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        鋁合金鑄件內(nèi)部質(zhì)量檢驗的要求及方法

        2015-10-31 02:47:08閻士標劉萬坡任海猛
        金屬加工(熱加工) 2015年7期
        關(guān)鍵詞:針孔底片鑄件

        ■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。

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