■閻士標，劉萬坡，任海猛

鋁合金鑄件內(nèi)部質(zhì)量檢驗的要求及方法

■閻士標，劉萬坡，任海猛

介紹了鋁合金鑄件內(nèi)部質(zhì)量的概念定義、目前適用的驗收標準、檢驗方法及檢驗過程中的注意事項，為廣大鑄造工作者提供了較詳細的檢驗依據(jù)、檢驗方法及工作心得。

近年來，鋁合金鑄件的鑄造技術(shù)得到了很大發(fā)展，鋁鑄件的產(chǎn)量逐年提高，現(xiàn)已在兵器、航空、航天、紡織等領(lǐng)域得到越來越廣泛的應用，鑄件質(zhì)量要求也越來越嚴格。在鑄件質(zhì)量的所有特性中，內(nèi)部質(zhì)量是決定鑄件整體質(zhì)量的關(guān)鍵因素。同時，鑄件內(nèi)部質(zhì)量的水平，也反映了鑄造工藝水平的優(yōu)劣。因此，鑄件內(nèi)部質(zhì)量缺陷的控制是鑄造技術(shù)人員始終要解決并提高的目標。

1. 內(nèi)部質(zhì)量的概念

鋁合金鑄件內(nèi)部質(zhì)量通俗地講是指鑄件內(nèi)部缺陷滿足相關(guān)標準要求的程度。這些缺陷一般包括裂紋、針孔、氣孔、縮孔、疏松、偏析及夾雜物，由于這些缺陷的存在，往往會導致鑄件的物理性能、力學性能及金相組織發(fā)生改變，給鑄件的使用帶來嚴重的隱患。因此，內(nèi)部質(zhì)量是鑄件生產(chǎn)和檢驗首要的控制因素。

2. 內(nèi)部質(zhì)量缺陷的特點

（1）內(nèi)部質(zhì)量缺陷往往隱藏在鑄件的內(nèi)部，用普通目視的方法無法檢驗，往往需要用特殊的方法和設備儀器才能完成。

（2）內(nèi)部缺陷的判斷，檢測人員需進行專業(yè)的知識培訓，并具有一定的實際工作經(jīng)驗。

3. 目前我國執(zhí)行的標準

目前，我國鋁合金鑄件的檢驗有兩個標準，一個是GB/ T9438—1999《鋁合金鑄件》國家標準，一個是HB963—2005《鋁合金鑄件》航空標準。兩個標準對內(nèi)部缺陷的要求有相同的地方，也有不同之處，主要是由于行業(yè)不同，使用要求有差異，但基本的要求和檢驗方法是相同的，下面分別敘述。

4. 鑄件分類

兩個標準根據(jù)鑄件在使用中的重要程度，將鑄件分為三類。

Ⅰ類鑄件：承受重載荷，工作條件復雜，用于關(guān)鍵部位，鑄件損壞將危及整機的安全運行。

Ⅱ類鑄件：承受中等載荷，用于重要部位，鑄件損壞將影響部件的正常工作并造成事故。

Ⅲ類鑄件：承受輕載荷，用于一般部位的鑄件。

5. GB/T9438—1999規(guī)定

（1）鑄件檢驗類型 該標準規(guī)定，對于Ⅰ類鑄件必須進行內(nèi)部質(zhì)量的檢驗；對于Ⅱ類、Ⅲ類鑄件只有當用戶要求檢驗時，才進行內(nèi)部質(zhì)量的檢驗。

（2）該標準內(nèi)部質(zhì)量檢驗引用的幾個標準 ①G B/ T11346—1989《鋁合金鑄件X射線照相檢驗針孔（圓形）分級》。該標準規(guī)定了鋁合金鑄件內(nèi)部圓形針孔的分級，按透照厚度分為A、B兩個組別，其中A組分級適用于透照厚度＜13mm的鑄件，B組分級適用于透照厚度為13～50mm的鑄件，每個組別各有8級參照底片。②HB6578—1992《鋁、鎂合金鑄件檢驗用標準參考射線底片》。該標準對內(nèi)部質(zhì)量缺陷的分類較為詳細，主要有氣孔、針孔、縮孔、疏松、夾雜和偏析6大類，每一類別各分有8個等級的參照底片。③JB/ T7946.3—1999《鑄造鋁合金針孔》。該標準規(guī)定了鑄造鋁合金低倍針孔度的分級原則和評定方法，將針孔度分為5個級別。

（3）檢驗手段 X射線無損檢測；低倍試驗檢驗。

（4）檢測具體要求 ①鑄件內(nèi)部質(zhì)量的檢驗首先按鑄件圖樣的技術(shù)要求來進行檢驗。②鑄件內(nèi)部不允許有裂紋缺陷。③如沒有明確的規(guī)定，對于針孔缺陷，I類鑄件、液壓件、氣壓件應按GB/T11346—1989標準中的2級驗收，允許局部有4級針孔，但一般不得超過受檢面積的25%。當氣密性試驗滿足設計要求時，允許按3級驗收。Ⅱ類鑄件按3級針孔驗收。④各類鑄件內(nèi)部氣孔、縮孔、疏松、夾雜物缺陷按表1中所規(guī)定的執(zhí)行。

6. HB963—2005規(guī)定

該標準內(nèi)部質(zhì)量檢驗引用的幾個標準：

（1）GB/T11346—1989《鋁合金鑄件X射線照相檢驗針孔（圓形）分級》，該標準解釋同上。

（2）JB/T7946.3—1999《鑄造鋁合金針孔》，該標準解釋同上。

（3）HB5395—1988 鋁合金X射線照相檢驗長形針孔分級標準。該標準按鑄件厚度分為3組，第一組適用于≤13mm的鑄件，第二組適用于＞13～25mm的鑄件，第三組適用于＞25～50mm的鑄件，每一組有1、2、3、4、5共5個等級。

（4）HB5396—1988《鋁合金X射線照相檢驗海綿狀疏松分級標準》；HB5397—1988《鋁合金X射線照相檢驗分散疏松分級標準》。這兩個標準均按鑄件厚度分為2組，第一組適用于厚度≤13mm的鑄件，第二組適用于厚度＞13～50mm的鑄件，每一組有1、2、3、4、5共5個等級。

各類鑄件內(nèi)部氣孔、縮孔、疏松、夾雜物缺陷按表2中所規(guī)定的執(zhí)行。

表1　鑄件內(nèi)部缺陷允許級別（Ⅰ）

表2　鑄件內(nèi)部缺陷允許級別（Ⅱ）

7. JB/T7946.3—1999《鑄造鋁合金針孔》規(guī)定要求

（1）鑄件內(nèi)部針孔 當用低倍試驗方法檢驗時，對于Ⅰ類鑄件或液壓、氣壓件應按該標準的2級驗收，允許局部有3級針孔，但一般不得超過受檢面積的25%。當氣密性試驗滿足設計要求時，允許按3級驗收。Ⅱ類鑄件按3級針孔驗收。

（2）低倍試樣的制備方法 ①金屬試樣按圖樣要求取樣，一般取鑄件厚大的部位。②試樣加工后表面粗糙度Ra≤1.6μm。③先用汽油、酒精或丙酮清洗試樣，然后用10%～15%的氫氧化鈉水溶液浸蝕試樣，浸蝕溫度（25±5）℃，浸蝕時間7～10min。④試樣浸蝕后，用水清洗，然后用20%～25%的硝酸水溶液去除試樣表面的腐蝕膜，再用水清洗并干燥。⑤對照標準級別對試樣進行判定。

筆者在實踐檢驗中制作的針孔實體試樣如圖1～圖5所示，供參考。

8. 內(nèi)部質(zhì)量檢查的其他要求

（1）以上檢驗內(nèi)容及方法不適用于壓鑄件。

（2）內(nèi)部質(zhì)量用低倍方法檢驗時，由于缺陷所在的位置很難準確判定，所制備試樣的取樣部位不一定是鑄件缺陷最嚴重的部位。因此，低倍方法檢驗的可信度較差，一般進行內(nèi)部質(zhì)量檢驗時，首選X射線無損檢驗，低倍方法檢驗作為補充。

（3）射線底片的制備需按照JB/T9217—1999《射線照相探傷方法》的要求進行，其底片的黑度在1.5～2.0。

（4）從事射線底片評定的人員，必須持有國家有關(guān)主管部門頒發(fā)的并與其工作相適應的2級或2級以上資格證書。

（5）當鑄件X射線照相底片上所顯示的針孔（圓形）缺陷處于相鄰兩級之間時，按嚴重級別評定。

9. 工作心得

（1）檢驗人員必須多學習鑄造工藝知識，充分了解掌握各種缺陷的成因和實物形態(tài)，提高自身的判斷能力，才能對各種缺陷做出正確的判斷。

（2）以上檢驗的標準只是一個指導性的文件，在實際應用過程中要靈活掌握運用。每個零件各部位的功能和受力情況是不一樣的，對缺陷的容忍能力也是不同的。檢驗人員要熟悉每個零件在使用過程中的實際運用情況，以便能更好地運用標準。

（3）質(zhì)量高的零件雖然性能好，但鑄造工藝難度較大，成本也高，成品率較低，會造成成本浪費。因此，在工作中要樹立質(zhì)量和成本的對立統(tǒng)一的意識，基本性能必須保證，鑄造成本也得考慮。

圖1　1級針孔試樣

圖2　2級針孔試樣

圖3　3級針孔試樣

圖4　4級針孔試樣

圖5　5級針孔試樣

閻士標、劉萬坡、任海猛，河北太行機械工業(yè)有限公司軍品研發(fā)中心。