本发明涉及精密铸造领域,尤其涉及一种镍基高温合金铸件缺陷修复工艺。
背景技术:
1、镍基高温合金广泛应用于航天航空领域,k438合金作为铸造镍基高温合金的一种,凭借其优秀综合性能,在众多行业中得到了广泛应用。k438高温合金常用的铸造方法是熔模铸造。熔模铸造是将熔炼好的金属液注入特定形状的铸型内,冷却凝固后即获得所需铸件的制造方法。在熔模铸造的生产过程中,由于k438中的合金元素类别较多,对杂质元素的含量要求严格,铸造中任何一个环节的不恰当操作都易出现疏松、缩松、热裂等铸造缺陷,由于高温合金通常具有复杂的化学成分和高合金化程度,这可能导致合金液在凝固过程中存在较大的凝固区间,同时合金液中可能夹杂有较多的杂质。这些因素都增加了铸造过程中出现缺陷的可能性,并且熔炼工艺的不合适或脱氧、除气不充分可能导致合金中存在气体或夹杂物,另外浇注温度过高或浇注系统设计不合理也可能导致铸件收缩阻力增大,从而产生铸造缺陷,且高温合金铸件的结构比较复杂,精度要求又较高,制造工序复杂,因此在铸造过程中成品率较低。
技术实现思路
1、为了弥补以上不足,本发明提供了一种镍基高温合金铸件缺陷修复工艺,旨在改善了现有技术中提到的“高温合金铸件在铸造过程中成品率较低”的问题。
2、为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:一种镍基高温合金铸件缺陷修复工艺,包括以下步骤:
3、s1:选取材料
4、通过正规的渠道选取合适规格的焊丝以及需要焊接加工的材料;
5、s2:材料预处理
6、对s1中需要焊接加工的材料进行预加工,包括但不仅限于切割和打磨,而焊丝不需要预热处理;
7、s3:选取焊接设备并调整参数
8、选取合适的焊接方法和焊接设备并且将其参数调整至合适的数值;
9、s4:焊接过程
10、在调整好参数的焊接设备上,将焊丝与待焊接的材料按照预定的焊接路径进行焊接;
11、s5:焊后处理
12、焊接完成后,对焊接接头进行必要的处理,其中包括但不仅限于清理和打磨;
13、s6:最后处理
14、根据需要对焊接后的材料进行进一步的加工处理,其中包括但不仅限于热处理和机械加工。
15、作为上述技术方案的进一步描述:
16、所述s1中的渠道应当通过正规的供应商或生产厂家选取,其中焊丝采用无al、ti含量的hgh3113焊丝,确保焊丝表面光滑、无锈蚀、无油污缺陷,焊接加工的材料选取高al、ti含量的k438高温合金。
17、作为上述技术方案的进一步描述:
18、所述s2包括以下步骤:
19、s201:进行性能测试
20、进行化学成分分析和力学性能测试,以确保k438高温合金符合使用要求,如果测试结果不符合要求,需要对材料进行重新选取或处理,以保证焊接接头的质量和强度;
21、s202:进行表面处理
22、对k438高温合金表面进行清理和打磨,去除表面的油污、氧化物和杂质,确保焊接接头表面的质量和清洁度,其中打磨方式选取角磨机打磨,打磨后使用喷火枪对表面进行干燥处理;
23、s203:进行切割和加工
24、根据需要的焊接接头形状和尺寸,对k438高温合金进行切割和加工,使其符合焊接要求,其中包括但不仅限于形状和角度。
25、作为上述技术方案的进一步描述:
26、所述s3中焊接方法采用钨极氩弧焊法或直流氩弧焊法,焊接设备采用氩弧焊焊机,以保证焊接过程中的稳定性和可靠性,其中调节的参数包括但不仅限于主电流、快频电流、快频频率以及氩气流量。
27、作为上述技术方案的进一步描述:
28、所述主电流采用区间为30a—50a,快频电流采用区间70—90a,快频频率采用20khz,氩气流量采用区间10—15l/min。
29、作为上述技术方案的进一步描述:
30、所述s202中角磨机的规格采用直径为100mm、转速为2800r/min的角磨机,打磨深度不超过0.2mm,并于无水酒精中进行超声清洗后吹干,喷火枪采用液化石油气作为燃料,火焰温度控制在900℃,确保表面无水分残留。
31、作为上述技术方案的进一步描述:
32、所述s203中对k438高温合金进行v字切割,且其坡度为30°。
33、作为上述技术方案的进一步描述:
34、所述s4中的焊接路径应根据待焊接材料的形状和尺寸、焊接接头的位置和角度因素进行设计和规划,以保证焊接接头的质量和强度,并且焊接过程中需保持稳定的焊接速度和温度,确保焊接接头的质量和强度。
35、作为上述技术方案的进一步描述:
36、所述s5中需要去除焊接过程中产生的飞溅物和残留物,使焊接接头表面平整光滑,同时对焊接接头进行质量检查,确保焊接质量符合标准要求,检查范围包括但不仅限于焊接接头的外观质量、尺寸精度和力学性能。
37、作为上述技术方案的进一步描述:
38、所述s6中根据需要对焊接后的材料进行热处理,以消除焊接过程中产生的应力和改善焊接接头的组织和性能,热处理的温度和时间应根据材料的成分、形状和焊接接头的结构进行选择,以确保焊接接头的强度和耐腐蚀性,另外还可以对焊接接头进行机械加工,如打磨、切割,以满足产品的尺寸和精度要求。
39、本发明具有如下有益效果:
40、1、本发明中,通过分别采用钨极氩弧焊法和直流氩弧焊法进行焊接,并且通过调整相对应主电流、快频电流、快频频率以及氩气流量等参数的配合,最后通过实验的方式呈现,使得焊缝区抗拉强度可达825mpa,同时具有一定韧性,可以使修复后的组织达到所要求的性能,使铸件能重新投入使用。
41、2、本发明中,通过简单的方法步骤使焊接后性能优良、无裂纹或少裂纹,也就是减少裂纹,为高al、ti的k438高温合金材料焊接研究和其应用提供了新的方向。
42、3、本发明中,通过选取无al、ti含量且直径为1.6mm的hgh3113焊丝作为焊接材料,能够有效地避免焊接过程中al、ti元素的干扰,提高了焊接接头的质量和强度。
1.一种镍基高温合金铸件缺陷修复工艺,其特征在于:包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种镍基高温合金铸件缺陷修复工艺,其特征在于:所述s1中的渠道应当通过正规的供应商或生产厂家选取,其中焊丝采用无al、ti含量的hgh3113焊丝,确保焊丝表面光滑、无锈蚀、无油污缺陷,焊接加工的材料选取高al、ti含量的k438高温合金。
3.根据权利要求2所述的一种镍基高温合金铸件缺陷修复工艺,其特征在于:所述s2包括以下步骤:
4.根据权利要求1所述的一种镍基高温合金铸件缺陷修复工艺,其特征在于:所述s3中焊接方法采用钨极氩弧焊法或直流氩弧焊法,焊接设备采用氩弧焊焊机,以保证焊接过程中的稳定性和可靠性,其中调节的参数包括但不仅限于主电流、快频电流、快频频率以及氩气流量。
5.根据权利要求4所述的一种镍基高温合金铸件缺陷修复工艺,其特征在于:所述主电流采用区间为30a—50a,快频电流采用区间70—90a,快频频率采用20khz,氩气流量采用区间10—15l/min。
6.根据权利要求3所述的一种镍基高温合金铸件缺陷修复工艺,其特征在于:所述s202中角磨机的规格采用直径为100mm、转速为2800r/min的角磨机,打磨深度不超过0.2mm,并于无水酒精中进行超声清洗后吹干,喷火枪采用液化石油气作为燃料,火焰温度控制在900℃,确保表面无水分残留。
7.根据权利要求3所述的一种镍基高温合金铸件缺陷修复工艺,其特征在于:所述s203中对k438高温合金进行v字切割,且其坡度为30°。
8.根据权利要求1所述的一种镍基高温合金铸件缺陷修复工艺,其特征在于:所述s4中的焊接路径应根据待焊接材料的形状和尺寸、焊接接头的位置和角度因素进行设计和规划,以保证焊接接头的质量和强度,并且焊接过程中需保持稳定的焊接速度和温度,确保焊接接头的质量和强度。
9.根据权利要求1所述的一种镍基高温合金铸件缺陷修复工艺,其特征在于:所述s5中需要去除焊接过程中产生的飞溅物和残留物,使焊接接头表面平整光滑,同时对焊接接头进行质量检查,确保焊接质量符合标准要求,检查范围包括但不仅限于焊接接头的外观质量、尺寸精度和力学性能。
10.根据权利要求1所述的一种镍基高温合金铸件缺陷修复工艺,其特征在于:所述s6中根据需要对焊接后的材料进行热处理,以消除焊接过程中产生的应力和改善焊接接头的组织和性能,热处理的温度和时间应根据材料的成分、形状和焊接接头的结构进行选择,以确保焊接接头的强度和耐腐蚀性,另外还可以对焊接接头进行机械加工,如打磨、切割,以满足产品的尺寸和精度要求。