脂砂填补出水端230与铸件100的缝隙部分形成，第一密封件的设置保证了后续金属液浇注的密闭性，还进一步提高了金属液的保温性能。

冲补熔池300设置在缺陷部位110的上端开口处；冲补熔池300具有相对设置的敞口端310和用于与缺陷部位110处连接的连接端330；连接端330还设置有用于密封冲补熔池300与铸件100的连接部分的第二密封件；

在本实施例中，第二密封件由树脂砂填补冲补熔池300与铸件100的缝隙部分形成，第二密封件的设置保证了后续金属液浇注的密闭性，还进一步提高了金属液的保温性能。

为了保证金属液在浇注后充满整个缺陷部位110，浇口端210所在水平面高度高于缺陷部位110的上端开口的水平面高度。

在本实施例中，溢流通道200为u型通道，浇口端210为u型通道的入口端，出水端230为u型通道的出口端。u型通道方便砌筑，而且基本没有死角，不会形成金属液流动的死区，保证了金属液在u型通道内可以流畅地流通，温度均匀地进入到铸件100的缺陷部位110。

溢流通道200由耐火管拼接而成，耐火管外包裹有耐火材料203。在本实施例中，耐火管为陶管砖201，通过陶管砖201对接形成溢流通道200。且在陶管砖201和耐火材料203的缝隙间填补树脂砂，使得整个溢流通道200密闭。

本发明提供的铸件100熔补装置001，可以通过溢流通道200的浇口端210浇入金属液，金属液流经整个溢流通道200进入到铸件100的缺陷部位110后，充盈整个缺陷部位110，直至进入到冲补熔池300，冲补熔池300内的金属液可以达到补缩的作用，保证缺陷部位110内的金属液足量。

实施例二

本实施例提供了一种铸件100熔补方法，请参阅图1，这种铸件100熔补方法使用实施例一所述的铸件100熔补装置001对铸件100的缺陷部位110实施熔补。

其具体实施步骤包括：

对缺陷部位110的形态进行分析，包括缺陷部位110在铸件100的为主，缺陷部位110的尺寸，缺陷部位110的成分分析。根据以上分析确定缺陷的修整方式、铸件100的摆放方式和浇注的金属液的成分等。

对缺陷部位110的内部进行打磨圆滑，消除尖角部位。如果缺陷部位110为穿孔缺陷，即直接对穿孔的两侧棱角倒钝；如果缺陷部位110为盲孔缺陷或者内部缺陷，需要对缺陷部位110进行穿孔打磨，使得缺陷部位110贯穿到铸件100的相对两面。

铸件100摆放好之后，用耐火砖拼接成冲补熔池300设置于缺陷部位110的上端。冲补熔池300的尺寸应大于120mm*120mm*150mm。冲补熔池300和铸件100之间的缝隙通过树脂砂填补。

设置溢流通道200，溢流通道200为u型通道，溢流通道200通过耐火管拼接而成，并且通过耐火材料203包裹耐火管，最后用树脂砂填堵。

耐火管包括陶管砖201，陶管砖201和耐火材料203的缝隙间填补有树脂砂。而溢流通道200靠近铸件100的一端也设置有树脂砂用于密封溢流通道200与铸件100之间的缝隙。

设置烘烤枪通过溢流通道200对缺陷部位110进行预加热，预热时间应大于三小时，预热全过程采用红外线测温仪进行监控，预热速度按照“较慢—快—慢”进行控制，最终缺陷部位110的稳定达到预设预热温度，预设预热温度应大于650摄氏度。

冶炼与铸件100同材质的足量金属液，按照与铸件100材质的同等工艺进行熔炼。金属液出炉前需要经过热分析仪和光谱严格检测，采用浇包明浇，通过浇包将金属液注入浇口端210，金属液浇注温度在1380-1400摄氏度。

开始浇注时，快速浇注，使得溢流通道200内快速充盈金属液，浇注过程中需要左右摆动，避免溢流通道200内出现局部铁水滞留的现象。

金属液从开始浇注到浇注完成整过程不能断流，浇注时间2min～2.5min；浇注到金属液在冲补熔池300内达到预设高度后，在冲补熔池300内的金属液上覆盖覆盖剂，在浇口端210的金属液上覆盖覆盖剂。在本实施例中覆盖剂为散沙。

等待预设时间后，进行落砂，对所述缺陷部位110溢出的熔补金属进行切割、打磨。预设时间应不小于24小时。

在预设时间后，应该对缺陷部位110的熔补材料按照与铸件100同等要求的无损检测方法进行检测，无损检测包括超声波和磁粉检测，检测位置包括但不限于熔补位置，对其热影响区及其周围300mm范围为均要进行检测。

在无损检测后，根据需要进行机械性能、金相组织等理化性能检测试验。图2为使用本实施例提供的铸件100熔补方法进行qt400-18al材质的铸件100的缺陷部位110熔补后，熔补位置的金属的金相照片，满足原qt400-18al材质的金相要求。

通过发明提供的铸件100熔补方法有效地修复铸件100的缺陷部位110，且修复的原缺陷部位110能够满足探伤标准和理化性能检测要求，避免铸件100的整体报废。对大型的缺陷部位110进行熔补时，由于从下往上的充盈方式，加上预先的打磨，能够保证缺陷部位110能够充盈金属液，而不形成为浸润金属液的缝隙部位，以及产生气泡缺陷。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。