不锈钢铸件加工后花斑缺陷分析与改进

不锈钢转轮系列铸件采用消失模铸造，铸件壁厚不均、形状复杂，轮毅处厚度达140mm，叶片厚度为15mm，转轮加工后发现内腔轮毅部位出现花斑现象，花斑在轴孔处分布密集，呈白色，手感粗糙，用水或清洗液无法去除，用酸腐蚀，花斑依然存在。

1机加工分析

缺陷产生后，初步认为是机加工参数设置不合理造成的加工损伤。于是进行更换不同材料的刀具、刀口角度、锋利程度，更改切削参数，降低进刀量及切削速度，更换切削液，重新加工。经过很多次试验，结果缺陷依然存在，可以确定花斑缺陷不是机加工因素形成的。

2液体渗透探伤分析

对转轮缺陷部位取样，进行PT检测，花斑呈淡红色，隐约可见其迹象呈非点状，非线性，也非面积性，根据迹象判定花斑不属于缩松、缩孔类铸造缺陷，也不属于气孔、夹渣等熔炼浇注产生的缺陷，由此说明铸造工艺是性的。

铸件的零分析产品结构，转轮轮毅部位厚大，直接补缩困难，所以因工艺需要将轮毅内孔做成盲孔，利于对轮毅充分补缩。铸件浇注后，由于轮毅部位相对热节较大，且散热条件差，冷却速度很慢，造成碳化物呈块状、网状析出。铸件铸态组织中存在的块状、网状碳化物在随后的热处理奥氏体化温度阶段，能逐渐溶解，并奥氏体化。因此只要热处理得当，铸态的粗大碳化物不会形成花斑缺陷。

脆性块状碳化物原本可以通过热处理重新奥氏体化。由于铸件壁厚不均，为了兼顾转轮叶片部位免于过烧，将热处理的参数设置为：升温速度V≤150℃/h，保温温度（1100±10）℃，保温时间2.5h。轮毅的盲孔中型壳没有清理干净，使轮毅部位当量热节增大，所以按照此热处理参数无法使轮毅内芯处的块状碳化物充分溶解。轮毅处于转轮的中间，外面有球面形状的鼓面包围，散热条件非常差，铸件在热处理高温出炉入水时，降低了冷却速度，致使碳化物不同程度的再次析出。

铸态碳化物未奥氏体化，加之入水冷却时，冷却速度不足，再次析出碳化物，使得组织中碳化物出现异常。

通过以上分析，明确了不锈钢铸件加工后产生花斑缺陷的原因。既要铸件轮毅部位的质量，也要加工后的花斑缺陷，铸造工艺不能改变，只能通过改变热处理条件来解决这一难题。在热处理前将轮毅盲孔处的型壳，然后采用粗加工的方式将内腔补贴去除，使盲孔变为通孔，内径单边留有2mm的加工余量，尽可能减小轮毅部位的厚度，同时热处理摆放时将轮毅部位错开，铸件间的间距控制在100~150mm，再进行热处理，使浇注后产生的块状碳化物充分溶解，也促使热处理时铸件出炉后高温入水冷却速度加快，避免再次析出块状、网状碳化物。

由于转轮轮毅部位厚大，为补缩需要工艺设计成盲孔，浇注后该部位冷却速度慢，晶间析出大量粗大块状碳化物。固溶处理时，厚大的轮毅部位，无法充分奥氏体化，固溶处理冷却时，该处散热条件差，冷却速度慢，晶间再次析出块状、网状碳化物。由于碳化物为脆性相，加工时块状、网状碳化物脆性脱落，脱落处呈现花斑色泽。为此采用热处理前将型壳清理干净，粗加工将盲孔打通，热传导条件，了花斑缺陷。