Ako skontrolovať kvalitu odlievania hliníka?

Metódy vizuálnej kontroly

Vizuálne vyšetrenie slúži ako prvá línia hodnotenia kvality hliníkové tlakové odliatky . Inšpektori hľadajú povrchové chyby, ako sú praskliny, pórovitosť, studené uzávery alebo stopy toku, ktoré môžu naznačovať problémy s výrobou. Správne svetelné podmienky a nástroje na zväčšovanie pomáhajú identifikovať jemné nedokonalosti, ktoré by mohli ovplyvniť výkon. Strieborne biely vzhľad hliníka by mal byť jednotný bez zmeny farby alebo neobvyklých zmien textúry, ktoré by mohli naznačovať kontamináciu alebo nesprávne chladenie.

Overenie rozmerovej presnosti

Presné meracie nástroje vrátane posuvných meradiel, mikrometrov a súradnicových meracích strojov (CMM) overujú, či odliatky spĺňajú špecifikované rozmerové tolerancie. Zvláštnu pozornosť si vyžadujú kritické prvky, ako sú lícované povrchy, priemery otvorov a hrúbky stien. Digitálne meracie systémy dokážu porovnávať diely s modelmi CAD, aby odhalili aj menšie odchýlky, ktoré by mohli ovplyvniť zostavu alebo funkciu.

Röntgenové skenovanie počítačovou tomografiou

Pokročilé nedeštruktívne testovacie metódy, ako je röntgenové CT skenovanie, odhaľujú vnútorné defekty neviditeľné pre kontrolu povrchu. Táto technológia jasne rozlišuje medzi hliníkovým materiálom a dutinami alebo inklúziami, pričom presne meria veľkosť pórov a distribúciu. Táto technika znižuje zhoršovanie kvality obrazu spôsobeného rozptylom Comptona a efektmi vytvrdzovania lúča, čím poskytuje jasnú vizualizáciu vnútorných štruktúr bez poškodenia odliatku.

Tlakové skúšky na pórovitosť

Skúšky tlaku vzduchu hodnotia integritu odliatku meraním prietoku plynu cez potenciálnu mikropórovitosť. Tlakový rozdiel cez odliatok a výsledné výpočty prietoku môžu odhadnúť priemerné priemery pórov. Táto metóda pomáha identifikovať únikové cesty, ktoré by mohli ohroziť tlakotesné aplikácie, pričom výsledky dobre korelujú so skutočnými rozmermi dutín meranými inými technikami.

Metalografická skúška

Mikroštrukturálna analýza prostredníctvom prípravy vzorky a mikroskopie odhaľuje štruktúru zŕn, fázovú distribúciu a potenciálne defekty. Správne rezanie, montáž, brúsenie a leštenie vytvára povrchy pripravené na vyšetrenie. Leptanie zvýrazňuje mikroštrukturálne znaky, ktoré indikujú kvalitu odliatku, vrátane vzdialenosti ramien dendritov, distribúcie pórovitosti a prítomnosti intermetalických zlúčenín, ktoré by mohli ovplyvniť mechanické vlastnosti.

Testovanie mechanických vlastností

Skúšky ťahom, tvrdosťou a nárazom overujú, že odliatky dosahujú požadované pevnostné charakteristiky. Skúšobné vzorky buď opracované z odliatkov alebo odliate samostatne, podliehajú riadenému zaťaženiu na meranie medze klzu, konečnej pevnosti v ťahu, predĺženia a tvrdosti. Výsledky musia spĺňať špecifikácie pre konkrétnu hliníkovú zliatinu a zamýšľanú aplikáciu, či už pre použitie s vysokou pevnosťou/nízkou hmotnosťou alebo iné výkonnostné požiadavky.

Analýza chemického zloženia

Spektroskopické metódy potvrdzujú, že zloženie zliatiny zodpovedá špecifikáciám, pretože malé množstvá legujúcich prvkov významne ovplyvňujú vlastnosti hliníka. Nesprávne pomery kremíka, medi, horčíka alebo iných prísad môžu viesť k nedostatočnej pevnosti, zlej odolnosti proti korózii alebo ťažkostiam pri odlievaní. Chemická analýza tiež zisťuje nežiaduce nečistoty, ktoré by mohli znížiť výkon.

Hodnotenie odolnosti proti korózii

Testovanie hodnotí účinnosť ochrannej vrstvy oxidu hlinitého prostredníctvom vystavenia soľnej hmle alebo iných zrýchlených metód korózie. Pasívna fólia by sa mala pri poškodení samovoľne obnoviť, aby bola zachovaná ochrana. Odliatky určené do drsného prostredia vyžadujú dôkladné korózne testovanie, aby sa zabezpečila dlhodobá životnosť napriek povrchovým nedokonalostiam alebo mikroštrukturálnym odchýlkam.

Kontrola penetrantu farbiva

Táto metóda detekcie povrchových trhlín využíva farebné alebo fluorescenčné farbivá, ktoré presakujú do diskontinuít. Po vyčistení a nanesení penetračného prostriedku inšpektori odstránia prebytočné farbivo a aplikujú vývojku, aby vytiahli zachytený penetračný prostriedok a zvýraznili defekty narušujúce povrch. Táto technika efektívne nájde jemné trhliny, pórovitosť alebo iné povrchové chyby, ktoré by mohli uniknúť samotnej vizuálnej kontrole.

Ultrazvukové testovanie

Vysokofrekvenčné zvukové vlny zisťujú vnútorné chyby analýzou odrazených signálov. Zmeny v hustote materiálu alebo prítomnosť dutín menia šírenie vĺn a vytvárajú identifikovateľné vzory. Ultrazvukové metódy môžu merať hrúbku steny a identifikovať podpovrchové defekty bez poškodenia odliatkov, hoci príprava povrchu a použitie spojky ovplyvňujú presnosť.

Postupy testovania tesnosti

Pre aplikácie citlivé na tlak overujú integritu odliatku rôzne metódy testovania tesnosti. Techniky siahajú od jednoduchých bublinových testov vzduch-pod vodou až po sofistikovaný hmotnostný spektrometer na detekciu úniku hélia. Vhodná metóda závisí od požadovanej citlivosti, pričom sú možné kvantitatívne merania pre kritické komponenty, kde by aj malé netesnosti mohli spôsobiť poruchu.

Vyhodnotenie skúšobného obrábania

Ukážkové operácie obrábania testujú spracovateľnosť odliatkov a odhaľujú potenciálne problémy pred plnou výrobou. Problémy ako nadmerné opotrebovanie nástroja, zlá povrchová úprava alebo neočakávaná tvorba triesok môžu naznačovať mikroštrukturálne abnormality. Úspešné opracovanie potvrdzuje tvárnosť materiálu a pomáha nastaviť optimálne rezné parametre pre výrobné spracovanie.

Štatistické monitorovanie riadenia procesov

Priebežné sledovanie kvality pomocou metód SPC identifikuje trendy v charakteristikách odlievania. Kontrolné diagramy pre kritické rozmery, úrovne pórovitosti alebo mechanické vlastnosti pomáhajú odhaliť posun procesu skôr, ako sa vyrobia vyraďovateľné diely. Konzistentný zber údajov umožňuje včasné nápravné opatrenia a preukazuje dlhodobú schopnosť procesu.

Overovacie testovanie špecifické pre zákazníka

Konečné potvrdenie kvality často zahŕňa testy špecifické pre aplikáciu, ktoré simulujú skutočné prevádzkové podmienky. Môžu zahŕňať tlakové cykly, tepelné šoky, odolnosť voči vibráciám alebo iné overenia výkonu prispôsobené konečnému použitiu odliatku. Takéto testovanie poskytuje najpriamejšie posúdenie toho, či odliatky budú fungovať tak, ako sa vyžaduje v ich zamýšľanom prostredí.