现象与危害

某精密龙门加工中心在装配阶段发现：床身主导轨表面出现一条长约380 mm、宽约0.8 mm的“线状凹陷”，边缘呈圆弧过渡，肉眼可见但手指摸不出明显台阶。经金相检测确认是典型的“冷隔”缺陷——铸造时两股金属液相遇却未完全熔合，留下一条氧化夹带层。若直接装机，导轨高频淬火后极易沿冷隔开裂，导致精度丧失甚至批量废品。

传统思路 VS 现场思路

传统方案是整体更换床身或大面积刨掉重焊，但代价高、周期长。本次采用“现场定位-激光熔覆-精密刮研”三步法，72小时内完成修复，费用仅为新床身的7%。

一、现场评估

精度检测：用0级大理石直尺+水平仪测得冷隔处直线度偏差3 µm/200 mm，远小于导轨最终要求的5 µm/200 mm，说明缺陷处于“可修”范围。

深度扫描：便携式白光干涉仪测得冷隔最深处0.22 mm，位于淬火硬化层之内0.8 mm处，仍有足够余量。

应力评估：用X射线残余应力仪测定周围区域为-120 MPa压应力，未见异常拉应力，排除了修复后变形的隐患。

二、激光熔覆填充

预处理：丙酮擦拭→激光除锈→80 ℃预热，去除氧化膜并降低温度梯度。

合金粉选择：Fe-Cr-Ni-Mo系合金，硬度HRC 48-52，与母体HT300的HRC 50接近，热膨胀系数差异<5%。

参数设定：功率1.8 kW、扫描速度600 mm/min、送粉量12 g/min，搭接率45%。经计算，输入能量密度48 J/mm²，既保证熔合又控制稀释率<8%。

过程监控：红外测温闭环控温，层间温度≤150 ℃；实时高速摄像检测无气孔、裂纹。

三、精密后加工

半精铣：次日硬度检测合格后，用金刚石刀盘去除0.3 mm余量，表面粗糙度Ra 0.8 µm。

导轨淬火：采用感应淬火，冷隔区与母体一次完成，硬度均匀性±1 HRC。

手工刮研：以标准检具为基准，研点8-10点/25×25 mm，最终直线度0.006 mm/全长，平行度0.01 mm/全长，满足出厂标准。

验证：24 h跑合后，激光跟踪仪复测精度无漂移；三个月批量加工验证，尺寸CPK>1.67。

经验总结

冷隔并非“报废信号”，只要深度不超过淬火层1/3，均可考虑局部修复。

激光熔覆的稀释率和热输入是关键，宁可多道低功率，也不要一道高功率。

修复后必须重新淬火+刮研，否则硬度不匹配会导致早期磨损。

铸造端预防：提高浇注温度≥1420 ℃、优化浇口比例、采用陶瓷过滤片，可把冷隔发生率从1.2%降至0.1%以下。

通过本案例可见，科学的现场修复既能挽救大型铸件，又能大幅降低停机损失，对重型机床行业具有普遍参考价值。