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2020-12-16
我們對客戶提供的導向滑靴斷裂本體進行了失效模式分析，認為導向滑靴鉤頭拐角部位的斷裂與設計方面的不合理有一定關聯。按照原有設計，鑄造圓角在加工工序中被加工去除，但在導向滑靴本體總成（導向滑靴加工成品上焊接耐磨板）的過程中，又采用堆焊的方式
重新獲得R10～15 mm的焊接圓角。
總成的導向滑靴本體為了保證其裝配尺寸精度，所能采取的去焊接應力方式的成效有限，焊接成型的圓角極易成為應力集中源，在實際使用過程中成為斷裂源頭。基于以上分析，我們在加工工序設計過程中，將該部位的鑄造圓角保留，將其作為焊接坡口的一側邊。此舉
一方面降低了焊接應力的風險，另一方面也減少了加工工作量。
產品致密度考量
導向滑靴僅針對與心軸配合的兩處“吊耳”提出內部質量要求，其他部位不做要求。我們分析認為，對于鉤頭及側壁部位，也需要追求其一定水平的內部質量，因為鑄件內部的較大縮松縮孔缺陷在交變應力的作用下極易成為裂紋的源頭。導向滑靴結構壁厚差異較大，鑄
造工藝性一般，難以保證所有部位的致密度，特別是壁厚在100 mm以上的兩側連接柱部位。
我們利用計算機模擬進行前期工藝輔助，通過合理的鑄造工藝設計，將鑄件整體內部質量控制在優于射線評定3級。但需要指出的是，由于局部壁厚尺寸過大，我們是采用的DR射線探傷進行內部質量評定，并未采用X射線探傷方式。
制定合理的鑄造生產路線
⑴增加去應力退火工序。導向滑靴材質為ZG35CrMnSi，碳當量在0.65%左右，該材料的熱敏感性較大，焊接性較差，如果在工序流轉過程中由于工藝設計不恰當造成裂紋的發生，對生產節拍以及最終產品的質量都會造成很大的影響。出于以上考慮，我們特別關注鑄造內應
力的消除，為此在毛坯未割冒口前增加了去應力退火。從實際生產情況看來，該舉措十分有效，由鑄造應力引起的裂紋發生頻率很低。
⑵增加粗加工工序。導向滑靴對本體硬度有指標要求，其熱處理方式為：淬火+回火。產品使用材料ZG35CrMnSi的淬透性一般，淬透層深度有限，我們在最終熱處理前增加了粗加工工序，這樣一方面確保了表面本體的硬度，另一方面最大限度地排除了毛坯表面粘附型砂和
雜物對淬火效果的影響，進一步鞏固了產品本體的綜合性能。
對關鍵工序的嚴格控制
對于導向滑靴產品，我們在開發初期就進行了關鍵工序識別，將焊接、熱處理確定為關鍵工序，焊接控制可以有效降低后處理過程中次生缺陷的發生概率，熱處理控制可以使鑄件獲得更加穩定的綜合性能, 我們比較重視鑄件本體的綜合性能，在追求本體硬度的同時也盡
量保證其沖擊韌性。
⑴焊接工序的控制：①熱處理前后焊材的指定，熱處理前后均采用745B焊絲；②熱處理前后缺陷去除的標準方法，特別規定裂紋的去除方法，基本原則為先采用機械鉆孔冷作的方式將兩端的裂紋末梢去除，以防止裂紋延展，再采用氧乙炔割炬去除裂紋；③對于熱處理后
較大缺陷的焊接處理，我們采用進爐預熱的方式，預熱溫度為350±20 ℃，保溫2~3 h。焊補完成后重新進行調質處理。
⑵熱處理工序的控制:①最終熱處理前，通過磁粉探傷，嚴格控制鑄件上的裂紋缺陷；②淬火完成后，檢測產品的本體硬度，根據所測數據調整回火工藝；③回火方面：采用回火水冷的方式，避免材料回火脆性的發生。值得一提的是，我們將導向滑靴本體做了破壞性試驗
，在滿足本體硬度要求的前提下，實測得到的沖擊功Akv達到了40 J以上。