检验:交付优质铸件

通过破坏性和非破坏性试验发现铸件缺陷

一名技术人员使用一个金属探针,探针的中心是螺旋形的电线,以测试潮湿生锈的金属表面
这种质量无损检测(NDT)使用超声波检查内部质量。

金属铸造过程中的每一步,从制模到热处理,都要小心进行,以避免成品铸件的坚固性、表面光洁度、机械性能和最终尺寸出现问题。然而,即使是勤奋制造的铸件也应该接受质量控制检查。小问题可能会意外出现,许多铸件的机械要求可能会被隐藏的缺陷破坏。铸件检验使铸造厂和客户对他们的铸件质量充满信心。

有适当的铸件检验方法,以确保在制造过程中发现任何隐藏的缺陷。一些常见的铸造缺陷包括表面缺陷、夹杂缺陷和冷却缺陷。

破坏性试验

在每次生产运行中,铸造厂将选择一些样品,并提交它们进行破坏性测试。对铸件进行切割,并仔细检查金属的性能。测试器将寻找夹杂物、孔隙和收缩。虽然破坏性的测试一个铸造不能保证任何其他铸造在运行,它确实给一个感觉的整体质量的过程。射线照相和超声波技术降低了破坏性检测的重要性,但仍用于检测质量和对试车进行评价。

无损检测(NDT)

无损检测是由铸造工人、客户和NDT技术人员进行的,目的是在不损坏铸件本身的情况下,验证铸件的内部和外部的完整性。

目视检查

这种方法使用人眼识别表面缺陷、裂纹、气体演化、渣或砂夹杂、漏风、冷闭和成型缺陷。

顶部有红珠的三坐标测量仪探头测量铝铸件
坐标测量机(CMM)。

尺寸检验

这种类型的铸件检查是为了确保零件满足尺寸要求/公差。这可以手工完成,也可以用三坐标测量机(CMM)完成,三坐标测量机使用探头进行非常精确的测量。

液体染料渗透检测(LPI)

灰色铸件的表面是浅粉色的,通过中心孔有深粉色的墨水斑点
LPI或液体染料渗透检验是一种无损检测(NDT),用于发现金属铸件中的裂纹。

在所有类型的金属铸件中发现微小裂纹、气孔或其他表面缺陷,通过观察很难发现。测试人员首先清洁铸件,以去除可能防止液体染料进入金属裂纹的任何砂砾或灰尘颗粒。

清洁和干燥后,测试人员用渗透剂溶液清洗铸件。不同类型的LPI使用不同的溶液,但通常它是一种颜色鲜艳的油,具有高毛细作用和低粘度,这意味着它会在铸件的裂缝中自由流动。这种染料留有一段“停留时间”,以便它能进入任何看不见的裂缝。

经过足够的时间使液体发挥作用后,多余的部分就从表面除去。这通常是通过用一块湿布轻轻地擦拭,确保不要浸湿铸件,这样可以去除裂缝中的染料。

然后测试者应用一种特殊的显影剂,铸件缺陷变得清晰可见。

磁粉检测(MPI)

MPI与LPI相似,它用于发现铸件表面或浅表面的小裂纹和孔洞。然而,这种工艺只能用于铁磁性金属的铸件,这些金属可以产生磁场,比如铁、钴、镍和它们的一些合金。铸件被磁化,通常用电磁铁,开始测试。

金属中的磁场比空气中的磁场强。当铸件表面或近表面存在裂纹或孔洞等不连续性时,所产生的磁场就会中断。

非常深的裂纹通常不会在表面产生足够的磁畸变,从而无法用这种方法发现。

为了发现断裂,在铸件上喷洒一种含有氧化铁或其他在磁场中发生反应的物质小颗粒的灰尘或液体。这些喷射的微粒会聚集在扭曲的边缘,勾勒出磁通低的地方。因此,使用磁铁和磁粉可以用来显示空气比金属多的地方的破坏,在任何裂缝或任何洞的上方。MPI方法用于检查铸件,也用于现场测试已经运行的管道和结构的金属疲劳。它可以探测到肉眼看不见的应力开裂。

一只手拿着一个从图像底部升起的弯曲金属表面上的超声波探头
超声波探伤是一种精确的无损检测(NDT)。

超声波测试(UT)

该测试通过使用高频声能传输到铸件中来发现缺陷,这项技术与医疗技术人员使用的超声波类似。声波在铸件中传播,直到它们碰到对面、界面或缺陷。任何障碍物都会反射声波,声波会反弹回来并记录下来供分析员查看。能量偏转模式可以指示内部缺陷的位置和大小。这种无损检测也可用于检测球墨铸铁的壁厚和球墨数量。UT可以在非常大的深度发现非常小的缺陷,从而获得很大的准确性和信心。有经验的技术人员甚至可以通过观察未知金属的声学特征来估计合金的性质。

超声波检测需要知识和经验来准确解释结果。零件必须清理掉松散的水垢和油漆,不得太不规则、太小或太薄。在大多数情况下,要用超声波检查的表面必须是湿的,并且经常使用水:如果表面会生锈,那么可以使用含有防锈剂的防冻溶液来代替。

射线照相检验(x射线)

X射线产生的图像与医院中显示骨折的图像相似。通过铸造X射线产生的鬼影图像显示有缩孔的暗点、热裂纹的小断裂和裂缝,或气孔的针孔点。这些图像有助于经验丰富的金属工人确定铸件的机械性能是否受到收缩、夹杂物或孔洞的影响,以及是否可以在铸件装运前进行修复。

在铸件射线照相检查过程中,铸件暴露在x射线管的辐射下。铸件吸收部分辐射,其余部分辐射暴露射线底片。铸件的致密部分将承受辐射穿透,因此薄膜在这些区域的暴露程度较低,使薄膜外观更轻。铸件密度较低的部分允许更多的辐射穿透,从而导致更大的胶片曝光。因此,演员阵容中的每个空间都会在最终的x射线上投射一个“阴影”,这是由于辐射更容易通过它而造成的,x射线将任何裂缝、空洞或夹杂物描绘为胶片上的一个黑暗区域。

铸造厂完成铸件检验后,有时按原样使用经检验和验收的铸件。常见的表面不规则或不连续性可能与使用其他完好产品无关。有时,整理可以解决观察到的问题。铸件可重新进行热处理或进一步加工,包括涂漆、防锈油、其他表面处理(如热浸镀锌)和机加工。最终准备还可能包括电镀金属或粉末涂层,以满足化妆品或操作要求。