Cum se verifică calitatea turnării sub presiune a aluminiului?

Metode de inspecție vizuală

Examinarea vizuală servește ca primă linie de evaluare a calității pentru turnate sub presiune din aluminiu . Inspectorii caută defecte de suprafață, cum ar fi fisuri, porozitate, închidere la rece sau urme de curgere care pot indica probleme de producție. Condițiile adecvate de iluminare și instrumentele de mărire ajută la identificarea imperfecțiunilor subtile care ar putea afecta performanța. Aspectul alb argintiu al aluminiului trebuie să fie uniform, fără decolorări sau variații neobișnuite ale texturii care ar putea sugera contaminarea sau răcirea necorespunzătoare.

Verificarea preciziei dimensionale

Instrumentele de măsurare de precizie, inclusiv șublere, micrometre și mașini de măsurare în coordonate (CMM) verifică dacă piesele turnate îndeplinesc toleranțele dimensionale specificate. Caracteristicile critice precum suprafețele de îmbinare, diametrele alezajului și grosimile pereților necesită o atenție deosebită. Sistemele digitale de măsurare pot compara piesele cu modelele CAD pentru a detecta chiar și abaterile minore care ar putea afecta ansamblul sau funcționarea.

Scanare tomografie computerizată cu raze X

Metodele avansate de testare nedistructivă, cum ar fi scanarea CT cu raze X, dezvăluie defecte interne invizibile pentru inspecția suprafeței. Această tehnologie distinge clar între materialul din aluminiu și goluri sau incluziuni, măsurând cu precizie dimensiunile și distribuțiile porilor. Tehnica reduce deteriorarea imaginii din cauza împrăștierii Compton și a efectelor de întărire a fasciculului, oferind o vizualizare clară a structurilor interne fără a deteriora turnarea.

Testarea presiunii pentru porozitate

Testele de presiune a aerului evaluează integritatea turnării prin măsurarea fluxului de gaz prin microporozitatea potențială. Diferența de presiune între turnarea și calculele debitului rezultate pot estima diametre medii ale porilor. Această metodă ajută la identificarea căilor de scurgere care ar putea compromite aplicațiile etanșe la presiune, rezultatele corelând bine cu dimensiunile golurilor reale măsurate prin alte tehnici.

Examinarea metalografică

Analiza microstructurală prin pregătirea probei și microscopie dezvăluie structura granulelor, distribuția fazelor și defecte potențiale. Secționarea, montarea, șlefuirea și lustruirea corespunzătoare creează suprafețe pregătite pentru examinare. Gravarea evidențiază caracteristicile microstructurale care indică calitatea turnării, inclusiv distanța dintre brațele dendrite, distribuția porozității și prezența compușilor intermetalici care ar putea afecta proprietățile mecanice.

Testarea proprietății mecanice

Testele de tracțiune, duritate și impact verifică dacă piesele turnate ating caracteristicile de rezistență necesare. Epruvetele de testare fie prelucrate din piese turnate, fie turnate separat sunt supuse unei încărcări controlate pentru a măsura forța de curgere, rezistența finală la tracțiune, alungirea și duritatea. Rezultatele trebuie să îndeplinească specificațiile pentru aliajul de aluminiu special și aplicația prevăzută, fie pentru utilizări de înaltă rezistență/greutate redusă, fie pentru alte cerințe de performanță.

Analiza Compoziției Chimice

Metodele spectroscopice confirmă că compoziția aliajului corespunde specificațiilor, deoarece cantități mici de elemente de aliere influențează semnificativ proprietățile aluminiului. Proporțiile incorecte de siliciu, cupru, magneziu sau alți aditivi pot duce la rezistență inadecvată, rezistență slabă la coroziune sau dificultăți de turnare. Analiza chimică detectează, de asemenea, impuritățile nedorite care ar putea degrada performanța.

Evaluarea rezistenței la coroziune

Testarea evaluează eficacitatea stratului protector de oxid de aluminiu prin expunerea la pulverizare de sare sau prin alte metode de coroziune accelerată. Filmul pasiv ar trebui să se reînnoiască spontan atunci când este deteriorat pentru a menține protecția. Piesele turnate destinate mediilor dure necesită teste de coroziune amănunțite pentru a asigura durabilitatea pe termen lung, în ciuda imperfecțiunilor suprafeței sau a variațiilor microstructurale.

Inspecție cu colorant penetrant

Această metodă de detectare a fisurilor de suprafață folosește coloranți colorați sau fluorescenți care se infiltrează în discontinuități. După curățarea și aplicarea penetrantului, inspectorii îndepărtează excesul de vopsea și aplică revelator pentru a extrage penetrantul prins, evidențiind defectele de rupere a suprafeței. Tehnica găsește eficient fisuri fine, porozitate sau alte defecte de suprafață care ar putea scăpa doar de inspecția vizuală.

Testare cu ultrasunete

Undele sonore de înaltă frecvență detectează defectele interne prin analiza semnalelor reflectate. Schimbările în densitatea materialului sau prezența golurilor modifică propagarea undelor, creând modele identificabile. Metodele cu ultrasunete pot măsura grosimea peretelui și pot identifica defectele subterane fără a deteriora piese turnate, deși pregătirea suprafeței și utilizarea cuplatorului afectează precizia.

Proceduri de testare a scurgerilor

Pentru aplicațiile sensibile la presiune, diferite metode de testare a scurgerilor verifică integritatea turnării. Tehnicile variază de la simple teste cu bule de aer sub apă până la detectarea de scurgeri de heliu cu spectrometru de masă sofisticat. Metoda adecvată depinde de sensibilitatea necesară, cu măsurători cantitative posibile pentru componentele critice unde chiar și scurgerile minore ar putea cauza defecțiuni.

Evaluarea procesului de prelucrare

Operațiunile de prelucrare probe testează lucrabilitatea pieselor turnate și dezvăluie probleme potențiale înainte de producția completă. Probleme precum uzura excesivă a sculei, finisarea slabă a suprafeței sau formarea neașteptată a așchiilor pot indica anomalii microstructurale. Prelucrarea cu succes confirmă formabilitatea materialului și ajută la stabilirea parametrilor optimi de tăiere pentru prelucrarea în producție.

Monitorizarea controlului statistic al procesului

Urmărirea continuă a calității prin metodele SPC identifică tendințele în caracteristicile de turnare. Diagramele de control pentru dimensiunile critice, nivelurile de porozitate sau proprietățile mecanice ajută la detectarea devierii procesului înainte ca acesta să producă piese respinse. Colectarea consecventă a datelor permite acțiuni corective timpurii și demonstrează capacitatea procesului pe termen lung.

Testare de validare specifică clientului

Confirmarea finală a calității implică adesea teste specifice aplicației care simulează condițiile reale de serviciu. Acestea pot include cicluri de presiune, șoc termic, rezistență la vibrații sau alte validări de performanță adaptate utilizării finale a turnării. O astfel de testare oferă cea mai directă evaluare a faptului dacă piesele turnate vor funcționa conform cerințelor în mediul destinat.