CN109883857A - 压铸铝合金内部缺陷的快速检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种压铸铝合金内部缺陷快速检测方法，包括如下检测步骤：S1、制作压铸铝合金内部缺陷检测用试块；S2、利用金属摆锤冲击试验机对压铸铝合金试块进行冲击作业；S3、利用图像尺寸测量仪对压铸铝合金试块冲击后的断口进行内部缺陷确认；S4、根据压铸铝合金内部缺陷判定标准确定此批压铸铝合金是否可以纳入。本发明所述的压铸铝合金内部缺陷快速检测方法，不采用金属材料内部缺陷专用检测设备和分析软件，结合金属摆锤冲击试验机，通过检测人员制作特定位置的压铸铝合金冲击用试块，利用冲击试验机的冲击作业功能实现压铸铝合金特定位置的破坏性断裂，并借助图像尺寸测量仪对压铸铝合金进行断口分析，以实现其内部缺陷的快速检测。

Description

压铸铝合金内部缺陷的快速检测方法

技术领域

本发明涉及工业检测技术领域，具体涉及一种利用冲击试验机和断口分析检测压铸铝合金内部缺陷的方法。

背景技术

现有工业检测领域，对于压铸铝合金内部缺陷的检测有两种方式，一是采用专用无损探伤设备，操作虽方便、快捷，但对操作人员的作业和分析技能要求高，必须有相应的资质方可上岗，成本高；二是采用破坏性检测手段，对已有缺陷部位进行破坏处理并制备样品，再结合金相显微镜、扫描电镜等通用检测设备和分析软件对破坏后的断口进行缺陷分析。检测周期长，对分析人员的专业技能要求高，适用于形状复杂、材质复杂零部件质量问题的调查与分析，不适用于形状简单、单一材质零部件特定位置的入厂检验。

现有技术的不足是：无损检测设备一般通用性较差，受材料和缺陷种类的限制性强，且无损检测设备对人员的作业资质有要求，且需要进行定期的专业维护保养及校准，管理成本高；金相显微镜、扫描电镜等通用检测设备，都需要依据材料和缺陷种类制备特定的样品和选择适宜的分析软件，对检测人员的作业技能和专业分析能力要求高，且检测周期长，不适用于零部件的快速入厂检验。

发明内容

根据上述提出依靠无损检测设备，成本高，依靠金相显微镜、扫描电镜等通用检测设备，对人员要求较高，并且检测周期长的技术问题，而提供一种压铸铝合金内部缺陷快速检测方法。本发明主要利用金属摆锤冲击试验机对压铸铝合金内部缺陷进行快速检测，从而不需要使用金属材料内部缺陷专用检测设备和分析软件，操作方便快捷，特别适用于压铸铝合金内部缺陷的破坏性入厂检测。

本发明采用的技术手段如下：

一种压铸铝合金内部缺陷快速检测方法，包括如下检测步骤：

S1、制作压铸铝合金内部缺陷检测用试块。

S2、利用金属摆锤冲击试验机对压铸铝合金试块进行冲击作业。

S3、利用图像尺寸测量仪对压铸铝合金试块冲击后的断口进行内部缺陷确认。

S4、根据压铸铝合金内部缺陷判定标准确定此批压铸铝合金是否能够使用。

进一步地，步骤S1中，具体包括以下步骤：

S11、根据压铸铝合金零部件结构特点确定需要检测内部缺陷的部位：键部和键槽部。

S12、采用线切割方法按照冲击试块图纸要求，按压铸批次对压铸铝合金零部件进行切割，分别作成键部和键槽部冲击试块。

S13、将键部和键槽部冲击试块存放在指定房间进行24小时的恒温处理。

进一步地，步骤S2中，具体包括以下步骤：

S21、检查摆锤冲击试验机是否正常；按下控制按钮中的开机按钮，对摆锤冲击试验机进行空转运行。

S22、按下摆锤冲击试验机液晶控制面板中的“取摆”按钮，使摆锤上升到试验机初始设定的升角位置。

S23、将冲击试块自由放置在摆锤冲击试验机的试块支座上。

S24、按下摆锤冲击试验机液晶控制面板中的“冲击”按钮，摆锤通过自由落体，使刀刃中心对准试块中心进行冲击作业。

S25、试块受摆锤冲击作用后断裂，落入摆锤冲击试验机试块回收系统中。

S26、冲击作业结束后，按下摆锤冲击试验机液晶控制面板中的“取摆”按钮，使摆锤自动扬摆至初始位置并自锁。

进一步地，步骤S3中具体包括，从摆锤冲击试验机试块回收系统中取出冲击后的试块，利用图像尺寸测量仪在6倍率下观察试块断口并记录缺陷状态。

进一步地，步骤S4中具体包括，依据压铸铝合金内部缺陷判定标准对相应压铸批次的试块冲击断口中的气孔、夹渣物、疏松、缩孔及冷隔缺陷类型和具体合格等级进行判断，以此作为对应批次压铸铝合金零部件是否能够使用的依据。

较现有技术相比，本发明所述的压铸铝合金内部缺陷快速检测方法，不采用金属材料内部缺陷专用检测设备和分析软件，结合金属摆锤冲击试验机，通过检测人员制作特定位置的压铸铝合金冲击用试块，利用冲击试验机的冲击作业功能实现压铸铝合金特定位置的破坏性断裂，并借助图像尺寸测量仪对压铸铝合金进行断口分析，以实现其内部缺陷的快速检测。

本发明所述的压铸铝合金内部缺陷快速检测方法，特别适用于配置无损检测设备、显微镜有一定困难且已配置摆锤冲击试验机的企业。此方法特别适用于零部件的来料入厂检验和工序质量控制，不仅可以实现快速检测和纳入判定，还可以为企业节约检测成本，检测速度快，检测方法易于掌握，减少专用检测设备和专业检测人员的配置及日常维护保养费用，降低企业检测成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1-1为本发明压铸铝合金零部件俯视图。

图1-2为本发明压铸铝合金零部件主视图。

图2为本发明压铸铝合金冲击试块图(其中，a为键部试块，b为键槽部试块)。

图3-1为本发明摆锤冲击试验机结构主视图。

图3-2为本发明摆锤冲击试验机结构侧视图。

图4为本发明冲击试块摆放示意图。

图5为本发明冲击试验后压铸铝合金断口形貌图。

图中，1、键部，2、键槽部，

101、防护网，102、刀刃，103、摆锤，104、挂/脱锤机构，105、刻度盘，106、液晶控制面板，107、控制按钮，108、试块支座，109、试块回收系统，1010、摆轴。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当清楚，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制：方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图所示，本发明提供了一种压铸铝合金内部缺陷快速检测方法，包括如下检测步骤：

S1、制作压铸铝合金内部缺陷检测用试块，具体包括以下步骤：

S11、根据压铸铝合金零部件结构特点确定需要检测内部缺陷的部位：键部和键槽部，如图1-1和图1-2所示；选取键部和键槽部为压铸气孔多发位置，因此选取其作为要检测内部缺陷的部位，若压铸铝合金零部件的气孔多发位置发生改变，需要选取其他复杂结构位置，进行截取，作为内部缺陷的部位，进行作为判定单元。

S12、采用线切割方法按照冲击试块图纸要求，按压铸批次对压铸铝合金零部件进行切割，分别作成键部和键槽部冲击试块，如图2所示；

S13、将键部和键槽部冲击试块存放在指定房间进行24小时的恒温处理。

S2、利用金属摆锤冲击试验机对压铸铝合金试块进行冲击作业，所述金属摆锤冲击试验机的型号为ZBC2152，具体包括以下步骤：

S21、检查摆锤冲击试验机是否正常，如图3-1和图3-2所示；按下控制按钮107中的开机按钮，对摆锤冲击试验机进行空转运行；

S22、按下摆锤冲击试验机液晶控制面板106中的“取摆”按钮，使摆锤103上升到试验机初始设定的升角位置；

S23、将冲击试块自由放置在摆锤冲击试验机的试块支座108上，如图4所示。

S24、按下摆锤冲击试验机液晶控制面板106中的“冲击”按钮，摆锤通过自由落体，使刀刃102中心对准试块中心进行冲击作业；

S25、试块受摆锤冲击作用后断裂，落入摆锤冲击试验机试块回收系统109中；

S26、冲击作业结束后，按下摆锤冲击试验机液晶控制面板106中的“取摆”按钮，使摆锤103自动扬摆至初始位置并自锁。

S3、利用图像尺寸测量仪对压铸铝合金试块冲击后的断口进行内部缺陷确认，具体包括，从摆锤冲击试验机试块回收系统109中取出冲击后的试块，利用图像尺寸测量仪在6倍率下观察试块断口并记录缺陷状态，如图5所示。

S4、根据压铸铝合金内部缺陷判定标准确定此批压铸铝合金是否能够使用，所述的压铸铝合金内部缺陷判定标准为ASTM E155，具体包括，依据压铸铝合金的ASTM E155标准，对相应压铸批次的试块冲击断口中的气孔、夹渣物、疏松、缩孔及冷隔缺陷类型和具体合格等级进行判断，以此作为对应批次压铸铝合金零部件是否能够使用的依据。

其中缺陷类型至少包括气孔、夹渣物、疏松、缩孔及冷隔，合格等级包括1至8级，若1级表示无缺陷，8级别表示缺陷严重，则可设定3级为合格等级，4至8级为不合格等级。

本发明所述的压铸铝合金内部缺陷快速检测方法，包括压铸铝合金内部缺陷检测用试块的制作及金属摆锤冲击试验机对试块进行冲击作业、冲击后试块断口内部缺陷的确认与判定三部分。结合金属摆锤冲击试验机冲击试验原理和冲击作业功能实现压铸铝合金内部缺陷的快速检测。

不需要配置专用无损检测设备和金属材料内部缺陷分析设备，通过制作特定形状的试块和利用摆锤冲击试验机的冲击作业功能就可以实现压铸铝合金内部缺陷的快速检测。特别适用于零部件的来料入厂检验和工序质量控制。

本发明所述的压铸铝合金内部缺陷快速检测方法，主要应用价值是为企业节约检测成本，可节约100万元人民币，具体算法如下：

1、购买专用检测设备：压铸铝合金目前最常用的内部缺陷检测手段是X射线探伤，主要投入费用包括：

a、设备初期一次性投入：85万；

b、有资质的探伤作业人员：15万/年；

c、设备维护保养备案及人员的资质保持：1万。

2、委托第三方检测机构：

a、X射线片市场价：60元/张；

b、委托数量：4张片子/每件，1件/批，600批/年；

c、检测费用：4×1×600×60＝14.4万，加上寄件费用，每年约投入15万元人民币。

因此，采用本发明所述的压铸铝合金内部缺陷快速检测方法，减少专用检测设备和专业检测人员的配置及日常维护保养费用，降低企业检测成本。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (5)

1.一种压铸铝合金内部缺陷快速检测方法，其特征在于，包括如下检测步骤：

S1、制作压铸铝合金内部缺陷检测用试块；

S2、利用金属摆锤冲击试验机对压铸铝合金试块进行冲击作业；

S3、利用图像尺寸测量仪对压铸铝合金试块冲击后的断口进行内部缺陷确认；

S4、根据压铸铝合金内部缺陷判定标准确定此批压铸铝合金是否能够使用。

2.根据权利要求1所述的压铸铝合金内部缺陷快速检测方法，其特征在于，

步骤S1中，具体包括以下步骤：

S11、根据压铸铝合金零部件结构特点确定需要检测内部缺陷的部位：键部和键槽部；

S12、采用线切割方法按照冲击试块图纸要求，按压铸批次对压铸铝合金零部件进行切割，分别作成键部和键槽部冲击试块；

S13、将键部和键槽部冲击试块存放在指定房间进行24小时的恒温处理。

3.根据权利要求2所述的压铸铝合金内部缺陷快速检测方法，其特征在于，

步骤S2中，具体包括以下步骤：

S21、检查摆锤冲击试验机是否正常；按下控制按钮中的开机按钮，对摆锤冲击试验机进行空转运行；

S22、按下摆锤冲击试验机液晶控制面板中的“取摆”按钮，使摆锤上升到试验机初始设定的升角位置；

S23、将冲击试块自由放置在摆锤冲击试验机的试块支座上；

S24、按下摆锤冲击试验机液晶控制面板中的“冲击”按钮，摆锤通过自由落体，使刀刃中心对准试块中心进行冲击作业；

S25、试块受摆锤冲击作用后断裂，落入摆锤冲击试验机试块回收系统中；

S26、冲击作业结束后，按下摆锤冲击试验机液晶控制面板中的“取摆”按钮，使摆锤自动扬摆至初始位置并自锁。

4.根据权利要求3所述的压铸铝合金内部缺陷快速检测方法，其特征在于，

步骤S3中具体包括，从摆锤冲击试验机试块回收系统中取出冲击后的试块，利用图像尺寸测量仪在6倍率下观察试块断口并记录缺陷状态。

5.根据权利要求4所述的压铸铝合金内部缺陷快速检测方法，其特征在于，

步骤S4中具体包括，依据压铸铝合金内部缺陷判定标准对相应压铸批次的试块冲击断口中的气孔、夹渣物、疏松、缩孔及冷隔缺陷类型和具体合格等级进行判断，以此作为对应批次压铸铝合金零部件是否能够使用的依据。