孔隙率分析技术

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1、孔隙率分析技术气孔缺陷是斥铸生产中皿为常见的缺陷Z-，32,o对溥壁件來说.主要的表现形式是不可见微几以及表而气泡，后续做抛光涂镀加工时，就会导致镀层气泡：讨于厚壁件.主要缺陷是深部气几，深度越深，缺陷越严重。压铸件中的气孔会降低局部截面部位的厚度,导致局部应力集中.显着降低铸件的力学及机加工性能，甚至成为废品。此外,如果零件在高温环境卜匸作，包裹在铸件内部的气体会加压膨胀,导致铸件表血变形发生凸泡现象，降低了铸件质址o所以保证床铸件高质貳的关键技术即为控制斥铸件中气体的含址。但是，由于在实际生产中，

2、彩响铸件质呈的因素极为复杂而且难以控制.在压铸件中.气孔是必然会存在的。因此.就需要检测铸件关键部位的孔隙情况.得到孔隙率大小、分布等数据,得岀针孔度等级。利用孔隙率分析技术通过检测拍摄所得待测部位的数字图像.获収孔隙率相关数据.就可以评判铸件的针孔度等级是否能够达到要求。1.4.2压循件气孔的形成和改善铝合金压铸过程中,气孔形成的原因很多,主要有r<1）铝液粘炼过程中除气不良残存的气体。铝液在660C时浇注时，氮气在此温度卜铝液液相中的溶解度约为0.69cnF/l00g,Iftj固相中的溶解度只仃O

3、.O36cm3/lOOe,敘在凝固过程中会仃人量氮气析出形成气泡残留在铸件中°在铝液熔炼阶段进行精炼除气的作用便是通过物理吸附作用.将铝液中的氢气带出铝液.一般来说，此类气孔在铸件屮尺寸较大.内壁呈灰亮色，多出现在铸件凝固仏后的位置。（2）压铸过程中排气不艮而产生的气孔。由于斥铸中排气系统设计不合理致使排气不畅，则型腔内的空气无法迅速排出型腔，这会导致压铸出的铸件在一些周定的部位出现气孔.尺寸育大仃小.内壁光滑呈氧化色。⑶压铸匸艺不当导致的气孔。压铸中若合金液充型速度过快，则型腔内的气体不能够及时完全

4、排出型腔，这些残留气体会在凝同过程中形成比较大的气孔,影响了压铸件的质址.一般出现在液体最后交汇的地方.呈椭圆状。（4）凝固过程中出现的缩气孔。由于铝液凝固收缩.这类气孔一般出现在铸件最后凝固的区域.呈不规则的形状。（5）铸件结构不合适而产生的气孔。压铸件壁厚差过大的地方.其中心通常有着析出性气孔及收缩性气几的混合缺陷。为了降低各类气孔含虽.通常采用以下措施卩叫（1）严格遵守精炼除气规范:（2）压铸件的设计尽虽做到壁厚均匀：（3）选用合适的涂料和脱模剂：（4）flj用型芯或镶块协助模具深腔处进彳」排气

5、：（5）优化压铸件的浇注系统及排溢系统：（6）优化压铸工艺参数。以上描施均能仃效的减少床铸件中气孔的含屋，但是不能够定址的评佔改善的效果，所以在零件正式投入生产前，必须要做人呈实验，通过対比分析*种方案的气孔含虽情况.从而选择一个％佳的工艺方案以用于生产。1.4.3压铸孔隙率分析技术现状铝合金压铸件孔洞分析的参数主要分为其孔隙率大小、孔洞的尺寸分布和针孔度等级等。11前孔洞分析的评价方法主要右：（1）低倍针孔度法。我国机械行业技术标准JB仃7946.3-199V叫规定了铸造铝合金低倍针孔度的分级原则和

6、评级方法.先拍得待测试样的数字图像,再与标准图片（如图1・1所示）作目视比较,來确定针孔度等级。（2）密度变化率法。利用阿基米徳法测虽待测部位试样的密度必，再将此试样热处理加热到530€并保温两小时后収出•再测得密度》最后得到密度变化率0以评价试样质园。低倍针孔度法虽然操作简单・但是只能对照标准图片丨I测针孔度等级，测得的结果不够粘准且不能定虽化判断铸件质a。密度变化率法得到的密度变化率不能直观的反映铸件几洞情况的优劣。所以就盂耍用到专业的几隙率分析软件，來对待检测试样的几洞分伯情况的图像做定址分W3

7、7381.得到相关数据.如孔隙率、孔洞尺(c)图1-1针孔度竽级标准图（a）一级；（b）二级；（c）三级；（d）四级；（c）五级II前，还育一些设备可以直接检测出孔隙相关数据。如德国Zeiss公司的工业CT技术，即工业用计算机断层成像技术.可以对分析各类的气孔.直接实现定量及定性分析。工业CT能在待测物体无损条件下，呈现二维或三维的图像，直观、准确的展示物体内部结构或缺陷情况。此技术涉及到光电子技术、计算机图像处理与模式识别、微电子学等多个学科领域.是技术先进的高科技产品。还有意大利的BOSELLO公

8、司利用X射线來检测气孔等。但是这些仪器昂贵，普通企业难以承受,购买上述设备既不实用乂不经济o本实验宅已研发出一款集检测孔隙率、晶粒分析等功能为一体的分析软件SolidVF3.2,可以运用本软件对图像进行分析.得到一系列孔隙率的数据,并评判针孔度等级。但是，由于本软件还不完善，在耕度及操作简便性上还仃些瑕疵•所以ffi要对术软件作进一步的研究，以求更加快捷、准确的得到孔隙率的相关数抑;。