铸件与锻件的制造工艺不同,导致了这两种类型的工件内部组织差异很大,因此检测方法也大不相同。
锻件的优点有可伸展的长度、可收缩的横截面;可收缩的长度、可伸展的横截面;可改变的长度、可改变的横截面。锻件的种类有:自由锻造/手锻、热模锻/精密锻造、顶锻、滚锻和模锻。锻件是金属被施加压力,通过塑性变形塑造要求的形状或合适的压缩力的物件。这种力量典型的通过使用铁锤或压力来实现。铸件过程建造了精致的颗粒结构,并改进了金属的物理属性。在零部件的现实使用中,一个正确的设计能使颗粒流在主压力的方向。
锻件需要每片都是一致的,没有任何多孔性、多余空间、内含物或其他的瑕疵。这种方法生产的元件,强度与重量比有一个高的比率。
铸件是用各种铸造方法获得的金属成型物件,即把冶炼好的液态金属,用浇注、压射、吸入或其它浇铸方法注入预先准备好的铸型中,冷却后经打磨等后续加工手段后,所得到的具有一定形状,尺寸和性能的物件。
无论是铸件还是锻件,要想保证产品的质量就必须对工件进行无损检测,但是由于两种类型工件的内部组织不同,所以检测方法以及检测注意事项也不同。下面就针对超声检测在铸件和锻件检测过程中的区别加以说明。
锻件检测
锻件缺陷的存在,有的会影响后续工序处理质量或加工质量,有的则严重影响锻件的性能及使用,甚至极大地降低所制成品件的使用寿命,危及安全。因此为了保证或提高锻件的质量,除在工艺上加强质量控制,采取相应措施杜绝锻件缺陷的产生外,还应进行必要的质量检验,防止带有对后续工序(如热处理、表面处理、冷加工)及使用性能有恶劣影响的缺陷的锻件流人后续工序。经质量检验后,还可以根据缺陷的性质及影响使用的程度对已制锻件采取补救措施,使之符合技术标准或使用的要求。
因此,锻件质量检验从某种意义上讲,一方面是对已制锻件的质量把关,另一方面则是给锻造工艺指出改进方向,从而保证锻件质量符合锻件技术标准的要求,并满足设计、加工、使用上的要求。
锻件质量的检验包括外观质量及内部质量的检验。外观质量检验主要指锻件的几何尺寸、形状、表面状况等项目的检验;内部质量的检验则主要是指锻件化学成分、宏观组织、显微组织及力学性能等各项目的检验。
具体说来,锻件的外观质量检验也就是检查锻件的形状、几何尺寸是否符合图样的规定,锻件的表面是否有缺陷,是什么性质的缺陷,它们的形态特征是什么。表面状态的检验内容一般是检查锻件表面是否有表面裂纹、折叠、折皱、压坑、桔皮、起泡、斑疤、腐蚀坑、碰伤、外来物、未充满、凹坑、缺肉、划痕等缺陷。而内部质量的检验就是检查锻件本身的内在质量,是外观质量检查无法发现的质量状况,它既包含检查锻件的内部缺陷,也包含检查锻件的力学性能,而对重要件、关键件或大型锻件还应进行化学成分分析。对于内部缺陷我们将通过低倍检查、断口检查、高倍检查的方法来检验锻件是否存在诸如内裂、缩孔、疏松、粗晶、白点、树枝状结晶、流线不符合外形、流线紊乱、穿流、粗晶环、氧化膜、分层、过热、过烧组织等缺陷。而对于力学性能主要是检查常温抗拉强度、塑性、韧性、硬度、疲劳强度、高温瞬时断裂强度、高温持久强度、持久塑性及高温蠕变强度等。
由于锻件制成零件后,在使用过程中其受力情况、重要程度、工作条件不同,其所用材料和冶金工艺也不同,因此不同的部位依据上述情况并按照本部门的要求将锻件分出类别,不同的部门,不同的标准对锻件的分类也是不同的。但不管怎么,对于锻件质量检验的整体来说都离不开两大类检验,即外观质量和内部质量的检验,只不过锻件的类别不同,其具体的检验项目、检验数量和检验要求不同罢了。例如,有的工业部门将结构钢、不锈钢、耐热钢锻件分成Ⅳ类进行检验,有的部门将铝合金锻件与模锻件按其使用情况分成Ⅲ类进行检验,还有的部门将铝合金、铜合金锻件分成Ⅳ类进行检验。
铸件检测
砂型铸造铸件缺陷有:冷隔、浇不足、气孔、粘砂、夹砂、砂眼、胀砂等。
1.冷隔和浇不足 液态金属充型能力不足,或充型条件较差,在型腔被填满之前,金属液便停止流动,将使铸件产生浇不足或冷隔缺陷。浇不足时,会使铸件不能获得完整的形状;冷隔时,铸件虽可获得完整的外形,但因存有未完全融合的接缝,铸件的力学性能严重受损。防止浇不足和冷隔:提高浇注温度与浇注速度。
2.气孔气体在金属液结壳之前未及时逸出,在铸件内生成的孔洞类缺陷。气孔的内壁光滑,明亮或带有轻微的氧化色。铸件中产生气孔后,将会减小其有效承载面积,且在气孔周围会引起应力集中而降低铸件的抗冲击性和抗疲劳性。气孔还会降低铸件的致密性,致使某些要求承受水压试验的铸件报废。另外,气孔对铸件的耐腐蚀性和耐热性也有不良的影响。
防止气孔的产生:降低金属液中的含气量,增大砂型的透气性,以及在型腔的最高处增设出气冒口等。
3.粘砂 铸件表面上粘附有一层难以清除的砂粒称为粘砂。粘砂既影响铸件外观,又增加铸件清理和切削加工的工作量,甚至会影响机器的寿命。例如铸齿表面有粘砂时容易损坏,泵或发动机等机器零件中若有粘砂,则将影响燃料油、气体、润滑油和冷却水等流体的流动,并会玷污和磨损整个机器。
防止粘砂:在型砂中加入煤粉,以及在铸型表面涂刷防粘砂涂料等。
4.夹砂 在铸件表面形成的沟槽和疤痕缺陷,在用湿型铸造厚大平板类铸件时极易产生。
铸件中产生夹砂的部位大多是与砂型上表面相接触的地方,型腔上表面受金属液辐射热的作用,容易拱起和翘曲,当翘起的砂层受金属液流不断冲刷时可能断裂破碎,留在原处或被带入其它部位。铸件的上表面越大,型砂体积膨胀越大,形成夹砂的倾向性也越大。
5.砂眼 在铸件内部或表面充塞着型砂的孔洞类缺陷。
6.胀砂 浇注时在金属液的压力作用下,铸型型壁移动,铸件局部胀大形成的缺陷。 为了防止胀砂,应提高砂型强度、砂箱刚度、加大合箱时的压箱力或紧固力,并适当降低浇注温度,使金属液的表面提早结壳,以降低金属液对铸型的压力。