一种铸态缺陷修复工艺及其在球墨铸铁件修复中的应用制造技术

一种铸态缺陷修复工艺，根据标准铸件模型和缺陷铸件模型求差建立造型修补区模型，将造型修补区模型与系统预先建立的修复底块系列模型求差并筛选出最终使用的修复底块编号，进而选择对应的预制好的修复底块，在该修复底块上进行3D打印，得到造型修复块，利用助烧结钎剂将造型修复块冶金烧结到铸件本体。通过采用浇铸、锻造等常规工艺预制修复底块并在修复底块基础上进行3D打印，可以大幅度减少打印时间并节约大量的定制材料粉末，通过先制作造型修复块再通过冶金连接方式修复铸件本体可以克服3D打印设备无法在铸件特定部位进行修补操作的问题，特别适合于工业生产中较大规格的球墨铸铁件的铸造缺陷的多部位、批量修复。批量修复。批量修复。

【技术实现步骤摘要】
一种铸态缺陷修复工艺及其在球墨铸铁件修复中的应用


[0001]本专利技术涉及铸件修复工艺
，特别是涉及一种铸态缺陷修复工艺及其在球墨铸铁件修复中的应用。

技术介绍

[0002]球墨铸铁铸件是工业生产规模仅次于灰铸铁的一类铸铁材料铸件，应用十分广泛，工业上应用的各种动力机械曲轴、凸轮轴、连接轴、连杆、齿轮、离合器片、液压缸体等零部件很多是球墨铸铁铸件，而球墨铸铁管件更是在市政工矿企业给水、输气等应用中发挥着举足轻重的作用。球墨铸铁铸件的铸态缺陷有皮下气孔、裂纹、缩孔缩松、内部非金属夹杂、砂眼、夹渣、冷隔等，简单的浅表缺陷可通过简单的打磨补焊进行修复，深层及大面积缺陷则很容易导致铸件报废，球墨铸铁铸件很多是结构复杂的大型制件，报废成本高。
[0003]随着三维造型技术、材料技术、激光加工技术的进步，三维立体修复在各行业中发挥着越来越重要的作用，在铸件的铸态缺陷修复中也逐渐开始应用。三维立体修复的一般程序例如可参见公开号为CN105598450A的中国专利技术专利，其提出一种零部件损伤的激光立体仿形修复方法，该方法先对损伤零部件对应的标准零部件的外观进行三维扫描，建立零部件未发生损伤前的标准结构模型，再对损伤零部件的外观进行三维扫描，获得损伤零部件的实际结构模型，对得到的标准结构模型和实际结构模型进行比对求差处理，得到与损伤零部件的损伤区域完全对应的修复区结构模型，将所有损伤类型加工处理成内凹型损伤，然后控制激光立体仿形设备按照修复区结构模型对损伤零部件的损伤区域进行激光熔敷修复。
[0004]将以上介绍的三维立体修复一般技术应用到球磨铸铁件铸态缺陷修复中，使用激光三维打印设备在经过铣磨处理的损伤铸件的损伤区域进行激光三维修复，修复区域与母材的结合力强，修复效果好，但在大规模的修复作业中，还存在以下问题不易解决：一、一些铸件缺陷延伸部位由于角度及空间的限制(例如狭窄的内腔表面或大角度倾斜面)，不适宜采用激光三维打印设备直接在铸件基体上进行打印修复；二、激光三维打印由于采用分层打印，执行速度慢，而且打印精度越高、效率越低，修复用粉末材料是定制材料，用量大，成本高，而且当修复基体全部通过打印而成时，激光熔化的反复高温使粉末中的一些功能元素如球化元素烧损明显。

技术实现思路

[0005]为了解决上述
技术介绍
中提出的问题，本专利技术提出一种铸态缺陷修复工艺，通过采用浇铸、锻造等常规工艺预制修复底块并建立修复底块系列模型数据库，在执行三维立体修复程序时只需要识别筛选合适的修复底块并在修复底块基础上进行3D打印，可以大幅度减少打印时间并节约大量的定制材料粉末，通过先制作造型修复块再通过冶金连接方式修复铸件本体可以克服3D打印设备无法在铸件特定部位进行修补操作的问题。
[0006]本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的。
[0007]一种铸态缺陷修复工艺，所述铸态缺陷包含位于铸件表层下的气孔、裂纹、缩孔缩松、非金属夹杂、砂眼、夹渣、冷隔缺陷中的一种或一种以上，所述修复工艺在将铸件的缺陷部位存在的缺陷去除后，采用3D打印工艺制备造型修复块并将造型修复块冶金连接到铸件的缺陷部位，至少一处造型修复块包含有由非3D打印工艺制成的部分。
[0008]如上所述的铸态缺陷修复工艺，包括如下步骤：
[0009]S1、对外观完整的标准铸件进行三维扫描，建立标准铸件模型；
[0010]S2、根据探伤结果，对存在铸态缺陷的铸件的缺陷部位进行打磨或铣削处理，将缺陷部位表层以及表层下存在的缺陷去除，将铸态缺陷部位加工成需要重新造型修补的内凹结构；
[0011]S3、对步骤S2得到的铸件进行三维扫描，建立缺陷铸件模型；
[0012]S4、对步骤S1建立的标准铸件模型和步骤S3建立的缺陷铸件模型进行对比求差运算，建立与缺陷去除区域对应的造型修补区模型；
[0013]S5、将步骤S4建立的造型修补区模型与系统预先建立的修复底块系列模型进行对比求差运算，根据对比求差运算结果筛选出最终使用的修复底块编号；
[0014]所述的修复底块是采用非3D打印的方式预先制备的与待修复铸件相同材质或适配材质的一系列不同大小和/或形状的预制块；
[0015]所述的系统预先建立的修复底块系列模型是对上述一系列不同大小和/或形状的预制块进行三维扫描，建立的系列模型；
[0016]S6、根据步骤S5获取的修复底块编号选择对应的预制好的修复底块；
[0017]S7、将步骤S6中选择的修复底块安装到3D打印设备的基板上，以造型修补区模型与该修复底块模型对比求差运算得到的结果为3D打印的模型依据，对模型分层切片处理后，在该修复底块上进行3D打印，得到与步骤S2中所述的内凹结构相对应的造型修复块；
[0018]S8、在所述内凹结构表面和/或所述造型修复块表面涂覆助烧结钎剂，将所述造型修复块装配到所述内凹结构中，对装配部位进行烧结，使所述造型修复块冶金结合到所述内凹结构中；
[0019]S9、对步骤S8修补后的区域进行机械加工和/或表面处理，得到修复后的铸件。
[0020]如上所述的铸态缺陷修复工艺，所述修复底块系列模型中，相同形状不同规格的修复底块模型为一模型组，在数据库中预先建立多个模型组，不同模型组中的修复底块具有不同的形状。
[0021]如上所述的铸态缺陷修复工艺，所述的根据对比求差运算结果筛选出最终使用的修复底块编号是筛选能够适配于所述内凹结构并且当在修复底块上进行3D打印得到造型修复块时，打印工作量最小的修复底块。
[0022]如上所述的铸态缺陷修复工艺，所述的非3D打印的方式为浇铸方式或锻造方式。
[0023]如上所述的铸态缺陷修复工艺，步骤S7中，将修复底块安装到3D打印设备的基板上之前对修复底块进行表面处理。
[0024]如上所述的铸态缺陷修复工艺，步骤S8中，将造型修复块装配到内凹结构中之前对内凹结构进行表面处理。
[0025]如上所述的铸态缺陷修复工艺，步骤S8中，对装配部位进行烧结是在避免对整个铸件进行烧结的条件下实施。
[0026]铸态缺陷修复工艺在球墨铸铁件修复中的应用，所述铸态缺陷修复工艺为如上所述的铸态缺陷修复工艺。
[0027]如上所述的应用，所述球墨铸铁件的待修复的缺陷部位位于球墨铸铁件的内腔或斜面，所述内腔是3D打印熔敷头不能伸入的内腔，所述斜面是超出3D打印熔敷头有效工作角度的斜面。
[0028]本专利技术的有益效果：
[0029]本专利技术提出的一种铸态缺陷修复工艺，根据标准铸件模型和缺陷铸件模型求差建立造型修补区模型，将造型修补区模型与系统预先建立的修复底块系列模型求差并筛选出最终使用的修复底块编号，进而选择对应的预制好的修复底块，在该修复底块上进行3D打印，得到造型修复块，利用助烧结钎剂将造型修复块冶金烧结到铸件本体，该过程中通过采用浇铸、锻造等常规工艺预制修复底块并建立修复底块系列模型数据库，在执行三维立体修复程序时只需要识别筛选合适的修复底块并在修复底块基础上进行3D打印，可以大幅本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铸态缺陷修复工艺，其特征在于，所述铸态缺陷包含位于铸件表层下的气孔、裂纹、缩孔缩松、非金属夹杂、砂眼、夹渣、冷隔缺陷中的一种或一种以上，所述修复工艺在将铸件的缺陷部位存在的缺陷去除后，采用3D打印工艺制备造型修复块(3)并将造型修复块(3)冶金连接到铸件的缺陷部位，至少一处造型修复块(3)包含有由非3D打印工艺制成的部分。2.根据权利要求1所述的一种铸态缺陷修复工艺，其特征在于，包括如下步骤：S1、对外观完整的标准铸件进行三维扫描，建立标准铸件模型；S2、根据探伤结果，对存在铸态缺陷的铸件的缺陷部位进行打磨或铣削处理，将缺陷部位表层以及表层下存在的缺陷去除，将铸态缺陷部位加工成需要重新造型修补的内凹结构(2)；S3、对步骤S2得到的铸件进行三维扫描，建立缺陷铸件模型；S4、对步骤S1建立的标准铸件模型和步骤S3建立的缺陷铸件模型进行对比求差运算，建立与缺陷去除区域对应的造型修补区模型；S5、将步骤S4建立的造型修补区模型与系统预先建立的修复底块(1)系列模型进行对比求差运算，根据对比求差运算结果筛选出最终使用的修复底块(1)编号；所述的修复底块(1)是采用非3D打印的方式预先制备的与待修复铸件相同材质或适配材质的一系列不同大小和/或形状的预制块；所述的系统预先建立的修复底块(1)系列模型是对上述一系列不同大小和/或形状的预制块进行三维扫描，建立的系列模型；S6、根据步骤S5获取的修复底块(1)编号选择对应的预制好的修复底块(1)；S7、将步骤S6中选择的修复底块(1)安装到3D打印设备的基板上，以造型修补区模型与该修复底块(1)模型对比求差运算得到的结果为3D打印的模型依据，对模型分层切片处理后，在该修复底块(1)上进行3D打印，得到与步骤S2中所述的内凹结构(2)相对应的造型修复块(3)；S8、在所述内凹结构(2)表面和/或所述造型...

【专利技术属性】
技术研发人员：雍应宏，张修海，郑斌，王书科，张兰聚，彭辉，
申请(专利权)人：国铭铸管股份有限公司，
类型：发明
国别省市：