VW50097铝合金孔隙率测量方法及常见问题

1、VW50097-PV6097铝合金孔隙率测量方法及常见问题资料介绍近年来，随着对汽车轻量化和燃油经济性要求的不断提升，汽车铝合金压铸零件应用数量快速增长，对铝合金压铸件性能的要求也不断提高。致密性是其中之一，对零件的泄露以及力学性能有明显的影响。在早期的标准中，进对加工后可见的气孔数量、大小和位置规定了简单的要求；目前的一些企业标准中，则进一步对零件整体的致密性提出了要求。下面我将结合大连测试项目和大家交流一下VW50097-PV6097铝合金孔隙率测量方法。我今天分享的内容分两部分：第一部分：VW50097PorosityofMetalCastingsRequirements金属铸件的孔隙率

2、要求）；第二部分PV6097PorosityDeterminationAccordingtoVW50097（气孔率的测定按照VW50097的规定）。在测试之前先和大家一起了解一下孔隙的成因。一般认为，影响零件致密性的内部孔隙，来源于四个方面：其一：是铝合金中含有大量的氢，在凝固过程中析出；其二：是铝合金凝固收缩产生的缩孔，特点是孔洞表面不光滑，有时可以观察到枝晶；其三：是型腔内的气体未能排出，留在零件内形成气孔，一般为较大的气孔；其四：是压室内的气体，右合金带入零件内，由于内浇口的雾化作用，一般为弥散的小气孔。VW50097PorosityofMetalCastings金属铸件的孔隙率要求。此

3、标准是大众汽车公司的企业标准。范围：此标准定义了金属铸件的孔隙率的要求，该要求与采用何种铸造工艺无关。2 标识2.1标识及说明孔隙率的标识由以下参数组成：1）分类-S类，指零件主要承受静应力-D类，指零件主要承受动应力-F类，指对零件功能表面具有特殊要求-G类，指对零件没有进一步的规定要求2）孔隙率-对于S、D、G类，用百分比表示最大允许的孔隙率；-对于F类，表示出每个参考面特定的气孔的数量。3）直径单个孔的最大允许直径4）附加说明（附加说明中1-N项均为可选项，而对于F类气孔的规格则必须给出Pn值）-An:是两相邻孔之间最小边缘距离最小边缘距离是两相邻空中的较小直径乘以系数n，用mm表示（A

4、=距离）-M:零件壁中心（只和直径参数相关）气孔只允许在零件壁的中心-C:材料堆积（只和直径参数相关）孔隙位置只允许在材料堆积和结合区域-R:零件壁的中心区域（只允许对孔级D10到D30）只用于零件壁的中心区域（相对壁厚的内部三分之一）。在外部的三分之二，应满足孔隙率等级D4-Pn:孑L尺寸（只和直径参数相关）最大允许的孔尺寸（由直径参数相关）只用于零件壁中心区域（相对应零件壁厚的内部三分之一）。在外部的三分之二，则单个孑隙的最大允许孔径（P）限制在nmm的直径范围内。对于F类孔隙，则规定了孑L径的上限范围。5）表示方法：（孔隙类别）（孔隙率）【直径】/补充说明1/。/补充说明n注:括号内的参

5、数需全部给出才能充分描述允许的孔隙率。方括号内的参数是可选的，当指明为F类时，必须给出参数P。对于用X射线检测孔隙率要求情况说明是，应注意评估孔尺寸的全自动系统通常只使用相同的直径。然而，对于人工进行X射线测试，则始终使用相对直径来确定孔的直径，因此图纸中必须明确涉及到等效直径的规格的内容。铸件最大允许孔隙率的标识的实例：般铸件：VW50097-D5密封表面：VW50097-F4/2/A3/P0.52.2、图纸中孔隙率的分级D类分D1、D2、D3、D4,从D5以后分别为D10、D15、D20以此类推，不存在D0.S类从S5以后分别为S10、S15、S20以此类推，不存在低于S5的级别.F类分F

6、O、F1、F2、F3以此类推，对于必要的补充说明Pn,n的递增单位为0.1mm,n从0.2mm开始起评。G类分GO、G1、G2、G3以此类推，孔隙率为G0意味着XS射线系统能分辨的范围内不允许存在孔隙。孑L径参数“孔径”的地增量为0.5mm,孔径从0.5mm开始起评。3 定义定义按照大众公司标准VW5099。4要求不同铸件孔隙率的的要求-VW50097-D1适用于钢铁铸造材料制成的铸件-VW50097-D10适用于锌基合金制成的铸件-VW50097-D5适用于除钢铁及锌基合金制成的铸件5 孔隙率的测试按PV6097的要求测试铸件的孔隙率。6 参考标准PV6097PorosityDetermin

7、ationAccordingtoVW50097（按大众公司标准VW50097）VW50099FoundryandCastingTechnology;Definitions（铸造工艺-定义）VDGSpecificationP2O1VolumeDeficitsofNon-FerrousMetalCasting有色金属铸造品体积缺陷1范围本标准适用于图纸或同时有效的标准中含有VW50097规定的气孔率要求的金属铸件。以前的VDG（德国铸造专家协会）P201规定的气孔率要求，应参照VW50097中相应规定执行。3目的制定本标准的目的就是测定铸件现有图纸上要求的气孔率（参照VW50097）。4 定义和术

8、语比较直径包围气孔的园的直径。当量直径与比较气孔面积相同的圆的直径。5 测试程序试验方法应按照图纸上的要求确定，不受铸件载荷类型的影响。-S级在一个表面光洁度Rz<25的默片上进行试验；-D级在金相抛光磨片上进行试验；-F级在一个按照图纸加工的功能面上进行试验；-G级使用X射线进行X射线检测。图纸上附加的要求和数据也同样具有约束力。5.1 切割面（断面）或者投影面的选择-取样部位只要当前有效的图纸和其他同时有效的标准没有其他不同规定，选择的相应平面应在极限负荷的范围内。（受力最大位置）。如执行检测的检测人员在范围方面有疑问，则应与最终验收放协商。5.2 有关参考面（评定视场）的规定5.2

9、.1允许的参考面的几何形状在选择相应的参考面的时候，只允许有下面三种几何形状：-矩形-圆形-三角形这些几何形状是一般表面几何形状的特殊形式。5.2.2 参考面（评定视场）的选择及其尺寸原则5.2.2.1参考面（评定视场）的选择总则：所有气孔级别中的数据都是以一个所谓的参考面为基准的。该面的测定原则在所有级别中都是一样的。根据下列原则选择参考面：保证参考面与构件的局部几何形状相似，并借助其位置和尺寸能局部的覆盖一个最大且几何形状相似的面。小的参考面与大的参考面或其他几何形状的参考面重叠时，重叠部分不允许大于较小的参考面的50%。在选择参考面时，应保证根据评定能获得一个最大的气孔率值。5.2.2.

10、2参考面（评定视场）的尺寸评定级别为G级时，最大参考面为5cm2。评定级别为D级时，在VW50097-D4和更小的气孔率要求时，每次评定的参考面（评定视场）尺寸大于（3*4）mm2的矩形尺寸时，这些参考面内任一（3*4）mm2区域内气孔率不能超过4%。5.3待评定参考面的质量要求待测试样质量要求5.3.1评定气孔级别S的试样评定气孔率要求级别S的试样应在表面粗糙度Rz=25或更好的表面上进行。待测试样应平整、没有影响试验结果的污点或损伤。评定时使用与肉眼的正常视力相匹配的分辨率进行（1:1）5.3.2评定气孔级别F的试样待测试样的质量应符合图纸上规定的局部加工要求，待测面没有影响试验结果的污点

11、或损伤。注：根据图纸加工的面也显示是气孔级别为S和D的切割面，如果在级别F的局部气孔率要求旁边还有普通级别S和D的气孔率要求，则待测面应同时满足上述两个要求。5.3.3评定气孔级别F的试样X射线的知识有一定局限性，专业性的不予解释。应在X射线设备的光程中调整铸件，使气孔率在评定范围内的投影中最大，各参考面的评定应在绘图比例为1:1的条件下进行。注：如果评定参考面时使用与规程的绘图比例不同的绘图比例进行，各个5cm2参考面的最大允许尺寸应与实际绘图比例相匹配。5.3.4评定气孔级别D的试样评定气孔率要求为界别D的区域应在金相（抛光）磨片上进行。金相磨片应满足下列要求：有镜面光泽的表面在显微镜下使

12、用100:1的放大倍率不允许看到先前制备阶段产生的加工痕迹（无划痕和凹陷）磨片表面的平面度磨片不允许有边缘倒圆或凸起。没有塑性组织变性磨片不允许有由先前制备加工一起的残余变性评定时在反射光显微镜下使用20:1-25:1的放大倍数进行。不允许使用体视显微镜。评定时，特别是拍照时，应注意适度照明，以免影响测量结果。注：卖方可以根据自己的判断使用大于25:1的放大倍数评定参考面，对于验收方也可以根据自己的判断使用小于20:1的放大倍率。5.4气孔率的评定结果除了气孔级别F，评定结果以百分比表示气孔损失面的总和。适合的方法有：平面测量法和线状切割法，如使用其他方法应取得客户同意。只要当前有效的图纸和其

13、他标准没有其他不同规定，评定单个气孔的尺寸时应总是以相应的比较直径为基准。5.5气孔率的结果气孔率试验的结果应进行修约，修约规则如下：VW50097-D4和更小的气孔率:气孔率测量的各个结果应1%的步进给出。如果气孔率要求大于VW50097-D5，测量结果应按5%的步进进行修约。不存在D0类结果。气孔率要求级别S结果修约规则上匕处在该级别结果小于5%时纟吉果修约为VW50097-S5,不存在S0类结果，如果气孔率要求大于VW50097-D5，测量结果应按5%的步进进行修约。气孔率要求级别G结果修约规则：结果应1%的步进表示，亥气孔级别中，结果允许VW50097-G0，这表明，在所有设备分辨率的

14、条件下没有探测到气孔。对测得的单个缺陷的尺寸进行分级的过程中，尺寸也应进行修约，在测定单个气孔的最大尺寸时，以0.5mm的步进进行分级，评定功能面（F类）而没有其他要求时，气孔结果按0.1mm的步进进行修约。5.6气孔率试验实例在一个构件中，所有区域适用气孔率要求VW50097-D5/1.铸件具有两个强度极限区域和一个对过程波动反应异常强烈的区域。这三个区域应分别制作金相磨片（参考面位于金相磨中，具体情况视可能的参考数量而定），它们的评定结果得出一个气孔率最大值和一个单个气孔尺寸的最大值。综合起来讲，四个参考面得出下列结果：-面1：气孔损失面3.4%，单个气孔尺寸的最大值2.1mm局部结果：V

15、W50097-D5/2.5-面2:气孔损失面8.6%，单个气孔尺寸的最大值0.8mm局部结果：VW50097-D10/1-面1：气孔损失面0.4%，单个气孔尺寸的最大值0.1mm局部结果：VW50097-D5/0.5-面1：气孔损失面4.4%，单个气孔尺寸的最大值0.6mm局部结果：VW50097-D5/1构件的实际气孔率为VW50097-D10/2.5，该构件的表面气孔率和单个气孔尺寸的允许最大值方面不符合要求。6 同时有效的文件PV6097PorosityDeterminationAccordingtoVW50097（按大众公司标准VW50097）VW50099FoundryandCast

16、ingTechnology;Definitions（铸造工艺-定义）VDGSpecificationP2O1VolumeDeficitsofNon-FerrousMetalCasting有色金属铸造品体积缺陷铸件缩孔和缩松缺陷分析嘉峪检测网2016-08-2215:00缩孔和缩松都是铸造生产中常见的铸件缺陷。缩孔是铸件在冷凝过程中收缩，得不到金属溶液的补充而产生的孔洞，形状不规则，孔壁粗糙，一般位于铸件的热节处。缩孔和气孔在外表上往往极为相似，经常容易混淆。一般来说，气孔的内壁是平滑的，而缩孔的内壁则呈枝状结晶的末梢状。缩松是铸件最后凝固的区域没有得到金属溶液的补缩而形成分散和细小的小孔，常出

17、现在铸件的较厚截面以及厚薄截面交接处或热节点上。缩松的分布面积要比缩孔大得多，往往隐藏于铸件的内部，有时肉眼察觉不到。缩孔和缩松在铸件废品中占有较大的比例，必须引起足够的重视，以提高铸件合格率。笔者结合多年的生产实践经验，谈谈铸件缩孔和缩松的产生原因及其防止措施1铸件和模样设计（1）铸件截面尺寸变化过大。如果在设计中铸件截面尺寸变化过大，薄截面的冷却速度比相邻厚截面的冷凝速度要快得多，这样就很难实现铸件的顺序凝固，同时也难于进行补缩。设计时要尽量避免这种情况，否则应采用冷铁，以实现铸件的顺序凝固并利于补缩。（2）铸件断面过厚，如果没有采取相应措施对其进行补缩，会因补缩不良形成缩孔。（3）圆角太

18、小。铸件的凹角圆角半径太小，会导致型砂传热能力降低，凝固速度下降，同时由于该处型砂受热作用强，发气压力大，析出的气体可向未凝固的金属液渗入，导致铸件产生气缩孔。（4）圆角太大。圆角太大，则圆角部分就成了厚截面，如果相邻的截面较薄，就难以得到有效的补缩，造成补缩不良2. 模样（1）模样或芯盒磨损致使铸件截面减薄，导致铸件截面厚度减薄而妨碍补缩。（2）模样尺寸不当或模样结构不当，导致铸件截面过厚或过薄。设计时应注意控制模样的厚度，尽量使邻近较厚截面的薄截面保持最大的厚度。3. 砂箱（1）上箱太浅。生产中为了节省型砂用量或为了降低砂箱和造型成本而使用高度不够的上箱，这是造成缩松缺陷的常见原因。上箱太

19、浅，会降低金属液的静压力，以致难以进行补缩，补缩压力不够，会导致产生缩松或缩孔，或二者兼有之。如果遇到了不得不采用较浅上箱的情况，则应通过采用冒口套或浇口杯来弥补因上箱太浅带来的问题，也可以采用发热冒口或不断向冒口添加金属液来提高补缩效率。（2）砂箱太小。为了节省型砂，降低成本，有时会采用尺寸不足的砂箱造型。砂箱尺寸过小，会影响浇注系统的合理布置或导致冒口相距砂箱壁太近，冒口里的金属液在完成补缩之前就过早地变冷和凝固了。可以尝试采用发热冒口和雨淋式浇口来解决这些问题。（3）箱套不合适。因箱套尺寸不符，不能很好地支撑砂型，从而导致型壁的位移或变形，形成较厚的铸件截面，以致原设计的冒口不足以对其进

20、行补缩。4. 浇冒口系统出现缩松缺陷时，应该从浇注系统方面去寻找问题，因为缩松缺陷与补缩有很大关联。（1）浇冒口设计未能促进顺序凝固。必须根据铸件截面的不同情况来设计浇冒口的位置和大小，要考虑在没有浇冒口的情况下，哪些截面先凝固，哪些截面后凝固，最后凝固的截面必须有仍处于液态的直浇口或冒口进行补缩。（2）浇冒口数量不足或浇口设计不当。浇冒口数量不足是造成缩松缺陷的常见原因，每个浇口的补缩距离和范围都是有限的，其补缩范围的大小取决于截面的厚度、金属液的温度和金属成分。较薄截面的冷凝快，会切断补缩通道。浇口设计不当，如浇口的截面太小会导致过早冷凝，此时尽管冒口里有很多金属液也不能补缩到铸件中去。（

21、3）冒口太小。冒口太小也是一种常见的错误。一般情况下，冒口的截面尺寸都应该大于需要补缩的铸件截面尺寸。另一种错误是想通过增加小直径冒口的高度来提高补缩效果，这种做法往往会不尽人意，因为冒口直径较小，冒口中的金属液容易冷凝，即使增加冒口的高度也无济于事。理想的冒口形状应该是球形，因为其散热面积最小。在某些情况下，对厚截面进行激冷是一种有效和切实可行的办法。（4）冒口颈和铸件尺寸比例不当。冒口颈的尺寸对补缩效率非常重要，冒口颈截面尺寸太小会影响补缩效果，要确保金属液在冒口颈畅通。（5）内浇口太大。内浇口入口处或内浇口上产生缩孔通常是内浇口太大所致。因为内浇口入口处被包围在热砂之中，如果其尺寸太大，

22、入口处的金属液就会一直保持到最后才凝固，由于此时已没有其他金属溶液能对其进行补缩，所以浇口入口处就会产生缩孔。正确的浇冒口设计应该是先凝固铸件，其后凝固内浇口和冒口颈，最后凝固冒口。如果破坏了这种凝固顺序，就会产生缩孔缺陷。5. 型砂砂型型壁产生位移尤其是不规则的位移，会影响补缩效果，造成缩孔缺陷。型壁的位移量越大，产生缩孔的可能性越大。型砂强度低，舂砂松软是产生型壁位移的主要原因，应提高砂型的强度和舂砂的紧实度，以减少型壁的蠕动或位移。6.制芯砂芯产生位移，会使铸件截面增厚，造成铸件截面壁厚不均匀。芯撑数量太少、芯头松软或支撑面不够大、砂芯强度较低引起砂芯翘曲等，都是造成砂芯位移的原因。生产

23、中因砂芯位置变化而引起铸件截面变化，都有可能造成缩孔缺陷。7.金属成分金属成分对缩孔缺陷的影响有两方面。一是合金成分对于缩孔缺陷本身的直接影响。如，低碳铸铁的总收缩量比高碳铸铁要大；在有色金属铸造中通过改变金属成分加宽凝固范围，促进顺序凝固，可以减少缩孔缺陷；在铝合金中加入晶粒细化剂，如钛和硼，能够减少缩孔缺陷。合金成分对缩孔缺陷的影响大多是直接的，在设计浇冒口系统时，通常应把这些因素考虑进去。二是金属溶液的压力使型壁产生退让，造成型壁位移。金属溶液压力的大小和金属成分有关，灰口铸铁对型壁的压力比合金铸铁和球墨铸铁要小。从某种程度上来说，碳当量越高，金属溶液对型壁的压力越大。8.熔化装料或称料

24、草率会造成金属成分的偏差。针对收缩缺陷时应考虑熔化方面的因素，脏污以及凝固迅速、易于氧化的金属都对金属的早期收缩有影响。金属液的温度过高，会把砂型加热到使其产生滑移的程度，从而加剧型壁的位移。金属液中的气体越多，凝固过程释放出的气体对型壁的压力越大，越易引起位移。1）浇注温度太低会降低冒口系统的补缩效率，造成收缩缺陷。9.浇注2.1.氢气气孔2）浇注温度过高，会增加传递到型砂里的热量，使型砂产生高温变形，加剧型壁的位移。（3）生产大型铸件时，没有用热金属液对冒口进行补浇也会产生收缩缺陷。可以根据需要，采用发热冒口或加大冒口来代替补浇。10.其他砂芯或型壁断裂会引起毛刺或型漏，造成金属液流失。此

25、时型腔对金属液数量的需求有了变化，如果没有多余的金属液可以进行补缩，或者补缩的金属液不足，也会产生收缩缺陷压铸件气孔失效分析嘉峪检测网2017-08-0410:17汽车厂对压铸件的要求越来越严格，对压铸件孔隙率的要求，一般为5%10%对某些零件的要求甚至到了3%。针对压铸件缺陷的检测方法和检测位置，可以在压铸机选择、模具设计和过程设计时，借助计算机模拟分析，进行试验研究，采用P-Q2软件等进行优化。压铸件气孔、缩孔和渣孔缺陷发生在铸件内部，产生缺陷的原因不尽相同。为了消除缺陷，识别缺陷种类并分析其原因尤为关键，而检查零件的工具和方法将影响最终的判断。以下，笔者只讨论如何解决铝、镁合金压铸气孔问

26、题。对于压铸件气孔检查，须着重考虑几个位置：有限元分析最大应力位置；零件模拟分析卷气位置；零件工作关键部位（如密封面等）。般压铸件可采用X光检查；发现缺陷后，切开零件进一步检查。在过程控制时，按ASTME505等级2控制，关键部位应按ASTME505等级1控制。气孔一般表面比较光滑，呈圆形或椭圆形，有时孤立存在，有时簇集在一起。图1为压铸件气孔表面。iHlIllhrfB100JLIt)冒7担描电链下進气咒扎禺6宏观下凰气毛扎特征而缩孔和缩松形状不规则，表面色暗而不光滑，在显微镜和电镜下，可以发现缺陷位置存在枝晶结构，见图2。有时气孔和缩孔同时存在于同一个缺陷位置/要仔细观察。2. 气孔形成图3

27、为氢气气孔。氢气气孔微小，形如针状，且均匀分布，零件表面加工后才能观察到。由于压铸件壁薄，金属液凝固速度快，有时氢气气孔肉眼难以观察到。水蒸气是氢气最主要的来源，可能来自炉气、熔炼工具、铝锭回收件、油污染机加工屑和湿精炼剂等。3氢气宅扎通常铝合金压铸采用旋转除气装置（见图4）。气体源一般使用氩气、氮气或氯气。在金属液中通入气体，通过转子切成大量微小气泡，由于气泡内外的浓度差，将氢气吸入气泡内，一起排出金属液外（见图5）。除气效果受设备、气体选择、除气转子速度和除气时间等因素的影响，通过检测除气后金属液密度来衡量。采集一定量的铝液倒入小坩埚内，放入减压室，在减压条件下凝固，分别在空气和水中称量，

28、再按下式求得试样相对密度。p.=叫3厂血J式中，ps为凝固试样的相对密度；ma为试样在空气中的质量,g;mw为试样在水中的质量，go2.2.卷气气孔卷气气孔呈圆形，内部干净，表面比较光滑且具有光泽，卷气有时单独存在，有时簇集在一起。图6和图7分别为宏观和扫描电镜下卷气气孔特征。卷气一般发生在冲头系统、浇道系统和型腔内。2.2.1冲头系统卷气在金属液从压室或鹅颈流到内浇口的过程中，很多空气会卷入。一般压铸工艺不可能改变紊流液体流动模式，但是可以通过改进给料系统，减少金属液到达内浇口的卷气量。对于冷室压铸，应该考虑充满度，即浇入冷室压铸机的液态金属量占压室容量的比率。在设计过程参数时，充满度要大于

29、50%，以70%80%为宜。图8为某压铸件充满度与卷气量的关系图。在压铸机选择和模具设计过程中，一般通过P-Q2软件计算（P为压力，Q为流量），选择合适的压室尺寸和充满度。在射筒尺寸确定后，要考虑从浇包到射筒的浇注速度。如果充满度小于50%，压室的上部空间大，金属液将会产生波浪，在冲头和模具之间往复运动。当冲头开始向前运动，形成冲头前面和射筒中部的反射波浪汇合，就会发生紊流和卷气。这样，使铸件气孔增加，同时还会引起压室内的液态金属激冷，对填充不利。B«某压肺件充满鹿与圧毛望璃礪占最佳解决办法是在金属波反射之前，冲头已开始运动，也就是说，冲头和初始波的方向相同，这可以大大减少卷气。另外

30、，使用P-Q2软件选择较合理的设计参数，满足至少50%的充满度。在产品开发和设计过程中，还应该考虑下面过程因素：对于冷室压铸来讲，包括浇注速度、压射延迟时间、低压射加速、浇口速度、浇口至低速压射的切换点、低压射速度和快速压射起始点；对于热室压铸来讲，包括低压射加速、低压射速度至快速压射的切换点。对上述参数适当调整和监控，尽量减少卷气程度。2.2.2.浇道系统卷气与排气金属液在64160km/h速度下，一旦遇到浇道形状发生变化，冲力会使金属液产生漩涡，导致产生卷气气孔缺陷。通过合理设计浇道形状来解决这种卷气，应保证金属液在整个充型过程中平稳，需要对浇道的曲线和尺寸合理选择。2.2.3型腔卷气减少

31、型腔卷气气孔缺陷，要确保排溢系统设计合理和排气通畅。图9为某压铸件排溢系统。排溢系统由溢流槽、排气槽和溢流道等部分组成。排溢系统应保证排出金属液前端气体。通常使用Z型或扇形排气，深度浅而位于模具边缘，可以避免产生喷射。溢流槽和排气槽一般设置在液态金属的最后填充位置，可通过模流分析确定该位置，同时保证足够的排气尺寸；分型面上的排气槽通常设置在溢流槽后端，以加强溢流和排气的效果。齿形排气道具有良好的排气效果，模具设计时，最好保证至少要有一个齿形排气道。真空压铸将有助于解决此类问题。在金属液到达之前，真空系统已经开始运行。在作业标准中，应监控冲头从浇口到达真空阀的时间，一般应至少1s，有时需要调整低

32、速压射起始位置。在传统压铸中，使用溢流槽和排气系统，在内浇口处开始压力达到180kPa，最后填充处能达到400kPa;真空压铸时，采用真空通道和真空阀，在内浇口处开始压力达到20kPa，最后填充处能达到18kPa。通常，在真空条件下，型腔内的气体压力达到27kPa；而在无真空条件下，型腔内气体压力达到300kPa以上。因此，真空技术可以有效降低型腔内压力。在工艺设计时，注意下面几点：浇道系统避免出现方形转角.并保证浇道的表面光滑;排溢系统应设计在最佳位置，保证通到模具边缘"排气面积足够和保删帆充分；真空系统设在关键表面和连接部分，避免泄漏和周围环境干扰；真空通道尺寸正确，特别是在型腔

33、进口处；测量和监控型腔内的压力，如果超出监控范围，报警并自动报废零件；真空阀正常工作；定期清理真空系统。2.24模拟分析压铸过程的模拟仿真技术，对铸件充型过程（流场）模拟，可以预测在射筒、浇道和型腔内卷气情况。铸造充型过程的数值模拟，可以帮助技术人员在铸造工艺阶段对铸件可能出现的各种卷气压力大小、部位和发生的时间予以有效的预测，从而优化铸造工艺设计，确保铸件的质量，缩短试制周期，降低生产成本。图10为某压铸件卷气模拟分析，实际气孔位置与模拟流场分析卷气位置符合。当模具参数和过程参数设计改变时，应重新进行模拟分析并仔细评估，确保排溢系统有效工作。图汕某压袪件曇气模拟分桁Ch）实际发比气乩磷件外观

34、上水蒸气气孔一般呈现为圆形、灰色、暗淡、不平整和干燥鳞状特征，见图11。出现此特征应检查脱模剂喷涂和模具冷却水管泄漏状况。当金属液在填充过程中遇到水时，会形成水蒸气。在水转化为水蒸气的过程中，会产生膨胀。在水滴的位置，会形成水蒸气气泡。气泡所占的空间大约是原水滴的1500倍。气体很难通过排溢系统排出，存在于金属某处，位置很难预测。般的水蒸气气孔大约98%来自压铸涂料。主要出现在以下压铸过程：模具上喷涂过多的水基涂料，当模具开始闭合时，型腔内没有完全干燥;水管泄漏；水管连接螺纹处泄漏；模具开裂，有水渗入；在模具闭合时，模具上端的水滴流入型腔内；水基液压液体残留在模具上。铝合金铸件内部质量检验标准

35、解读嘉峪检测网2016-10-1516:46近年来铝合金铸件的铸造技术得到了很大的发展，铝铸件的产量逐年提高，现已在兵器、航空、航天、纺织等领域得到越来越广泛的应用，铸件质量要求也越来越严格。在铸件质量的所有特性中，内部质量是决定铸件整体质量的关键因素。同时，铸件内部质量的水平，也反映了铸造技术工艺水平的优劣。因此，铸件内部质量缺陷的控制是铸造技术人员始终要解决并提高的目标。1内部质量的概念铝合金铸件内部质量通俗地讲是指铸件内部缺陷满足相关标准要求的程度。这些缺陷一般包括裂纹、针孔、气孔、缩孔、疏松、偏析及夹杂物，由于这些缺陷的存在，往往会导致铸件的物理性能、力学性能及金相组织发生改变，给铸件

36、的使用带来严重的隐患。因此内部质量是铸件生产和检验首要的控制因素。2. 内部质量缺陷的特点（1）内部质量缺陷往往隐藏在铸件的内部，用普通目视的方法无法检验，往往需要用特殊的方法和设备仪器才能完成。（2）内部质量缺陷的判断，检测人员需进行专业的知识培训，并具有一定的实际工作经验。3. 目前我国执行的标准目前，我国铸合金铸件的检验有两个标准，一个是GB/T94381999（铝合金铸件）国家标准，一个是HB9632005（铝合金铸件）航空标准。两个标准对内部缺陷的要求有相同的地方，也有不同之处，主要是由于行业不同，使用要求有差异，但基本的要求和检验方法是相同的，下面分别叙述。4. 铸件分类两个标准根

37、据铸件在使用过程中的重要程度，将铸件分为三类。I类铸件：承受重载荷，工作条件复杂，用于关键部位、铸件损坏将危及整机的安全运行。口类铸件：承受中等载荷，用于重要部位，铸件损坏将影响部件的正常工作并造成事故。皿类铸件：承受轻载荷，用于一般部位的铸件。5. GB/T94381999规定要求(1) 铸件检验类型该标准规定，对于I类铸件必须进行内部质量的检验；对于口类、皿类铸件只有当用户要求检验时，才进行内部质量的检验。(2)该标准内部质量检验引用的几个标准GB/T113461989铝合金铸件X射线照相检验针孔(圆形)分级。该标准规定了铝合金铸件内部圆形针孔的分级，按透照厚度分为A、B两个组别，其中A组

38、分级适用于透照厚度v13mm的铸件，B组分级适用于透照厚度为1350mm的铸件，每个组别各有8级参照底片。HB65781992铝、镁合金铸件检验用标准参考射线底片。该标准对内部质量缺陷的分类较为详细，主要有气孔、针孔、缩孔、疏松、夹杂和偏析6大类，每一类别各分有8个等级级别的参照底片。JB/T7946.31999铸造铝合金针孔。该标准规定了铸造铝合金低倍针孔度的分级原则和评定方法，该标准将针孔度分为5个级别。(3)检验手段X射线无损检测；低倍试验检验。(4)检测具体要求铸件内部质量的检验首先按铸件图样的技术要求来进行检验。铸件内部不允许有裂纹缺陷。如没有明确的规定，对于针孔缺陷，I类铸件、液压

39、件、气压件应按GB/T113461989标准中的2级验收，允许局部有4级针孔，但一般不得超过受检面积的25%。当气密性试验满足设计要求时，允许按3级验收。口类铸件按3级针孔验收。各类铸件内部气孔、缩孔、疏松、夹杂物缺陷按表1中所规定的执行。表铸件内詔缺陷允许级别(冶I类铸件需方指定韧位FI类蒔件非指宦部位屮和II类铸件户4其他铸件卩铸件壁厚/呗中W12屮12甌4扣臥屮W12屮1250=气孔心1口_口3+J5匸15匚1卢P一3存一f疏松屮1存ll3沖却-3屮夬朶物(低密度)工1心24Q4中夹臬物(昌密度)+222p14川33匸16. HB963-2005规定要求该标准内部质量检验引用的几个标准:

40、(1) GB/T113461989铝合金铸件X射线照相检验针孔(圆形)分级，该标准解释同上。(2)JB/T7946.31999铸造铝合金针孔，该标准解释同上。(3)HB53951988铝合金X射线照相检验长形针孔分级标准。该标准按铸件厚度分为3组第一组适用于小于13mm的铸件第二组适用于大于1325mm的铸件，第三组适用于大于2550mm的铸件，每一组有1、2、3、4、5共5个等级。(4)HB53961988铝合金X射线照相检验海绵状疏松分级标准HB53971988铝合金X射线照相检验分散疏松分级标准。这两个标准均按铸件厚度分为2组，第一组适用于小于13mm的铸件，第二组适用于大于1350mm

41、的铸件，每一组有1、2、3、4、5共5个个等级。各类铸件内部气孔、缩孔、疏松、夹杂物缺陷按表2中所规定的执行表2-铸件内部缺陷允讦级别【112缺陷宕称Q技术要求门标准编pQ圆形针孔卩I类鱒件需方指定部位搜2级验收aI冀铸件非扌旨定部位和II类铸件按4皴验收，对于菠压件、吒压件应按中的2级验收，允讦局部有4级针孔，但一骰不得超过受检伍积的25陆当汽密性试验満足设计要求时，允*sag忠的级剿如行即T1134t519鋁长形针孔口I类铸件需方扌旨定部位搜1级验收心I粪铸件非扌旨定部位和I冀铸件按2级验收玄HB53951968P海為狀疏松小I粪铸件需污指定制位搜1级验收存I类铸件非指定部位和II类铸件按

42、2级验收心HB5396-1988P分徽疏松心I裘铸件需方指定部位按1级验收心SI类铸件非指定部位和II类铸件按2级验收4HB539719887. JB/T7946.3-1999(铸造铝合金针孔)规定要求(1) 铸件内部针孔当用低倍试验方法检验时，对于I类铸件或液压、气压件应按该标准的2级验收，允许局部有3级针孔，但一般不得超过受检面积的250u。当气密性试验满足设计要求时，允许按3级验收。口类铸件按3级针孔验收。(2) 低倍试样的制备方法金属试样按图纸要求取样，一般取铸件厚大的部位。试样加工后表面粗糙度Ra<1.6pm。先用汽油、酒精或丙酮清洗试样，然后用10%15%的氢氧化钠水溶液浸蚀

43、试样，浸蚀湿度(25±5)°C,浸蚀时间710min。试样浸蚀后，用水清洗，然后用20%25%的硝酸水去除试样表面的腐蚀膜，再用水清洗并干燥。对照标准级别对试样进行判定。笔者在实践检验中制作的针孔实体试样如图1图5所示，供参考。图11级针孔试样图22级针孔试样图33级针孔试样图44级针孔试样图55级针孔试样8. 内部质量检查的其他要求（1）以上检验内容及方法不适用于压铸件。（2）内部质量用低倍方法检验时，由于缺陷所在的位置很难准确判定，所制备试样的取样部位不一定是铸件缺陷最严重的部位。因此，低倍方法检验的可信度较差，一般进行内部质量检验时，首选X射线无损检验，低倍方法检验作

44、为补充。（3）射线底片的制备需按照JB/T92171999射线照相探伤方法的要求进行，其底片的黑度在1.52.0。（4）从事射线底片评定的人员，必须持有国家有关主管部门颁发的并与其工作相适应的2级或2级以上资格证书。（5）当铸件X射线照相底片上所显示的针孔（圆形）缺陷处于相邻两级之间时，按严重级别评定。9. 工作心得（1）检验人员必须多学习铸造工艺知识，充分了解掌握各种缺陷的成因和实物形态，提高自身的判断能力，才能对各种缺陷做出正确的判断。（2）以上检验的标准只是一个指导性的文件，在实际的应用过程中要灵活掌握运用。每个零件各部位的功能和受力情况是不一样的，对缺陷的容忍能力也是不同的。检验人员要

45、熟悉每个零件在使用过程中的实际运用情况，以便能更好地运用标准。（3）质量高的零件虽然性能好，但铸造工艺难度较大，成本也高，成品率较低，会造成成本浪费。因此在工作中要树立质量和成本的对立统一的意识。基本性能必须保证，铸造成本也得考虑。嘉峪检测网2017-09-0709:18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。

46、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

47、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

48、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

49、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

50、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W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W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

51、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。

52、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

53、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。异同点共同点1. 仪器相同，包括探头、连接线、显示器。2. 耦合剂相同。3. 检测理论相同（物理理论）。4. 目的相同（都是为了保证工件的质量）。不同点1. 由于内部组织颗粒细致程度不一样，导致铸件超声波衰减很严重，无法进行高频率的缺陷检测（否则杂波很大，容易混淆缺陷波与杂波）。2. 要求不一样，锻件质量等级要求高，而铸件相对于锻件要求会低很多，因此

54、检测时评判标准不一样。3. 缺陷产生的原因以及类型不同铸件的表面和内部质量检测方法嘉峪检测网2016-07-2412:41前言铸件的检测主要包括尺寸检查、夕卜观和表面的目视检查、化学成分分析和力学性能试验，对于要求比较重要或铸造工艺上容易产生问题的铸件，还需要进行无损检测工作，可用于球墨铸铁件质量检测的无损检测技术包括液体渗透检测、磁粉检测、涡流检测、射线检测、超声检测及振动检测等。铸件表面及近表面缺陷的检测1、液体渗透检测液体渗透检测用来检查铸件表面上的各种开口缺陷，如表面裂纹、表面针孔等肉眼难以发现的缺陷。常用的渗透检测是着色检测,它是将具有高渗透能力的有色（一般为红色）液体（渗透剂）浸湿

55、或喷洒在铸件表面上,渗透剂渗入到开口缺陷里面,快速擦去表面渗透液层,再将易干的显示剂（也叫显像剂）喷洒到铸件表面上,待将残留在开口缺陷中的渗透剂吸出来后,显示剂就被染色,从而可以反映出缺陷的形状、大小和分布情况。需要指出的是,渗透检测的精确度随被检材料表面粗糙度增加而降低,即表面越光检测效果越好,磨床磨光的表面检测精确度最高,甚至可以检测出晶间裂纹。除着色检测外,荧光渗透检测也是常用的液体渗透检测方法,它需要配置紫外光灯进行照射观察,检测灵敏度比着色检测高。11岗信号本原理2、涡流检测潘透处理除去处理涡流检测适用于检查表面以下一般不大于67mm深的缺陷。涡流检测分放置式线圈法和穿过式线圈法2种

56、。:当试件被放在通有交变电流的线圈附近时,进入试件的交变磁场可在试件中感生出方向与激励磁场相垂直的、呈涡流状流动的电流（涡流）,涡流会产生一与激励磁场方向相反的磁场,使线圈中的原磁场有部分减少,从而引起线圈阻抗的变化。如果铸件表面存在缺陷,则涡流的电特征会发生畸变,从而检测出缺陷的存在,涡流检测的主要缺点是不能直观显示探测出的缺陷大小和形状,一般只能确定出缺陷所在表面位置和深度,另外它对工件表面上小的开口缺陷的检出灵敏度不如渗透检测。3、磁粉检测磁粉检测适合于检测表面缺陷及表面以下数毫米深的缺陷,它需要直流（或交流）磁化设备和磁粉（或磁悬浮液）才能进行检测操作。磁化设备用来在铸件内外表面产生磁场,磁粉或磁悬浮液用来显示缺陷。当在铸件一定范围内产生磁场时,磁化区域内的缺陷就会产生漏磁场,当撒上磁粉或悬浮液时,磁粉被吸住,这样就可以显示出缺陷来。这样显示出的缺陷基本上都是横切磁力线的缺陷,对于平行于磁力线的长条型缺陷则显示不出来,为此,操作时需要不断改变磁化方向,以保证能够检查出未知方向的各个缺陷。铸件内部缺陷的检测对于内部缺陷,常用的无损检测方法是射线检测