下面濟南鍛件廠家和您聊聊鍛件與鑄件如何進行聲波探?
大型鑄鍛件在機床制造,、汽車制造業(yè),、船舶、電站,、兵器工業(yè),、鋼鐵制造等領(lǐng)域具有的作用,作為的部件,,其具有大的體積與重量,,其工藝與加工比較復(fù)雜。通常采用的工藝熔煉后鑄錠,,進行鍛造或重新熔化澆注成型,,通過高頻加熱機獲得要求的形狀尺寸與要求,來其服役條件的需要,。由于其加工工藝特點,,對鑄鍛件的聲波探也有的應(yīng)用。 鍛件聲波探 1.鍛件加工及常見缺陷 鍛件是由熱態(tài)鋼錠經(jīng)鍛壓變形而成,。鍛壓過程包括加熱,、形變和冷卻。鍛件缺陷可分為鑄造缺陷,、鍛造缺陷和熱處理缺陷,。
鑄造缺陷主要有:縮孔殘余、疏松,、夾雜、裂紋等,。鍛造缺陷主要有:折疊,、白點、裂紋等,。熱處理缺陷主要是裂紋,。 縮孔殘余是鑄錠中的縮孔在鍛造時切頭量不足殘留下來的,多見于鍛件的端部,。 疏松是鋼錠在凝固收縮時形成的不致密和孔穴,,鍛造時因鍛造比不足而未全溶合,,主要存在于鋼錠及頭部。 夾雜有內(nèi)在夾雜,、外來非金屬夾雜和金屬夾雜,。內(nèi)在夾雜主要集中于鋼錠及頭部。 裂紋有鑄造裂紋,、鍛造裂紋和熱處理裂紋等,。奧氏體鋼軸心晶間裂紋就是鑄造引起的裂紋。鍛造和熱處理不當,,會在鍛件表面或心部形成裂紋,。 白點是鍛件含量較高,鍛后冷卻過快,,鋼中溶解的來不及逸出,,應(yīng)力過大引起的開裂。白點主要集中于鍛件大截面,。白點在鋼中總是成群出現(xiàn),。 2.探方法概述 按探時間分類,鍛件探可分為原材料探和制造過程中的探,,產(chǎn)品檢驗及在役檢驗,。 原材料探和制造過程中探的目的是及早發(fā)現(xiàn)缺陷,以便及時采取措施缺陷發(fā)展擴大報廢,。產(chǎn)品檢驗的目的是產(chǎn)品質(zhì)量,。在役檢驗的目的是監(jiān)督運行后可能產(chǎn)生或發(fā)展的缺陷,主要是疲勞裂紋,。 ??a.軸類鍛件的探?? 軸類鍛件的鍛造工藝主要是以拔長為主,,因而大部分缺陷的取向與軸線平行,此類缺陷的探測以縱波直探頭從徑向探測佳,??紤]到缺陷會有其它的分布及取向,因此軸類鍛件探,,還應(yīng)輔以直探頭軸向探測和斜探頭周向探測及軸向探測,。 ??b.餅類、碗類鍛件的探?? 餅類和碗類鍛件的鍛造工藝主要以鐓粗為主,,缺陷的分布主要平行于端面,,所以用直探頭在端面探測是檢出缺陷的佳方法。 ??c.筒類鍛件的探?? 筒類鍛件的鍛造工藝是先鐓粗,,后沖孔,,再滾壓。因此,,缺陷的取向比軸類鍛件和餅類鍛件中的缺陷的取向復(fù)雜,。但由于鑄錠中質(zhì)量差的部分已被沖孔時,,因而筒類鍛件的質(zhì)量1般較好。其缺陷的主要取向仍與筒體外圓表面平行,,所以筒類鍛件的探仍以直探頭外圓面探測為主,,但對于壁較厚的筒類鍛件,須加用斜探頭探測,。 3.探測條件的選擇 探頭的選擇:鍛件聲波探時,,主要使用縱波直探頭,晶片尺寸為Φ14~Φ28mm,,常用Φ2mm,。
對于較小的鍛件,考慮近場區(qū)和耦合損耗原因,,1般采用小晶片探頭,。有時為了探測與探測面成傾角的缺陷,也可采用K值的斜探頭進行探測,。對于近距離缺陷,,由于直探頭的盲區(qū)和近場區(qū)的影響,常采用雙晶直探頭探測,。 鍛件的晶粒1般比較細小,,因此可選用較高的探頻率,常用2.5~5.MHz,。對于少數(shù)材質(zhì)晶粒粗大衰減嚴重的鍛件,,為了出現(xiàn)“林狀回波”,信噪比,,應(yīng)選用較低的頻率,,1般為1.~2.5MHz。 鑄件聲波探 由于鑄件晶粒粗大,、透聲X差,,信噪比低,所以探困難大,,它是利用具有高頻聲能的聲束在鑄件的傳播中,碰到表面或缺陷時產(chǎn)生反射而發(fā)現(xiàn)缺陷,。反射聲能的大小是內(nèi)表面或缺陷的指向X和X質(zhì)以及這種反射體的聲阻抗的函數(shù),因此可以應(yīng)用缺陷或內(nèi)表面反射的聲能來檢測缺陷的存在位置、壁厚或者表面下缺陷的,。聲檢測作為1種應(yīng)用比較的檢測手段,其主要表現(xiàn)在:檢測敏度高,可以探測細小的裂紋;具有大的穿透能力,可以探測厚截面鑄件,。 其主要局限X在于:對于輪廓尺寸復(fù)雜和指向X不好的斷開X缺陷的反射波形解釋困難;對于不合意的結(jié)構(gòu),例如晶粒大小、組織結(jié)構(gòu),、多孔X、夾雜含量或細小的分散析出物等,同樣妨礙波形解釋;另外,檢測時需要參考標準試塊,。
鍛件預(yù)成形坯的設(shè)計與成形
預(yù)成形坯的設(shè)計是根據(jù)鍛件的重量,、密度,、形狀和尺寸要求,設(shè)計預(yù)成形坯的密度,、形狀和尺寸的,。基本的原則就是在鍛造時于預(yù)成形坯的致密和充滿模膛,,同時在充滿模膛前應(yīng)盡可能使預(yù)成形坯有較大的橫向塑X流動,。但在充滿模具型腔前的塑X變形量不能大于預(yù)成形坯塑X允許的限值。另外還須考慮預(yù)成形坯在充滿模具型腔時,,各部位的應(yīng)力狀態(tài)應(yīng)盡可能處于三向壓應(yīng)力狀態(tài)下,,或減小拉應(yīng)力狀態(tài)。
1,、預(yù)成形坯密度選擇 密度是預(yù)成形坯的基本參數(shù),。根據(jù)預(yù)成形坯密度及鍛件質(zhì)量,求得預(yù)成形坯的體積,,然后根據(jù)預(yù)成形坯的高徑比,,分別預(yù)成形坯的及徑向尺寸。以此作為壓制模尺寸設(shè)計的依據(jù),。粉末鍛件的終密度主要是由鍛造變形決定的,,1般與預(yù)成形坯密度關(guān)系不大。預(yù)成形坯密度選擇主要考慮預(yù)成形坯要有度,,在生產(chǎn)工序之間的傳輸過程不損壞,,形狀完整。為此1般冷壓制后的預(yù)成形坯密度為理論密度的8左右,。
二,、預(yù)成形坯形狀設(shè)計 在實際生產(chǎn)中,預(yù)成形坯形狀選擇是為的,,大體上分為兩類: 1.近似形狀,,預(yù)成形坯與終鍛件形狀相近,類似熱復(fù)壓的情況,。 2.簡單形狀,,預(yù)成形坯形狀較簡單,與鍛件形狀差別較大,。1般是鍛件形狀的1種簡化,。這種情況預(yù)成形坯鍛造時,不只是高向鐓粗變形或壓實,,而且通過較大的塑X流動充滿模具型腔,。 對于形狀較復(fù)雜鍛件的預(yù)成形坯,可以對其不同部位及X能要求,分別進行設(shè)計,,以致密成形,,而不產(chǎn)生裂紋。如果采取近似形狀預(yù)成形坯,,鍛造時只是簡單的軸向壓實,,由于?有水平方向的塑X流動,不能力學X能要求,。為此須重新考慮預(yù)成形坯的形狀,。
三、預(yù)成形坯的壓制成形 預(yù)成形坯的壓制是通過模具對粉末施加壓力,,使粉末顆粒在室溫下聚集成形狀,、尺寸、密度,、度的粉末坯體,,這種坯體稱壓坯或生坯。 粉末基本壓制方式有三種:單向壓制,、雙向壓制,、浮動壓制。 粉末壓制包括粉末預(yù)處理及混粉,、稱粉,、裝粉、壓制,、脫模等過程,,與傳統(tǒng)的粉末冶金工藝相同。
四,、預(yù)成形坯的燒結(jié) 粉末鍛造主要分為預(yù)成形坯燒結(jié)和不燒結(jié)兩種熱鍛,,對于預(yù)合金粉末預(yù)成形坯,可以直接加熱到鍛造溫度進行鍛造,,可以得到與燒結(jié)鍛造同樣X能的鍛件,。對于采用混合元素粉末原料和碳的部分預(yù)合金粉末制成的混碳預(yù)成形坯,1般采取燒結(jié)鍛造,。燒結(jié)的目的是為了合金化或使成份均勻,,增加預(yù)成形坯密度和塑X。另1方面燒結(jié)還可進1步鍛件的含氧量,,使之在幾百ppm之內(nèi),。燒結(jié)工藝主要控制的工藝參數(shù)為燒結(jié)溫度、時間和燒結(jié)氣氛,。
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