常見(jiàn)鑄造缺陷分析及質(zhì)量檢測(cè)方法概述-見(jiàn)習(xí)生專(zhuān)業(yè)論文_第1頁(yè)
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常見(jiàn)鑄造缺陷分析及質(zhì)量檢測(cè)方法概述The analysis of frequent casting flaw and summary of detect method摘要:簡(jiǎn)要說(shuō)明了鑄造缺陷的種類(lèi)及產(chǎn)生原因,重點(diǎn)闡述了缺陷質(zhì)量控制及方法,并對(duì)實(shí)際生產(chǎn)中易出現(xiàn)的缺點(diǎn)作了說(shuō)明,最后對(duì)無(wú)損檢測(cè)技術(shù)作了補(bǔ)充說(shuō)明。Abstract: The types and causes of casting flaw are briefly introduced, focused on the method and control of casting flaw, and described the problems in production, finally, introduced some noninvasive testing technology. 關(guān)鍵詞:鑄造缺陷 質(zhì)量檢測(cè) 無(wú)損檢測(cè)Key words: casting flaws ;quality detecting; noninvasive testing technology1鑄造缺陷的種類(lèi)在鑄造生產(chǎn)過(guò)程中,常見(jiàn)的缺陷有:氣孔、粘砂、夾砂、砂眼、脹砂、冷隔、澆不足等,下面我們簡(jiǎn)要介紹一下各個(gè)類(lèi)型的缺陷以及防治方法。 1.1氣孔 氣體在金屬液結(jié)殼之前未及時(shí)逸出,在鑄件內(nèi)生成的孔洞類(lèi)缺陷。氣孔的內(nèi)壁光滑,明亮或帶有輕微的氧化色。鑄件中產(chǎn)生氣孔后,將會(huì)減小其有效承載面積,且在氣孔周?chē)鷷?huì)引起應(yīng)力集中而降低鑄件的抗沖擊性和抗疲勞性。氣孔還會(huì)降低鑄件的致密性,致使某些要求承受水壓試驗(yàn)的鑄件報(bào)廢。另外,氣孔對(duì)鑄件的耐腐蝕性和耐熱性也有不良的影響。防止氣孔的產(chǎn)生:降低金屬液中的含氣量,增大砂型的透氣性,以及在型腔的最高處增設(shè)出氣冒口等。 1.2粘砂 鑄件表面上粘附有一層難以清除的砂粒稱為粘砂。粘砂既影響鑄件外觀,又增加鑄件清理和切削加工的工作量,甚至?xí)绊憴C(jī)器的壽命。防止粘砂:在型砂中加入煤粉,以及在鑄型表面涂刷防粘砂涂料等。 1.3夾砂 在鑄件表面形成的溝槽和疤痕缺陷,在用濕型鑄造厚大平板類(lèi)鑄件時(shí)極易產(chǎn)生。鑄件中產(chǎn)生夾砂的部位大多是與砂型上表面相接觸的地方,型腔上表面受金屬液輻射熱的作用,容易拱起和翹曲,當(dāng)翹起的砂層受金屬液流不斷沖刷時(shí)可能斷裂破碎,留在原處或被帶入其它部位。鑄件的上表面越大,型砂體積膨脹越大,形成夾砂的傾向性也越大。 1.4砂眼 在鑄件內(nèi)部或表面充塞著型砂的孔洞類(lèi)缺陷。 1.5脹砂 澆注時(shí)在金屬液的壓力作用下,鑄型型壁移動(dòng),鑄件局部脹大形成的缺陷。 為了防止脹砂,應(yīng)提高砂型強(qiáng)度、砂箱剛度、加大合箱時(shí)的壓箱力或緊固力,并適當(dāng)降低澆注溫度,使金屬液的表面提早結(jié)殼,以降低金屬液對(duì)鑄型的壓力 1.6冷隔和澆不足 液態(tài)金屬充型能力不足,或充型條件較差,在型腔被填滿之前,金屬液便停止流動(dòng),將使鑄件產(chǎn)生澆不足或冷隔缺陷?!?】澆不足時(shí),會(huì)使鑄件不能獲得完整的形狀;冷隔時(shí),鑄件雖可獲得完整的外形,但因存有未完全融合的接縫,鑄件的力學(xué)性能?chē)?yán)重受損【2】。 防止?jié)膊蛔愫屠涓簦禾岣邼沧囟扰c澆注速度。2鑄件質(zhì)量檢驗(yàn) 2.1鑄件質(zhì)量檢測(cè)分類(lèi)2.2 鑄件外觀質(zhì)量檢驗(yàn)方法 2.2.1常見(jiàn)鑄造缺陷的特征及識(shí)別(1)如下圖a)飛翅 b)毛刺 c)脈紋(2)多肉類(lèi)缺陷 多肉類(lèi)缺陷主要有:飛翅(飛邊、披縫)、毛刺、抬型(抬箱)、脹砂、沖砂、掉砂和外滲物(外滲豆)?!?】(3)孔洞類(lèi)缺陷 孔洞類(lèi)缺陷主要有氣孔、針孔、縮孔、縮松和疏松。a) 氣孔 b)表面氣孔 c) 針孔 d)表面針孔(4) 縮孔,縮松,冷裂 縮孔、縮松、疏松示意圖 冷裂示意圖 (5)裂紋、冷隔類(lèi)缺陷 要有冷裂、熱裂、白點(diǎn)(發(fā)裂)、冷隔和熱處理裂紋。發(fā)現(xiàn)這類(lèi)缺陷時(shí),鑄件一般應(yīng)予以報(bào)廢。 a)縱向斷面 b)橫向腐蝕斷面 熱裂示意圖冷隔示意圖 a)一般冷隔 b)斷流冷隔 c)熔合不良(6)表面缺陷缺陷主要有:由砂型膨脹引起的夾砂類(lèi)缺陷(包括鼠尾、溝槽、夾砂結(jié)巴等);由金屬液對(duì)砂型表面的熱作用、化學(xué)作用和機(jī)械滲透作用引起的粘砂類(lèi)缺陷(包括化學(xué)粘砂、機(jī)械粘砂、熱粘砂、表面粗糙等),以及皺皮和縮陷等。 a)鼠尾 b)溝槽 c)夾砂結(jié)疤 粘砂和表面粗糙度示意圖 a)機(jī)械粘砂 b)化學(xué)粘砂 c)熱粘砂d)表面粗糙度(7)形狀及重量差錯(cuò)類(lèi)缺陷鑄件的尺寸、形狀和重量與圖樣或技術(shù)條件的規(guī)定不符,主要有:尺寸和重量差錯(cuò)、變形、錯(cuò)形(錯(cuò)箱)、偏芯(漂芯)、椿移等【4】。(8)夾雜類(lèi)缺陷常見(jiàn)的缺陷之一。根據(jù)夾雜缺陷的形成原因和表現(xiàn)形式,主要分為金屬夾雜物、夾渣和砂眼三種。后兩種夾雜物統(tǒng)稱為非金屬夾雜物。2.3鑄件內(nèi)在質(zhì)量檢驗(yàn) 鑄件內(nèi)在質(zhì)量是通常是指其室溫狀態(tài)時(shí)的力學(xué)性能,金相組織及化學(xué)成分,內(nèi)部缺陷等,對(duì)于特殊用途的鑄件,還應(yīng)包括如下一些特殊性能,如高(低)溫力學(xué)性能、耐磨性、耐蝕性、減振性、承壓密封性、電學(xué)、磁學(xué)性能等等。2.3.1鑄造內(nèi)在質(zhì)量檢驗(yàn)分類(lèi)(1)金相檢驗(yàn)(2)學(xué)性能檢驗(yàn)(3)化學(xué)成分檢驗(yàn)(4)鑄件內(nèi)部缺陷檢驗(yàn)3常用無(wú)損檢測(cè)方法無(wú)損檢測(cè)方法很多,據(jù)美國(guó)國(guó)家宇航局調(diào)研分析,【5】其認(rèn)為可分為六大類(lèi)約70余種。但在實(shí)際應(yīng)用中比較常見(jiàn)的有以下五種,也就是我們所說(shuō)的常規(guī)的無(wú)損檢測(cè)方法: 3.1目視檢測(cè)(VT)目視檢測(cè),是國(guó)內(nèi)實(shí)施的比較少,但在國(guó)際上非常重視的無(wú)損檢測(cè)第一階段首要方法。按照國(guó)際慣例,目視檢測(cè)要先做,以確認(rèn)不會(huì)影響后面的檢驗(yàn),再接著做四大常規(guī)檢驗(yàn)。例如BINDT的PCN認(rèn)證,就有專(zhuān)門(mén)的VT1、2、3級(jí)考核,更有專(zhuān)門(mén)的持證要求。經(jīng)過(guò)國(guó)際級(jí)的培訓(xùn),其VT檢測(cè)技術(shù)會(huì)比較專(zhuān)業(yè),而且很受?chē)?guó)際機(jī)構(gòu)的重視。 VT常常用于目視檢查焊縫,焊縫本身有工藝評(píng)定標(biāo)準(zhǔn),都是可以通過(guò)目測(cè)和直接測(cè)量尺寸來(lái)做初步檢驗(yàn),發(fā)現(xiàn)咬邊等不合格的外觀缺陷,就要先打磨或者修整,之后才做其他深入的儀器檢測(cè)。例如焊接件表面和鑄件表面較多VT做的比較多,而鍛件就很少,并且其檢查標(biāo)準(zhǔn)是基本相符的?!?】3.2射線照相法(RT)是指用X或g射線穿透試件,以膠片作為記錄信息的器材的無(wú)損檢測(cè)方法,該方法是最基本的,應(yīng)用最廣泛的一種非破壞性檢驗(yàn)方法。 3.2.1、射線照相檢驗(yàn)法的原理:射線能穿透肉眼無(wú)法穿透的物質(zhì)使膠片感光,當(dāng)X射線或r射線照射膠片時(shí),與普通光線一樣,能使膠片乳劑層中的鹵化銀產(chǎn)生潛影,由于不同密度的物質(zhì)對(duì)射線的吸收系數(shù)不同,照射到膠片各處的射線能量也就會(huì)產(chǎn)生差異,便可根據(jù)暗室處理后的底片各處黑度差來(lái)判別缺陷【7】。 3.2.2、射線照相法的特點(diǎn):射線照相法的優(yōu)點(diǎn)和局限性總結(jié)如下: a.可以獲得缺陷的直觀圖像,定性準(zhǔn)確,對(duì)長(zhǎng)度、寬度尺寸的定量也比較準(zhǔn)確; b.檢測(cè)結(jié)果有直接記錄,可長(zhǎng)期保存; c. 對(duì)體積型缺陷(氣孔、夾渣、夾鎢、燒穿、咬邊、焊瘤、凹坑等)檢出率很高,對(duì)面積型缺陷(未焊透、未熔合、裂紋等),如果照相角度不適當(dāng),容易漏檢; d.具有輻射生物效應(yīng), 能夠殺傷生物細(xì)胞,損害生物組織,危及生物器官的正常功能【8】。 總的來(lái)說(shuō),RT的特性是定性更準(zhǔn)確,有可供長(zhǎng)期保存的直觀圖像,總體成本相對(duì)較高,而且射線對(duì)人體有害,檢驗(yàn)速度會(huì)較慢。 3.3超聲波檢測(cè)(UT)3.3.1超聲波檢測(cè)的定義:通過(guò)超聲波與試件相互作用,就反射、透 射和散射的波進(jìn)行研究,對(duì)試件進(jìn)行宏觀幾何特性測(cè)量、組織結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能變化的檢測(cè)和表征,并進(jìn)而對(duì)其特定應(yīng)用性進(jìn)行評(píng)價(jià)的技術(shù)。 3.3.2超聲波工作的原理:主要是基于超聲波在試件中的傳播特性。 a.聲源產(chǎn)生超聲波,采用一定的方式使超聲波進(jìn)入試件; b.超聲波在試件中傳播并與試件材料以及其中的缺陷相互作用,使其傳播方向或特征被改變; c.缺陷定位較準(zhǔn)確; d.對(duì)面積型缺陷的檢出率較高; e.靈敏度高,可檢測(cè)試件內(nèi)部尺寸很小的缺陷【9】; f.檢測(cè)成本低、速度快,設(shè)備輕便,對(duì)人體及環(huán)境無(wú)害,現(xiàn)場(chǎng)使用較方便。 3.3.3超聲波檢測(cè)的局限性: a.對(duì)試件中的缺陷進(jìn)行精確的定性、定量仍須作深入研究; b.對(duì)具有復(fù)雜形狀或不規(guī)則外形的試件進(jìn)行超聲檢測(cè)有困難; c.缺陷的位置、取向和形狀對(duì)檢測(cè)結(jié)果有一定影響; d.材質(zhì)、晶粒度等對(duì)檢測(cè)有較大影響; e.以常用的手工A型脈沖反射法檢測(cè)時(shí)結(jié)果顯示不直觀,且檢測(cè)結(jié)果無(wú)直接見(jiàn)證記錄。 3.4磁粉檢測(cè)(MT)3.4.1.磁粉檢測(cè)的原理:鐵磁性材料和工件被磁化后,吸附施加在工件表面的磁粉,形成在合適光照下目視可見(jiàn)的磁痕,從而顯示出不連續(xù)性的位置、形狀和大小【10】。 3.4.2 磁粉檢測(cè)的適用性和局限性: a.磁粉探傷適用于檢測(cè)鐵磁性材料表面和近表面尺寸很小、間隙極窄(如可檢測(cè)出長(zhǎng)0.1mm、寬為微米級(jí)的裂紋),目視難以看出的不連續(xù)性。 b.磁粉檢測(cè)可對(duì)原材料、半成品、成品工件和在役的零部件檢測(cè),還可對(duì)板材、型材、管材、棒材、焊接件、鑄鋼件及鍛鋼件進(jìn)行檢測(cè)。 c.可發(fā)現(xiàn)裂紋、夾雜、發(fā)紋、白點(diǎn)、折疊、冷隔和疏松等缺陷。 3.5滲透檢測(cè)(PT)3.5.1.液體滲透檢測(cè)的基本原理:零件表面被施涂含有熒光染料或著色染料的滲透劑后,在毛細(xì)管作用下,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,滲透液可以滲透進(jìn)表面開(kāi)口缺陷中;經(jīng)去除零件表面多余的滲透液后,再在零件表面施涂顯像劑,同樣,在毛細(xì)管的作用下,顯像劑將吸引缺陷中保留的滲透液,滲透液回滲到顯像劑中,在一定的光源下(紫外線光或白光),缺陷處的滲透液痕跡被現(xiàn)實(shí),(黃綠色熒光或鮮艷紅色),從而探測(cè)出缺陷的形貌及分布狀態(tài)。 3.5.2.滲透檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn): a.可檢測(cè)各種材料,金屬、非金屬材料;磁性、非磁性材料;焊接、鍛造、軋制等加工方式; b.具有較高的靈敏度(可發(fā)現(xiàn)0.1m寬缺陷) c.顯示直觀、操作方便、檢測(cè)費(fèi)用低。 參考文獻(xiàn):1 李魁盛. 鑄造工藝及原理. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,19892 胡彭生. 砂型. 上??萍汲霭嫔?,19823 昆明工學(xué)院. 造型材料. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,19864 J,M. 朱蘭主編. 質(zhì)量控制手冊(cè). 上海科技文獻(xiàn)出版社

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