压铸生产中的X射线探伤应用

　　本文探讨了压铸生产中的X射线探伤应用相关内容。

　　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，其内部缺陷要求极其严格。

　　目前我公司定单日益增多，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 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，保证了产品质量要求。

　　(2)结构件——日产全球采购件(支架)

　　1 )过程描述

　　首次试压，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，可以准确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，因此品质保证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，从而保证产品的顺利生产。

　　4 结论

　　通过实践证明：X射线探伤应用在生产过程中，作为先进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。