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X射线探伤在压铸生产中的应用
发布时间:2014年05月29日 19:32

文:韩学词


摘要:阐述X射线探伤应用在压铸生产过程中,不仅为铸件的检测提供了高效、无损的检测手段,而且为技术人员提供了直观的内部缺陷分析,为模具的改进指出了明确的方向。实践证明,无损探伤在产品质量控制中起着重要的作用。
关键词: 射线;探伤;压铸;缩孔;气孔;工艺;措施;效果
 1、引言
我公司生产的汽车零部件,主要是密封件、结构件和安全件,其内部气孔和内部缩孔问题成为产品报废的主要因素。密封件是指在一定压强下通过试密实验不泄露的零件,其内部气孔是其废品率的主要成因。
结构件是指起固定、支撑作用的零件,由于结构的需要,整体壁厚不均匀,产品内部缩孔是其废品率的主要成因。
安全件是指在整车组装后与人身安全有关的零件,其质量等级要求达到ASTM E1025中定义的2-2T级,其内部缺陷要求极其严格。
为了保证和提高产品的品质,满足批量生产的要求,更好的检测零件的内部情况,检测结果就必须做到及时、准确,为此我公司采用射线探伤装置。
2、X 射线探伤原理
(1)X射线的特性
X射线是一种波长很短的电磁波,是一种光子,波长为10-6-10-8 cm,X射线有下列特点:
1、穿透性
X射线能穿透一般可见光所不能透过的物质。其穿透能力的强弱,与X射线的波长以及被穿透物质的密度和厚度有关。X射线波长愈短,穿透力就愈大;密度愈低,厚度愈薄,则X射线愈易穿透。在实际工作中,通过球管的电压伏值 (kV)的大小来确定X射线的穿透性 (即射线的质),而以单位时间内通过X射线的电流 (mA)与时间的乘积代表X射线的量。
2、电离作用
X射线或其它射线 (例如γ射线)通过物质被吸收时,可使组成物质的分子分解成为正负离子,称为电离作用,离子的多少和物质吸收的X射线量成正比。通过空气或其它物质产生电离作用,利用仪表测量电离的程度就可以计算X射线的量。检测设备正是由此来实现对零件探伤检测的。
X射线还有其他作用,如感光、荧光作用等。


 

(2)影像形成原理
X线影像形成的基本原理,是由于X线的特性和零件的致密度与厚度之差异所致。
由于在压铸过程中,零件的成型会因工艺参数、机床状况变化而有所不同,因此成型后的零件厚度、致密度也有差异,而经X射线照射,其吸收及透过X射线量也不一样。因而,在透视荧光屏上有亮暗之分。表1为零件厚差异和X射线影像的关系。图1为X射线透视的零件影像。
3、探伤装置在生产实践中的应用
3.1探伤装置对压铸成型工艺及模具设计改进所起的作用
(1)安全件———上海德尔福的滑块 (图2)
1)过程描述
首次试压,在力劲160T压铸机上进行压铸,按以下参 数 进 行 试验:压射 压力
100MPa, 高 速2.6m/s, 低 速0.15m/s,,慢压射行程300mm,留模时间3s。
2)缺陷分析


根据探伤图像 (图3)显示,在铸件上可以看到很多零散分布的亮点 (在零件主体内),这就说明,铸件内部多气孔、组织稀疏、成型不好。


3)形成原因
   1、压铸过程中,喷涂时卷入气体,形成气孔;
2、模具温度过低,金属液流不顺畅;
3、压射速度不够,填充不充分;
4、排气效果不好。
4)改进措施
1、调整压铸工艺,减少喷涂量,增加吹气时间,增加快压射速度;
2、更改模具,改进横浇道,加宽内浇口,增加其截面积,减少填充阻力;
3、增加排气道 (图4)。


5)结果
按工艺进行压铸,再通过探伤图像 (图5)与之前(图3)对比,效果有了明显改善。通过与ASTM E1025标准对比,符合产品要求。目前,该零件处在批量生产阶段,通过日常品质探伤检测,保证了产品质量要求。#p#分页标题#e#
(2)结构件———日产全球采购件 (支架)
1)过程描述
首次试压,在DC800C压铸机上进行压铸按以下参数进行试验 (压射压力80MPa,高速
2.7m/s,低速0.3m/s,慢压射行程400mm)
2)缺陷分析
根据探伤图象显示,在铸件上可以看到很多零散分布的亮点 (在零件主体内,图6圈出部位),由于该件为300x180x200,重2.5kg,图示部位为加工量最大部位,易卷气,易形成缩孔。根据此图分析,该部位多为较大缩孔。


3)形成原因
1、压铸过程中,喷涂时卷入气体,排气不好;
2、模具浇道设计不当,该部位填充不足;
3、压射速度不够,填充不充分。
4)改进措施
1、调整压铸工艺,增加吹气时间,增加快压射速度。
2、更改模具,改进横浇道,加宽、加厚内浇口,增加其截面积,减少填充阻力;增加一股分支浇道直接对这处填充。
5)结果
按工艺进行压铸,再通过探伤图像 (图8)与之前(图(7)对比,效果有了明显改善。改后铸件经过加工后,加工面上有一些小的气孔,基本符合产品要求;而改前的铸件,为确认其内部质量与探伤图像所示是否一致,经加工后证实:在加工面上,出现明显缩孔(......)