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X射线探伤在压铸生产中的应用

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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迫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 E 1025中定义的2-2T级,其内部缺陷要求****严格。

  目前公司定单日益增多,为了****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**必须做到及时、****,为此公司采用x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10-6~10-8cm,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**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x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**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

  ****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**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 E 1025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,****了产品质量要求。

  (2)结构件——日产全球采购件(支架)

  1 )过程描述

  ****试压,在DC 800C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****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,出现明显缩孔和超过2mm的气孔。更改前后对比,可以看出通过探伤检测,可以****的判定出铸件的内部品质,对此来取相应措施、及时解决问题,可以减少加工成本和降低产品的废品率。

  3.2无损检测

  密封件——武汉本田的出水管

  该产品已经顺利通过送样阶段,目前已进人批量生产阶段。

  由于该产品是密封件,泄漏问题是造成废品的主要问题,而泄漏的主要原因是气孔问题,因此品质****是以检查频次来控制的,所采用的方法是每班首尾各抽一件进行检查。

  图9为生产过程中的探伤图像,图中显示各零件内部组织均匀致密,无气孔、缩孔等缺陷。以此对该产品品质确认合格,经过加工及试泄漏工序,无问题产生。由此看出:通过X射线探伤检测的使用,大大减少了因压铸产生的内部缺陷造成的废品,同时基本解决了加工能力紧张的问题,从而****产品的顺利生产。

  4结论

  通过实践证明:X射线探伤应用在生产过程中,作为****的检测手段为产品品质的提高,起到了不可忽视的作用,使现场检测从外观目视提升到了内部探伤微观检测,使我公司的产品品质进人新的阶段。这不仅为压铸解决了一次废品率无法降低的问题,而且还使企业有了更坚定的信心和能力面对市场的竞争,勇敢的迎接新挑战。

 

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