Неразрушающий контроль литьев: обеспечение качества и надежности

Когда заказчики хотят быть уверены, что их литья свободны от внутренних дефектов, они могут запросить неразрушающий контроль (НРК). НРК охватывает ряд методов, используемых для проверки качества металлических литьев.

Причины проверки литьев

Литье включает заливку расплавленного металла в полость, где он оставляется остывать и затвердевать. Как и с любой жидкостью, всегда существует некоторая вариативность в том, как течет металл, что может привести к дефектам. Тщательное проектирование моделей и управление процессом литья минимизируют их возникновение, но не могут полностью устранить риск.

Дефекты литья могут быть видны на поверхности или содержаться внутри тела литой детали. Если они расположены в зоне, подверженной высоким нагрузкам, они могут привести к отказу детали. Опытные моделисты используют свой опыт в затвердевании металла, чтобы обеспечить, чтобы любые возникающие дефекты находились в допустимых зонах. Однако в случаях, когда это невозможно, разумно проводить НРК.

Кроме того, когда литье будет подвергаться обширной механической обработке (что более характерно для песочных литьев, чем для литья в оболочках), обнаружение дефектов заранее сэкономит время и деньги.

Типы дефектов, обнаруживаемых НРК

Охлаждение приводит к усадке, которая может вызывать трещины. Трещины могут нарушать поверхность детали или быть чисто внутренними. Поверхностные трещины часто крайне трудно увидеть невооруженным глазом, потому что они очень тонкие, а текстурированная поверхность литья, особенно при песочном литье, делает их практически невидимыми.

Другие дефекты, которые могут привести к отказу литья, — это пористость и включения. Оба могут быть видны, но часто находятся под литой поверхностью.

Методы НРК, их сильные и слабые стороны

Существует много способов обнаружения дефектов в литьях. Наиболее широко используемые методы, ранжированные примерно от самых простых/менее затратных к самым сложным/дорогим:

• Магнитные частицы / проникающие красители
• Ультразвуковой контроль
• Вихретоковый контроль
• Рентгеновская инспекция и КТ-сканирование

Вот более детальный взгляд на каждый.

Магнитные частицы / проникающие красители

Эти методы находят поверхностные трещины. Метод магнитных частиц использует концентрацию магнитного потока вдоль трещины для притяжения частиц, делающих трещину более видимой. Он работает только на ферритомагнитных материалах.

Методы проникающих красителей работают на ферритомагнитных и неферритомагнитных материалах. Они используют низковязкую жидкость, которая втягивается в трещины капиллярным действием. После выдерживания поверхность вытирают чистой, и краситель делает трещины видимыми.

Ультразвуковой контроль

Эта техника включает посылку очень высокочастотных звуковых волн в литье и прослушивание эхо или отражений. Они возникают везде, где падающая звуковая волна встречает изменение плотности материала.

Существует несколько способов выполнения ультразвукового контроля: выбор зависит от типа искомых дефектов и необходимой скорости или темпа процесса. Ультразвук в целом очень эффективен для обнаружения внутренних трещин, пористости и включений, но оборудование может быть дорогим и требует обученного оператора.

Вихретоковый контроль

Этот метод находит дефекты на поверхности или непосредственно под ней. Он также может использоваться как индикатор свойств материала, таких как твердость. Вихретоковый контроль работает за счет создания магнитного поля, которое нарушается присутствием разрывов.

Вихретоковая инспекция используется в основном с ферритомагнитными металлами, но также работает с неметаллами. Оборудование для вихретокового контроля недорого, но требует высококвалифицированного оператора для получения воспроизводимых результатов.

Рентгеновская инспекция и КТ-сканирование

Для получения вида сквозь литье рентген является «золотым стандартом». Он раскрывает различия в плотности, такие как вызванные пористостью. Однако его способность выделять трещины зависит от того, как трещина ориентирована относительно рентгеновского пучка.

Рентгеновское оборудование дорого и требует протоколов безопасности и высококвалифицированных операторов. Кроме того, просвечивание большого, плотного литья, такого как из железа, требует высоких уровней мощности.

КТ — это форма 3D рентгена. Деталь вращается в пучке, и полученные изображения обрабатываются в 3D картину. Её можно вращать и рассматривать из любого направления. Это беспрецедентный метод инспекции литьев, но дорогой и медленный.

Согласование методов инспекции

Не все литья нуждаются в НРК для проверки отсутствия дефектов; это зависит от приложения и степени риска. Там, где заказчик считает это необходимым, конкретные детали должны составлять часть закупочного соглашения. Свяжитесь с нами для получения дополнительной информации об опциях НРК.