提高船用球墨铸铁轴承盖磁粉探伤合格率研究.pdf

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1、试验研究Test&Research提高船用球墨铸铁轴承盖磁粉探伤合格率研究122高博，史明建，贾玉珍(1.海军驻兴平地区军事代表室，陕西兴平713105；2.陕西柴油机重工有限公司，陕西兴平713105）摘要：分析了材质QT400-18A的某型船用轴承盖磁粉探伤不合格的原因，最后通过采用铁液经1500℃~1530℃高温静置5~10分钟；降低球化剂加入量；提高铁液的浇注温度,消除了铁液产生的二次氧化夹渣缺陷。关键词：轴承盖；磁粉探伤合格率；高温静置；浇注温度；二次氧化夹渣中图分类号：TG115.2

2、8；文献标识码：A；文章编号:1006-9658（2017）01-0016-04DOI：10.3969/j.issn.1006-9658.2017.01.005二次氧化夹渣也称黑渣，是球墨铸铁的特有缺区域如图2所示。陷之一，特别是镁球墨铸铁则更为严重。夹渣多出现在铸件上表面，如暴露在加工面上，则呈现光泽较差的暗灰色斑纹或者云片状斑纹。当产生夹渣缺陷时，可使铸件的力学性能，特别是冲击韧度和伸长率、耐水压、耐磨和耐蚀性能均降低，严重时会使铸件报废。笔者公司生产的某型船用球墨铸铁轴承盖，需要进行100

3、%的磁粉检测。原工艺生产的铸件因图1轴承盖零件二次氧化夹渣缺陷，铸件磁粉探伤合格率仅为50%左右。通过对轴承盖的熔炼工艺进行分析、改进、使轴承盖的磁粉探伤合格率达到了90%以上。1简介1.1轴承盖结构简介某型船用柴油机轴承盖，其零件外型尺寸（长×宽×高）＝445×305×112（mm）。整个铸件轮廓尺寸较小，内外结构简单，最大壁厚112mm,,最图2轴承盖磁粉检测区域分布小壁厚25mm,壁厚相差悬殊。毛坯质量为55kg。技术文件要求：磁粉检测在成品零件上进行，轴承盖零件如图1所示。对非加工表面检

4、测前需进行局部打磨。磁粉检测1.2轴承盖磁粉检测技术文件要求如表1所示。轴承盖磁粉检测依据文件编号为SA0600GH01表1磁粉检测要求《非合金球墨铸铁轴承盖无损检测要求》,磁粉检测应力区域非线状显示线状显示Ⅰ符合质量等级SM2最大4mm收稿日期:2016-04-22稿件编号:1604-1351Ⅱ符合质量等级SM3最大5mm作者简介：高博（1981—），男，工程师，主要从事舰船柴油机铸件的质Ⅲ符合质量等级SM4最大7mm量验收工作.16中国铸造装备与技术1∕2017Test&Research试验

5、研究切向磁场最小可为2400A/m(30奥斯特)。检碰撞、聚合、长大形成氧化膜。铁液经过转运进入查后要进行退磁处理，残余磁场不应大于200A/m。型腔温度已经降低很多，更促使一些低熔点夹杂物1.3磁粉检测到的缺陷也大量析出，使氧化膜变厚。铁液充型时，紊流加磁粉探伤选用湿法，在紫外线下观察，在铸件剧导致形成的氧化膜不断被破坏卷入铁液中。当的整个Ⅲ区发现磁粉痕迹呈细小的斑纹或者云片形成的氧化膜及其所附夹杂物数量较大，而浇注温状聚集磁痕，有的单个线状显示超过7mm，抹去磁度较低时，大量的夹杂物最终进入

6、铸件内形成二次痕后，肉眼看不见。后通过打磨缺陷还是无法消除，氧化夹渣。造成轴承盖报废。缺陷位置与形状如图3所示。表2a部位EDS表3b部位EDSElementWt/%At/%ElementWt/%At/%CK82.0792.13CK07.3524.78OK05.3604.52OK03.7709.55MgK00.2500.14SiK01.6902.44ReK00.2600.15FeK87.1963.23图3缺陷位置与形状SiK00.9400.45MatrixCorrectionZAFAlK00.1

7、500.06CaK00.1600.052缺陷分析FeK11.2202.712.1缺陷实验室分析MatrixCorrectionZAF对缺陷进行电镜（SEM）分析，可以看出心部组织比较均匀，致密，边沿部位组织表面存在大量的3原生产工艺黑色组织且比较薄，断口表面有一定程度的氧化迹象,且与铸件结合不牢固，存在脱落现象。电镜原铸造工艺：树脂砂造型、制芯，一箱一件，每SEM如图4所示。箱放置冷铁18块。轴承盖与曲轴接触面加工余量为8mm，侧面为5mm、基准面为3mm。铁液采用a100×100（mm）陶瓷过

8、滤片进行过滤。铸造工艺简b图如图5所示。图4缺陷SEM为进一步判断缺陷的组织成分，对图4中a和b分别进行了能谱（EDS）分析，从EDS的结果可以看出边沿部位Mg、Re、Al、O、Ca等易形成氧化夹杂的元素含量高于心部。能谱EDS如表2、3所示。2.2缺陷形成过程机理图5铸造工艺简图根据上述分析，当铁液中的镁、稀土、钙、铝、氧含量较高时铁液氧化加剧，夹杂物数量增加，当铁液温度较低时，自由能小，夹杂物更容易形成并聚集长大。在球化孕育处理时会形成较高熔点的夹杂物（如Fe3O4、Fe2O3、Al2O3、