史瑞峰

（常（cháng）州寶菱重工機械有限公（gōng）司製管（guǎn）分公司）

摘　要：介紹了軋機軸承（chéng）座的常見缺陷（xiàn），從軸（zhóu）承座鑄造及加工環節入手，著重探討了這些缺陷（xiàn）的預防措施、處（chù）理方法和補焊要領。

關鍵詞：軋機軸承座；密集型線狀缺陷；氣孔；砂眼；裂紋

引言

軋機軸承座（以下簡稱“軸承座”）主要包括：工作輥軸承座、中（zhōng）間輥軸承座和支（zhī）承輥軸（zhóu）承座三種，以鑄鋼 件 為 主。鑄鋼（gāng）件軋機（jī）軸承座材質主要包括（kuò）：ZG230-450、ZG35CrMo、ZG355iMn等幾種。在軸承（chéng）座加工中發現，軸承座毛坯缺陷較多，很多產品到了精加工狀態仍有缺陷存在，常常影響生產進度。

其原因（yīn）是：

（１）鋼的鑄造性能較差：鑄造時，鋼水流動性差，鑄鋼件形成縮孔、熱裂、冷裂及氣孔（kǒng）的傾向均比鑄鐵要大。

（２）結構問題：軸承座壁（bì）厚極其不均（jun1）勻，而且厚壁（bì）麵與薄壁麵的尺（chǐ）寸相差較大，尤其（qí）是支承（chéng）輥軸承座更為明顯。這一特點給毛坯鑄造帶來了一定的難度。

（３）焊接（jiē）性（xìng）能差：部分材質（zhì）鑄鋼（gāng）件焊接性能較差，而很多鑄鋼（gāng）件廠家焊工水平參差不齊，在毛坯缺陷補焊時，沒有嚴格按照操作要領執行，焊接應力無法釋放，使得補焊部位產生裂紋等缺陷（xiàn）。

（４）質量要求提高：客戶對產品要求（qiú）不斷（duàn）提（tí）高，就軸承座而言，很多（duō）客戶均要求軸承（chéng）座在製造過程中進行（háng）超聲波探傷（UT）及磁粉探傷（MT）。

現代科技的（de）發展，鑄造設（shè）備及工藝的（de）不斷進步，使得軸承（chéng）座的毛坯質（zhì）量已（yǐ）經有了（le）長足的進步，但是仍有部分缺陷經常（cháng）出現，且難以根除，須引起足夠的重（chóng）視，並加以研究、解決。

1、常見毛坯缺陷及（jí）預防措施（shī）

1.1氣孔

軸承座（zuò）的氣孔主要位於零件表麵或（huò）近表（biǎo）麵處，呈單個或聚集成片狀。顏色為白色或帶一層暗色，有時覆有一層氧化皮（pí）。

氣孔的主要預防措施包括： 

（１）控製氣體含量：使用潔淨、幹燥的爐料，限（xiàn）製（zhì）爐料的（de）含氣量，減少熔煉時金屬的吸氣量；澆包要進行（háng）烘幹、燙包；適當提高澆注（zhù）溫度（dù），以利於氣體擴散。 

（２）控製澆注過程（chéng）：澆注時控（kòng）製好壓頭和（hé）速度，保證鋼水平穩充（chōng）填砂型型腔，避免產生紊流，防止卷入氣體

（３）減少發（fā）氣量：控製型（芯）砂水分及發氣原料的含量（liàng），減少砂型（xíng）在澆（jiāo）注過程中的發氣量；不使用受（shòu）潮、生鏽或有油汙的冷鐵和芯撐等。 

（４）改善砂型的透氣性：選擇合適的砂型緊實度，提高砂型和（hé）型芯的（de）透氣性；合理安排出氣眼，使砂型（芯）內氣體能順利排出。

（５）增加氣體進入金屬液的阻力：合理設計澆注係統，避免澆注時卷入氣體；在砂型（芯）表麵塗刷塗料，以減少金屬－鑄型的界麵作用。

1.2砂眼

砂眼（yǎn）是一種常見（jiàn）的鑄造缺（quē）陷。它是由於金（jīn）屬液（yè）從砂型型腔表麵衝下來的砂粒（塊），或者在造型、合箱操作時落入型（xíng）腔中的砂粒（塊）來不及上浮（fú）、進入澆冒係統，而留在鑄件內部（bù）或表麵而形成的。砂眼（yǎn）對於軸承座的危害很大，尤其在軸承座要求較高的內孔或薄壁麵出現時往往很難處理，常常導致（zhì）產品報廢。

砂眼的主要預防措施（shī）包括：

（１）嚴格控製型砂性能，提高砂型（芯）的表麵強度和（hé）緊實度，減少毛刺和銳（ruì）角，減少（shǎo）衝砂。 

（２）合箱前把型腔和砂芯表麵的浮砂處理幹淨，並平穩合箱；如果是明冒口或貫通出氣眼，應避免（miǎn）散砂（shā）從中掉入型腔，合箱後要盡快澆注。 

（３）設置正確合理的澆冒（mào）係統，避免金屬液對（duì）型壁和砂芯（xīn）的衝刷力過大。

（４）澆口杯表麵要光滑，不能有浮砂。

1.3裂紋

鑄件因（yīn）有害元素產生的裂紋分為熱裂和冷裂。熱裂主要由S元素引起，多為不規則形狀，裂口處金屬表皮氧化；冷裂主要由P元素引起（qǐ），裂口較直，開裂處有金屬光澤。同時，由（yóu）於軸承座壁厚極不均勻，且軸（zhóu）承座（zuò）壁厚改變突兀，使（shǐ）得軸（zhóu）承座毛坯在尺（chǐ）寸變化處也較易產（chǎn）生裂紋。裂紋的主要（yào）預防措施包（bāo）括（kuò）：

（１）增強砂型和砂芯的退讓性。 

（２）嚴格控（kòng）製爐料及鋼（gāng）水中的S，P元素含量。

（３）調節鑄件各部位冷卻速度，避免鑄件局部過熱，在厚、大斷麵或熱節處（chù）放置冷鐵，適當分散內澆道，使鑄件各部位溫度趨向均勻；澆冒（mào）口不應阻礙鑄件的收（shōu）縮。 

（４）鑄（zhù）件澆注完畢後，不（bú）能過（guò）早開箱?以上預防措施中後兩條尤其值得注意（yì），根據經驗，大多數（shù）軸承座的裂紋都與（yǔ）此有關。 

1.4密集型線狀缺陷

除了上述幾（jǐ）種缺陷（xiàn）外，在實際生產中，對（duì）軸承座進行熒光（guāng）磁粉探傷時（shí），常能發現某（mǒu）些部位有密集型的線狀缺陷，單個缺陷（xiàn）的長度（dù）大多在1~5mm之 間，缺陷數量有幾十甚至上百（bǎi）條（tiáo）不等。

此類缺陷多出現在內孔部位，尤其是薄壁麵Z為常見。一般認為，該缺陷是在鑄造過程中產生的（de）微裂紋，但也可能跟鑄件內部組織疏鬆有（yǒu）關（guān）。此類缺陷對軸承座（zuò）質量影響很（hěn）大，其處理難度也較高，如發生（shēng）在薄壁麵，則常常由於補焊後焊接（jiē）應力釋放（fàng）導（dǎo）致內孔變形，從而造成軸承座報廢。因此，建議（yì）對於發（fā）現有此（cǐ）類（lèi）缺陷存在的軸承座，在精加工至成品前留0.1ｍｍ餘量，增加一道MT探傷及修補的工序，以減少成品軸承座補焊變形造成報（bào）廢的風險。

2、缺陷的處理方法

2.1缺陷的識別

通常情況下，軸承座（zuò）粗加工（gōng）後（hòu）（留 有3~5ｍｍ餘（yú）量），應進行一（yī）次超聲波探傷，半精加工後（留有0.5ｍｍ 餘量）和精（jīng）加工至成品後各（gè）進行一次磁粉探傷；在任何一個環節（jiē）如發現缺（quē）陷，都應（yīng）立即將缺陷挖除並進行補焊（hàn），探傷合（hé）格後進入下道工序。對於半精加工後發現有（yǒu）密集型線狀缺陷的軸承座，往往在成品探傷時依然存在大量缺陷，此時（shí）如（rú）果大麵積補焊，在焊接應力的（de）作用下，軸承座極易變形，導致尺寸超差（chà）報廢。因此，需在成品前留0.1ｍｍ左右餘量，再加一次（cì）磁粉探傷，如發現缺（quē）陷（xiàn），立即補焊（hàn），之後精磨至成品再進行成品磁粉探傷。

2.2缺陷的挖（wā）除

軸承座出現缺陷的部位（wèi）應進行挖除，其方法包括手工打（dǎ）磨和（hé）機械加工。缺陷挖除幹淨（jìng）的標準是（shì）超聲波、磁（cí）粉（fěn）或者滲透探傷合格，切忌用肉眼做判斷。

2.2.1手工打磨

多數情（qíng）況下，缺陷的挖除都應（yīng）采（cǎi）取手工打磨的方法，主要采用工具包括砂輪片和硬質合金旋轉（zhuǎn）銼兩種。

2.2.2機（jī）械加工方法挖除

對於比較大的缺陷，或者手工打磨無法挖除的缺（quē）陷應采取（qǔ）機（jī）械加工的（de）方法挖除，且在不（bú）同的加工狀態下應掌握（wò）不（bú）同的標準。如（rú）開挖深度超過以下標（biāo）準，則（zé）產品（pǐn）應做報廢處理，以免影響軸承座使用壽命。

2.2.2.1粗加工狀態

（１）線性缺陷（如裂紋等）：用機加工方法去除缺陷時，開挖深度原則上不超過本缺陷（xiàn）所在（zài）平麵壁（bì）厚的（de）2/5。圓孔處缺陷開挖深度（dù）原則上應（yīng）≤50ｍｍ。

（２）非（fēi）線性缺陷（如夾渣、夾砂（shā）、氣孔等）：用機加工方（fāng）法去除缺陷（xiàn）時，開挖深度原則上不超過本缺（quē）陷所（suǒ）在平麵壁厚的2/5。厚度≥150ｍｍ 的部位，則開挖區域原則上不超過60ｍｍ×50ｍｍ×200ｍｍ（深 ×寬×長）。

2.2.2.2半精加工狀態

（１）線性缺陷（如裂紋等）：用機加工方法去除缺陷時，開（kāi）挖（wā）深度不（bú）超過（guò）本缺陷所（suǒ）在平（píng）麵壁厚的（de）1/3。

圓孔處缺陷開（kāi）挖深度原則上應≤35ｍｍ。

（２）非線性缺陷（如夾渣、夾砂（shā）、氣孔等）：用機加工方法去除（chú）缺陷時，開挖深度不超過本（běn）缺陷所在平麵壁厚的（de）1/3。厚度≥140ｍｍ 的部位，開挖區域（yù）不超過45ｍｍ×50ｍｍ×100ｍｍ（深（shēn）×寬×長）。

2.2.2.3精加工狀態

精加工至（zhì）成品狀態發現的小缺陷，原則上不采用機械加工方法（fǎ），隻采（cǎi）用手工（gōng）打（dǎ）磨的方法去除缺陷。 

2.3缺陷的補焊（hàn）

軸承座毛坯缺陷的補焊原則上采用氬弧焊。氬（yà）弧焊的優點是：氬弧焊為明弧施焊，操作、觀察方便，且氬弧焊的電弧燃（rán）燒穩定（dìng），熱（rè）量集中（zhōng），弧柱（zhù）溫度高，焊接（jiē）生產效 率 高，熱影響區窄，所焊部位焊接應力小，變形及（jí）產生裂紋的傾向均較小。

在施焊過程中應掌握以下原則： 

（１）根據軸承座的材質選擇合適（shì）的焊絲（sī）（如（rú）表1所示）；

（２）補焊部位采用局部（bù）預熱的方法，推薦使用火焰加溫，半成品缺陷（xiàn）較多時也可采用陶瓷加熱帶（如圖1所示）覆蓋（gài）加熱。根據材質的不同（tóng）選擇正確（què）的預（yù）熱溫度（如表1所示）。

（３）采用火焰加熱時，禁止使用猛火或氧化性火焰加熱。加熱過程中，噴火嘴與（yǔ）工件表麵應相距10~15cm，且要保持一定時間，以確保工件心部也達到預熱溫度（dù）。 

（４）補焊過程中，每焊一（yī）層都要進行回火處理（如表1所示），以消除（chú）焊接應力； 

（５）焊接過程中要采取防風措施，禁止吹（chuī）風扇和有過堂風時（shí）焊（hàn）接。

3、結束語

實踐證明（míng），當軸承座在加工中發現存在毛坯缺陷時，采用正確的處理方法，可以大大降（jiàng）低軸承座因毛坯缺（quē）陷而報廢的風險，保證軸承座的正常使用壽命。

（來源：現代（dài）冶金）