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模锻件质量检验的主要方法-章丘桑园u乐国际锻造有限公司

　　模锻的目的，是为了获得外形尺寸和内部组织性能合格的模锻件。因此，必须根据模锻件技术条件的要求，做相应的质量检验。实际上，模锻件的质量检验不仅是指出厂前的最终检验。在大批量的模锻生产中，工艺过程一般都很复杂，包括许多工序和环节。任何一个环节出现质量问题，都可能使前面的工作徒劳无功、后续的工作无法进行，造成大量损失和生产的停滞。因此，工艺设计、施工过程与检验工作是不可分割的整体，必须配备计量和检验部门，对于每一个生产环节，都进行质量检验，形成质量监控体系，严格控制各道工序的质量；进一步对于所有的质量检验数据，实行科学的管理和利用，例如建立质量管理数据库，与各种企业信息化措施集成为一体发挥作用，不断改进生产工艺，提升企业生产水平。
　　例如，叶片精锻的生产工艺流程，从下料到锻件入库共有数十道工序：毛坯化学成分和表面质量检验、精确下料、表面清洗、表面酸蚀清理、浸涂玻璃润滑剂、外观检查、加热、挤压杆部、检查挤杆质量、吹砂、酸蚀处理、浸涂玻璃润滑剂、加热、镦粗头部、表面质量检验、抛光、超声波洗涤、酸蚀处理、静电喷涂玻璃润滑剂、检验、加热、预锻、检验、吹砂、酸蚀处理、静电喷涂、加热、终锻、检验、吹砂、滚光、加热、切边、检验、三氯乙烯清洗、检验、校正、时效、检验、抛光、检验、吹砂、酸洗清理、检验、入库等。可见，在锻件成形的基本工序之间穿插了十多道检验工序。
　　包括外观质量检验和内部质量检验两部分内容，各自具体又包括众多的检验项目。
1．化学成分检查
　　一般锻件不进行化学成分检查，化学成分是以冶炼时炉前取样分析为准。但是对重要的或可疑的锻件，可从锻件上切下一些切屑，采用化学分析或光谱分析方法检验化学成分。
2．尺寸和形状检查
　　(1)外观目测检查这是工序间检验常用的方法，凭肉眼观察锻件表面是否有折叠、裂纹、压伤、斑疤、表面过烧等缺陷。锻件表面隐蔽较深的缺陷，常在热处理并清理后进行观察。
　　(2)尺寸测量检查包括：长、宽、高尺寸；平面的平行度、垂直度；轴线的弯曲度；内外圆的椭圆度；圆角半径；同心度；夹角和错移量等。锻件尺寸的检验是经常性的，测量用的工具分为通用性的和专用的。通用测量工具有卡尺、卡钳、游标卡尺等。生产量大时应该使用专用工具，如卡规、塞规、样板、专门夹具等。锻件要求进行精确尺寸检验时，除了可以用划线检查和专门样板外，可以采用由计算机进行控制和分析处理的检验仪器，或采用光学比较仪、光学投影仪作有关尺寸检查。
　　(3)模具结构检查为了保证模锻件的尺寸和形状，还应该检验模具结构。新锻模(或翻新后)的终锻模膛和预锻模膛，投入生产使用前，应该浇注铅样，或者浇注2份硝酸钠和1份硝酸钾组成的混合金属盐铸件，检查样件形状、飞边状态等，据此判断模膛设计是否合理。酸洗后的第一批锻件，要检查充满情况和是否存在折叠，以便确定锻模圆角、凸缘、筋部等设计的正确性。此外，也应该检查精密锻件的切边质量，以便确定切边模设计或安装上存在的质量问题。
3．力学性能检验
　　根据锻件的重要性及材料特性来确定检验项目。力学性能试样必须从同一熔炼炉，同一热处理炉中取出的锻件上切取。试样切取、试样形状尺寸、检验方法均按国家标准规定进行。
　　(1)硬度试验硬度试验是生产中常用的、判断锻件力学性能最简便的方法。硬度试验的目的是：保证锻件机械加工时有正常的切削性能；判断锻件表面的脱碳情况；了解锻件内部组织的不均匀程度。硬度试验一般在锻件热处理后进行，可使用布氏硬度或洛氏硬度计等。
　　(2)拉伸试验测定在单向静拉力下的屈服极限仃。、强度极限crb、延伸率艿及截面收缩率等。
　　(3)冲击试验用来检验材料或锻件的韧性。工作时受冲击载荷与振动载荷，或在高温、高速下工作的零件，如涡轮盘、涡轮叶片等，一般需要进行冲击试验。
　　(4)其他试验对一些重要或大型的模锻件，或者在特殊条件下工作的锻件，根据需要还应进行疲劳、弯曲、扭转、高温蠕变与持久强度等试验。
4．表面探伤检验
　　 (1)磁粉检验可以检查锻件表层的微小缺陷，如发裂、折纹、夹杂等。只能用于铁磁性材料，而且锻件表面要求平整光滑。磁粉检验的原理是：将锻件放在两磁极间，将有磁力线均匀通过。若锻件内有裂纹、气孔、非磁性夹杂等存在，则磁力线将绕过这些缺陷而弯曲现象。若缺陷在表面上，则磁力线将漏到空气中，绕过缺陷，再回到锻件上。这种现象在漏磁部位产生一个局部磁极。当移去外加磁极后，局部磁极仍保持相当长的时间。若把磁粉洒在锻件表面，则磁粉被吸引于漏磁处，堆集成与缺陷大小和形状相似的痕迹。但是如果缺陷深，磁力线就不会漏到锻件表面之外，无法产生局部漏磁磁极，不能显示锻件内部的缺陷，这是磁粉探伤的局限性。
　　检验时多采用湿磁粉方法，将磁粉悬浮在煤油或含有防蚀剂的硫酸钠水溶液中，把磁粉液喷在磁化锻件上。为了便于机械切削加工，检验后还需要进行退磁处理。
　　(2)荧光检验荧光检验用于检查非磁性金属锻件的表面缺陷。原理是用荧光液渗透到锻件的裂纹中，借助显示前，在紫外线的照射下，锻件缺陷处便发出清晰的荧光。可以显示肉眼看不到的宽度小于0．005mm的表面裂纹，适用于各类金属材料和大小不同的锻件。
　　荧光检验前应做好准备工作：清除锻件表面的氧化皮、油污等；将锻件浸入荧光液冲，或将荧光液喷涂在锻件表面，借助毛细管作用渗入裂纹内；锻件经荧光液渗透后，将表面上附着的荧光液清洗净；涂上一层显示剂，然后吹干或擦干。将锻件置于荧光探伤仪的紫外线照射下，荧光液激发产生荧光，把缺陷显示出来。
5．超声波检验
　　超声波检验与荧光检验都属于无损检验方法。超声波检验能迅速而准确地发现锻件内部的宏观缺陷，如裂纹、夹杂、缩孔、白点以及气泡的形状、位置和大小。但是对缺陷性质不易判断，必须配合以标准检验试样余块或积累经验进行推断。被检验表面要求有R。=6.3~1.6um的表面粗糙度。
　　超声波检验的原理是通过石英转换器，将电能转化为高频率脉冲超声波，射入锻件内部。由于超声波具有不能穿透固体一气体界面的特性，因此，当超声波遇到内部缺陷，便会反射回来。如超声波没有遇到缺陷，则一直射到锻件底部才反射回来。反射回来的超声波脉冲讯号被探伤仪接收，通过转换、放大、检波输送到示波器的荧光屏上，以振幅的形式显示，如图6-35所示。在超声波刚射入锻件表面时，将出现始面波峰A，当超声波在内部遇到缺陷时，会出现缺陷波峰B，射到底面反射回来的超声波，又出现底面波峰C。因此，在移动探头进行探测时，如果锻件内部没有缺陷，荧光屏上只有始波和底波。一旦超声波遇到了缺陷，在始波与底波间便会出现缺陷波。
　　根据缺陷波与始波和底波之间的距离，便可测定出缺陷的相对位置。而缺陷波峰的大�。蚪允境龈萌毕莸拇笮�。
6．低倍组织检验
　　低倍组织检验是用肉眼或借助低倍放大镜，观察锻件表面或截面上的宏观组织。
　　(1)酸蚀检验腐蚀检验是利用酸液显示宏观组织。可以检验锻件的流线、偏析、缩孔、空洞、白点、夹杂、裂纹等。
　　对于中小型锻件，一般取横向试样，检验整个截面的质量情况；切取纵向试样可以检验分布、非金属夹杂等缺陷；若要检验表面裂纹及淬火软点，则应保留锻件外表面做酸蚀；大锻件要做无损检验，可在锻件边角区域的表面，用胶泥作挡墙形成酸池，然后进行检验。
　　酸蚀方法分为热酸蚀和冷酸蚀。热酸蚀适用于中小型锻件。钢锻件一般用1：1的工业浓盐酸水溶液，工作温度为65～80。C，浸蚀时间为lO～30min。冷酸蚀多用于大型锻件，用棉纱蘸上冷酸蚀剂在锻件表面擦拭，直至宏观组织显示为止。对一般钢锻件，冷酸蚀剂为5%~10％硝酸水溶液，或10％～20％过硫酸氨水溶液；对于不锈钢及高铬合金钢、高铬镍合金钢，可采用1份硝酸加2份盐酸(SE水)。
　　(2)断口检验可以检查锻件由于原材料问题，或加热、锻造、淬火热处理原因造成的缺陷。如萘状断口、石状断口、层状组织、白点、内裂、非金属夹杂等。层状组织的断口无光泽，呈木层状，主要是由于原材料存在缺陷引起的，常在钢材的轴心部位上，而且在热轧并经淬火后才出现。
　　(3)硫印检验硫印检验是利用照相纸与硫化物的作用，检查锻件中硫化物杂质及其分布情况，同时也可以间接地判断其他元素在钢中的分布。当原材料含硫量过大或硫化物偏析严重时，才进行硫印检验。
7．微观(高倍金相组织)检验
　　在光学显微镜下，观察锻件切片试样的金相组织及各种微观缺陷，显示偏析及一些化合物的分布，并可进行晶粒度和非金属夹杂评级。微观检有助于了解微观组织和锻件性能的关系。
　　试样切取的部位和方向与检验目的有关：检验金相组织、夹杂物、带状组织伸长或破碎情况，可以切取纵向试样；检验脱碳、折纹、过烧、表面淬透性、渗碳层深度等，应切取横向。试样；检验晶粒度，可按规定切取试样。切取试样宜采用锯、刨等机械切割方法，并严格按照金相试样制备要求操作，使试样观察部位保持原来的组织状态。
8．残余应力检查
　　在锻造生产过程中，由于变形不均匀、温度不均匀、相变不均匀等都会引起内应力，最终存留在锻件内部成为残余应力。
　　如果锻件内部存在过大的残余应力，在机械加工时，会由于残余应力失去平衡，而使零件产生变形，影响装配；在零件使用过程中，残余应力和工作应力叠加还会造成零件失效，甚至损坏整个机器。因此某些重要的锻件(例如航空、航天、军工、电站用锻件)，在技术条件中对残余应力有严格的规定。
　　测量残余应力的方法有X射线法、镗孔法和切环法。生产中常用切环法：即在锻件上切取应力环，准确测量切环前后应力环尺寸的变化，然后按应力应变关系，便可算出残余应力的大小。
　　随着现代技术的发展，锻件质量检验分析的装备和技术也随之不断进步(如电子显微分析技术、计算机检测分析技术等)，向着更精确、更快速和高效率的方向发展。

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