X射线探伤在压铸生产中的应用

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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。
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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

+ \3 {. {) x" e(1）x射线的特性
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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：
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①穿透性
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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

6 o; C. L/ E! N3 `. vx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。
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6 E* V9 z9 _; I; D3 _& [# @0 C（2）影像形成原理
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/ t2 M- T4 B* Z( Y% e# M7 RX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）
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1 )过程描述

3 ?, A8 z. N4 J$ q! H! [7 m& W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

' i3 K% L# @# c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。
) D. J$ r3 C0 E- H2 |% b
' L' t/ j$ V  A, G8 c9 n; I3 ）形成原因

①压铸过程中—喷涂时卷入气体，形成气孔；
1 ]5 \4 J2 e' k②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；
+ M: n, M- f3 A; P④排气效果不好。

4 ）改进措施

/ ]3 P" a& N' ]0 f①调整压铸工艺，减少喷涂量，增加吹气时间，增加快压射速度；
( g: U7 ^1 d4 U- z5 Z* I②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；
/ R  o% J( p! [3 J8 p+ e③增加排气道（图4)。

5 ）结果

9 W: Q8 ?  P9 k8 A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。
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(2）结构件——日产全球采购件（支架）
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0 X$ H1 A: Y: F2 S3 v8 W& i3 |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
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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；
) @5 p+ n: {. X9 r0 V# k  l②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。
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3 ^+ j- E8 Y! }! Y  x& Z4 ）改进措施

# Y& X& ?& J4 q3 l& A; F' T①调整压铸工艺，增加吹气时间，增加快压射速度。
; K+ j, T, V) N. {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。
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5 ）结果
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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
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% v& U9 a1 }, V/ I  q, g密封件——武汉本田的出水管
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该产品已经顺利通过送样阶段，目前已进人批量生产阶段。
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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。

' F! V, g1 j1 G6 G& [8 }/ C: W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
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" n& g: L8 ^6 o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。