利用鎳-鈷-鉬-錳基合金進(jìn)行飛輪修補(bǔ)的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用鎳-鈷-鉬-錳基合金進(jìn)行飛輪修補(bǔ)的方法，包括以下步驟：第一步，以裂紋為中心，沿裂紋的走向打磨出坡口；沿與坡口垂直的方向，每隔一定距離銑出若干條溝槽，該溝槽的深度大于或等于坡口深度的三分之一；第二步，分別以裂紋的起始和終了位置點(diǎn)為圓心鉆通透孔；第三步，采用不銹鋼焊條在溝槽內(nèi)堆焊，堆焊高度為坡口深度的二分之一至三分之二；第四步，將飛輪預(yù)熱至600-800攝氏度，在通透孔和坡口的剩余空間內(nèi)澆注熔融態(tài)鎳-鈷-鉬-錳基合金，室溫下冷卻；第五步，將多余的堆焊材料和澆注材料加工去除，至尺寸合格。本發(fā)明修補(bǔ)工藝簡(jiǎn)單、修補(bǔ)效果好，修補(bǔ)后的飛輪使用壽命長(zhǎng)，適于飛輪裂紋批量修補(bǔ)處理。
【專利說明】利用鎳-鈷-鉬-錳基合金進(jìn)行飛輪修補(bǔ)的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鑄造加工件裂紋的修補(bǔ)方法，尤其涉及一種利用鎳-鈷-鑰-錳基合金進(jìn)行飛輪修補(bǔ)的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]飛輪主要為鑄鐵材質(zhì)，制作工藝一般為先鑄胚后機(jī)加工。考慮到制作成本，制造飛輪的鑄鐵件毛坯的牌號(hào)相對(duì)較低，由于材料本身中含碳量高，飛輪在長(zhǎng)期的高轉(zhuǎn)速與低轉(zhuǎn)速的頻繁交替切換的作用下，易因疲勞損傷致出現(xiàn)裂紋、進(jìn)而損壞。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)一般采用拆舊換新的處理辦法進(jìn)行維修處理。
[0004]隨著汽車保有量的不斷上升，每年更換下來的廢舊飛輪數(shù)量十分巨大，一旦出現(xiàn)裂紋，就只能作為廢鐵原料回爐熔煉成鋼鐵，這并不是一種經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的解決辦法。
[0005]如何修舊利廢，成為行業(yè)中一個(gè)亟待解決的技術(shù)問題。
[0006]中國專利申請(qǐng)CN101357429B公開了一種斷裂的鑄鐵件的焊補(bǔ)方法，其通過先將鑄鐵將的斷面打磨出坡口，對(duì)預(yù)焊接的部位進(jìn)行預(yù)熱，然后用焊條施焊，焊接完畢，對(duì)該焊接部位予以保溫，其在對(duì)該預(yù)焊接的部位進(jìn)行預(yù)熱之前，在該鑄鐵件的斷面上轉(zhuǎn)孔并絞制出螺紋，然后在該孔中安裝螺栓，并且將該螺栓焊接固定。
[0007]上述技術(shù)方案，在進(jìn)行較厚、斷裂塊多且出現(xiàn)不規(guī)整現(xiàn)象時(shí)，抑或斷裂塊面積較小的鑄鐵工件的修補(bǔ)時(shí)，通過在斷面上轉(zhuǎn)孔并絞制出螺紋，然后在該孔中安裝螺栓，最后將螺栓“固化”在修補(bǔ)后的工件中與工件成為一體，較好地保證了焊補(bǔ)后工件的抗壓強(qiáng)度與抗剪切強(qiáng)度。
[0008]但這種方法主要適用于工件厚度較厚的大型設(shè)備的基座的焊接修補(bǔ)，不能用于飛輪的修補(bǔ)；而且，其工藝相對(duì)復(fù)雜、操作難度大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的是，提供一種利用鎳-鈷-鑰-錳基合金進(jìn)行飛輪修補(bǔ)的方法，其修補(bǔ)工藝簡(jiǎn)單、修補(bǔ)效果好、修補(bǔ)后的飛輪使用壽命長(zhǎng)。
[0010]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的需要解決的技術(shù)問題是，如何保證飛輪修補(bǔ)處與其余部分的抗剪切、抗疲勞損傷能力一致性的技術(shù)問題。
[0011]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是，一種利用鎳-鈷-鑰-錳基合金進(jìn)行飛輪修補(bǔ)的方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0012]第一步，以裂紋為中心，沿裂紋的走向打磨出坡口 ；
[0013]沿與坡口垂直的方向，每隔一定距離銑出若干條溝槽，該溝槽的深度大于或等于所述坡口深度的三分之一；
[0014]第二步，分別以裂紋的起始和終了位置點(diǎn)為圓心鉆通透孔；
[0015]第三步，采用不銹鋼焊條在所述溝槽內(nèi)堆焊，堆焊高度為坡口深度的二分之一至三分之二 ;
[0016]第四步，將飛輪預(yù)熱至600-800度，在通透孔和坡口的剩余空間內(nèi)澆注熔融態(tài)合金，室溫下冷卻；
[0017]所述合金為鎳-鈷-鑰-錳基合金，其中，鎳、鈷、鑰、錳的重量百分比為5-10:3-5: 2-4: 15-20，余量為鐵;
[0018]第五步，將多余的堆焊材料和澆注材料加工去除，至尺寸合格。
[0019]上述技術(shù)方案直接帶來的技術(shù)效果是，1、修補(bǔ)工藝簡(jiǎn)單、易行；2、修補(bǔ)后的飛輪在整體強(qiáng)度，特別是抗剪強(qiáng)度方面具有較大的改善和提高，因而可以提高飛輪的抗疲勞損傷能力和使用壽命。主要原因分析如下:
[0020]在坡口中采用鎳含量較高的不銹鋼焊條進(jìn)行堆焊，使得原裂紋處含碳量相對(duì)較高的鑄鐵材料，被硬而有延展性的金屬鎳取代，因而大幅增強(qiáng)了該處的抗疲勞損傷能力；
[0021]而由于溝槽的走向與坡口相互垂直，且由于鈷硬而脆、鑰硬而堅(jiān)韌、錳性堅(jiān)而脆、高錳鋼既堅(jiān)硬又富有韌性，因此在溝槽中通過澆注硬度、強(qiáng)度和韌性較高的鎳-鈷-鑰-錳基合金，通過這種強(qiáng)度高、韌性好的合金材料起到類似框架結(jié)構(gòu)件的作用，大幅提高了坡口兩側(cè)的結(jié)合牛度；
[0022]而且，在裂紋的起始端和末端分別鉆孔并澆注合金材料，進(jìn)一步增強(qiáng)了修補(bǔ)處理后飛輪使用上的耐久性。
[0023]作為優(yōu)選，上述飛輪材質(zhì)為灰鑄鐵。
[0024]該優(yōu)選技術(shù)方案直接帶來的技術(shù)效果是，由于鎳-鈷-鑰-錳基合金的成本相對(duì)較高，因而這種修補(bǔ)工藝主要用于含碳量相對(duì)較高，且牌號(hào)相對(duì)較低的具有片狀石墨結(jié)構(gòu)的灰鑄鐵，具有良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。
[0025]進(jìn)一步優(yōu)選，上述不銹鋼焊條為鉻鎳不銹鋼焊條。
[0026]該優(yōu)選技術(shù)方案直接帶來的技術(shù)效果是，采用鉻鎳不銹鋼焊條在灰鑄鐵基材上進(jìn)行堆焊，可焊性較好，焊接操作簡(jiǎn)單。
[0027]需要說明的是，采用不銹鋼焊條進(jìn)行堆焊，堆焊高度為坡口深度的二分之一至三分之二 ；也是基于技術(shù)經(jīng)濟(jì)性方面的考慮。
[0028]綜上所述，本發(fā)明具有修補(bǔ)工藝簡(jiǎn)單、修補(bǔ)效果好、修補(bǔ)后的飛輪使用壽命長(zhǎng)，適于飛輪裂紋批量修補(bǔ)處理等有益效果。

【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0030]實(shí)施例1
[0031]飛輪材質(zhì)為灰鑄鐵，其裂紋深度25_，裂紋長(zhǎng)度約120_，裂紋長(zhǎng)度約120_ ；
[0032]修補(bǔ)方法包括以下步驟:
[0033]第一步，以裂紋為中心，沿裂紋的走向打磨出坡口 ；沿與坡口垂直的方向，每隔一定距離銑出若干條溝槽；其中，坡口深度30mm，溝槽深度15mm ；
[0034]第二步，分別以裂紋的起始和終了位置點(diǎn)為圓心鉆通透孔，孔徑為1mm ；
[0035]第三步，采用鉻鎳不銹鋼焊條在溝槽內(nèi)堆焊，堆焊高度為1mm ；
[0036]焊接過程中，每焊一層，敲擊去除焊渣、藥皮；
[0037]第四步，將飛輪預(yù)熱至650度，在通透孔和坡口的剩余空間內(nèi)澆注熔融態(tài)鎳-鈷-鑰-錳基合金，該鎳-鈷-鑰-錳基合金中，鎳、鈷、鑰、錳的重量百分比為8: 3:
2: 18，余量為鐵；
[0038]第五步，將多余的堆焊材料和澆注材料加工去除，直至尺寸合格。
[0039]經(jīng)修補(bǔ)處理的飛輪經(jīng)重新使用3年，無新的裂紋產(chǎn)生。
[0040]實(shí)施例2
[0041]飛輪材質(zhì)為灰鑄鐵，其裂紋深度30_，裂紋長(zhǎng)度約220_ ；
[0042]修補(bǔ)方法包括以下步驟:
[0043]第一步，以裂紋為中心，沿裂紋的走向打磨出坡口 ；沿與坡口垂直的方向，每隔一定距離銑出若干條溝槽；其中，坡口深度35mm，溝槽深度12mm，溝槽長(zhǎng)度為15mm ；
[0044]第二步，分別以裂紋的起始和終了位置點(diǎn)為圓心鉆通透孔，孔徑為1mm ；
[0045]第三步，采用鉻鎳不銹鋼焊條在溝槽內(nèi)堆焊，堆焊高度為20mm ；
[0046]焊接過程中，每焊一層，敲擊去除焊渣、藥皮；
[0047]第四步，將飛輪預(yù)熱至750度，在通透孔和坡口的剩余空間內(nèi)澆注熔融態(tài)鎳-鈷-鑰-錳基合金，該鎳-鈷-鑰-錳基合金中，鎳、鈷、鑰、錳的重量百分比為5: 5:
4: 20，余量為鐵；
[0048]第五步，將多余的堆焊材料和澆注材料加工去除，直至尺寸合格。
[0049]經(jīng)修補(bǔ)處理的飛輪經(jīng)重新使用3年，無新的裂紋產(chǎn)生。
[0050]實(shí)施例3
[0051]飛輪材質(zhì)為灰鑄鐵，貫穿是裂紋，其裂紋深度30mm，裂紋長(zhǎng)度約220mm ；
[0052]修補(bǔ)方法包括以下步驟:
[0053]第一步，以裂紋為中心，沿裂紋的走向在飛輪的上下表面分別打磨出坡口 ；沿與坡口垂直的方向，每隔一定距離銑出若干條溝槽；其中，上下面坡口深度均為15mm，上下面溝槽深度均為10mm，溝槽長(zhǎng)度均為30mm ；
[0054]弟_■步，以裂紋的起始點(diǎn)為圓心鉆通透孔，孔徑為1mm;
[0055]第三步，采用鉻鎳不銹鋼焊條在溝槽內(nèi)堆焊，堆焊高度為8mm ；
[0056]焊接過程中，每焊一層，敲擊去除焊渣、藥皮；
[0057]第四步，將飛輪預(yù)熱至780度，在通透孔和坡口的剩余空間內(nèi)澆注熔融態(tài)鎳-鈷-鑰-錳基合金，該鎳-鈷-鑰-錳基合金中，鎳、鈷、鑰、錳的重量百分比為10:4:3: 15，余量為鐵；
[0058]第五步，將多余的堆焊材料和澆注材料加工去除，直至尺寸合格。
[0059]經(jīng)修補(bǔ)處理的飛輪經(jīng)重新使用2年，無新的裂紋產(chǎn)生。
[0060]說明:溝槽長(zhǎng)度及溝槽之間的間距方面無特殊要求，主要參考裂紋的具體情況，以及修補(bǔ)后所需達(dá)到的保險(xiǎn)系數(shù)等方面的因素進(jìn)行選擇。
【權(quán)利要求】
1.一種利用鎳-鈷-鑰-錳基合金進(jìn)行飛輪修補(bǔ)的方法，其特征在于，包括以下步驟: 第一步，以裂紋為中心，沿裂紋的走向打磨出坡口 ； 沿與坡口垂直的方向，每隔一定距離銑出若干條溝槽，該溝槽的深度大于或等于所述坡口深度的三分之一； 第二步，分別以裂紋的起始和終了位置點(diǎn)為圓心鉆通透孔； 第三步，采用不銹鋼焊條在所述溝槽內(nèi)堆焊，堆焊高度為坡口深度的二分之一至三分之二 ； 第四步，將飛輪預(yù)熱至600-800度，在通透孔和坡口的剩余空間內(nèi)澆注熔融態(tài)合金，室溫下冷卻； 所述合金為鎳-鈷-鑰-錳基合金，其中，鎳、鈷、鑰、錳的重量百分比為5-10: 3-5:2-4: 15-20，余量為鐵; 第五步,將多余的堆焊材料和澆注材料加工去除,至尺寸合格。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用鎳-鈷-鑰-錳基合金進(jìn)行飛輪修補(bǔ)的方法，其特征在于，所述飛輪材質(zhì)為灰鑄鐵。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用鎳-鈷-鑰-錳基合金進(jìn)行飛輪修補(bǔ)的方法，其特征在于，所述不銹鋼焊條為鉻鎳不銹鋼焊條。
【文檔編號(hào)】B23K31/02GK104162762SQ201410407076
【公開日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年8月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月18日
【發(fā)明者】王偉, 李秀珍, 王彩云, 樊恩力, 孟慶福, 張程海 申請(qǐng)人:青島海之冠汽車配件制造有限公司