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1，復(fù)雜薄壁鑄件的常見缺陷
復(fù)雜薄壁結(jié)構(gòu)件主要包括航空發(fā)動機(jī)中介機(jī)匣、殼體等環(huán)形類構(gòu)件,飛機(jī)機(jī)體機(jī)翼接頭、機(jī)翼外副助力器支架等框架類構(gòu)件。這類構(gòu)件外形尺寸在500mm以上，最小壁厚在3mm左右，變壁厚、多轉(zhuǎn)折、具有空心結(jié)構(gòu)，采用焊接、鍛造、機(jī)加工工藝成形非常困難，必須采用鑄造成形技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。由于鈦合金鑄造是高溫液態(tài)合金澆注到陶瓷鑄型中,然后冷卻凝固成形，最后進(jìn)行缺陷排査、補(bǔ)焊、熱 等靜壓、熱處理等后工序處理。在澆注凝固過程中，鑄件內(nèi)部容易產(chǎn)生夾雜、縮 孔、縮松、氣孔等缺陷，表面容易產(chǎn)生澆不足、冷隔、留痕等缺陷。在后處理過程中，會出現(xiàn)鑄件內(nèi)部空洞缺陷沒有被熱等靜壓壓合，鑄件表面焊接后熒光顯現(xiàn)點(diǎn)狀或線狀缺陷。
2，缺陷的質(zhì)量控制要求
鑄 件缺陷根據(jù)使用條件的不同，要求不一樣，用于航空的鑄件由于需要更高的可靠性、安全性和長壽命，因此對缺陷控制質(zhì)量要求最高，大部分鑄件需要100%的進(jìn) 行無損檢測，必須排除超標(biāo)準(zhǔn)缺陷。以軍用的航空鈦合金鑄件為例，必須滿足GJB2896《鈦及鈦合金熔模精密鑄件規(guī)范》的要求。民用航空的鈦合金鑄件必須 滿足國際上的符合適航性要求的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。由于大型復(fù)雜薄壁結(jié)構(gòu)件主要用于航空發(fā)動機(jī)和機(jī)體的關(guān)鍵件及重要件，因此其無損檢測質(zhì)量等級一般達(dá)到目前最高級B 級要求。其他非關(guān)鍵件一般在B級 ~ C級之間。表1、表2分別是GJB2896規(guī)定的鈦鑄件表面及內(nèi)部質(zhì)量級別對應(yīng)的缺陷要求。
表5-1 表面允許缺陷
表5-2 X射線檢測內(nèi)部缺陷允許級別
根 據(jù)GJB2896，鑄件根據(jù)其受力情況、重要程度和工作條件分為I、II、III和IV共四類。I類鑄件是指承受大載荷或交變載荷，工作條件復(fù)雜，位于關(guān) 鍵部位的重要鑄件，該鑄件的損壞將威脅到全體操作人員的生命，或者導(dǎo)致飛機(jī)、導(dǎo)彈或其他飛行器的失效。II類鑄件是承受中等載荷，位于重要部位的鑄件，該 鑄件損壞將引起飛機(jī)、導(dǎo)彈或其他飛行器重大故障，包括主要部位的失效、武器裝備 的故障。III類鑄件是指承受低載荷，用于一般部位的禱件。IV類鑄件是指I類、II 類、III類鑄件之外的鑄件。I類、II類鑄件的表面及內(nèi)部質(zhì)量均需100%檢測。
鑄件按照不同部位（或區(qū)域）的重要程度分為A、B、C、 D四個(gè)質(zhì)量級別。A為最高質(zhì)量級別，B為高質(zhì)量級別，C為較高質(zhì)量級別，D為一般質(zhì)量級別。鑄件的類別和質(zhì)量級別由設(shè)計(jì)部門會同有關(guān)部門確定，并在圖樣中 注明。未注明的鑄件類別為IV類，質(zhì)量級別為D級。鑄件類別與質(zhì)量級別有對應(yīng)關(guān)系，如I類鑄件的指定區(qū)質(zhì)量級別要達(dá)到A級或B級，非指定區(qū)質(zhì)量要求為C 級。而III類件的指定區(qū)質(zhì)量要求為C級，非指定區(qū)為D級。
3，常用無損檢測方法
在民用行業(yè)的鑄件檢測中，五大常規(guī)無損 檢測技術(shù)，即射線照相、超聲、滲透、 磁粉和渦流都有應(yīng)用。由于航空工業(yè)中復(fù)雜薄壁鑄件的材料及質(zhì)量控制要求不同，常使用X射線照相作為內(nèi)部缺陷控制的主要檢測手段、滲透檢測作為表面質(zhì)量控制 手段。X射線檢測中根據(jù)鑄件質(zhì)量要求盡量選用較高的檢測標(biāo)準(zhǔn)要求。復(fù)雜薄壁鑄件的射線照相檢測需要編制復(fù)雜的透照工藝（零件分區(qū)、電壓及角度設(shè)計(jì)、膠片選 擇與布置、散射防護(hù)等），大量鑄件檢測后需要對缺陷進(jìn)行挖補(bǔ)修復(fù), 因此缺陷評定及定位工作要求高，工作量很大。滲透檢測通常采用高靈敏度的熒光滲透檢測技術(shù)，工件表面預(yù)處理要求高，否則容易產(chǎn)生偽顯示或缺陷漏檢。
除射線照相與滲透檢測外，超聲與工業(yè)CT技術(shù)也越來越多地用于航空復(fù)雜薄壁鑄件檢 測。超聲通常用于鑄件壁厚的測量，特別是發(fā)動機(jī)葉片的壁厚是其質(zhì)量控制的主要技術(shù)。工業(yè)CT技術(shù)是20世紀(jì)90年代進(jìn)入我國的新型無損檢測技術(shù)。工業(yè)CT 可無損地獲得被檢測對象的斷層圖像，從而在缺陷檢測與幾何尺寸測量中都有重要作用。工業(yè)CT系統(tǒng)一般價(jià)格昂貴，且無法在現(xiàn)場實(shí)施，在一定程度上限制了其應(yīng) 用范圍。與常規(guī)射線檢測得到的投影圖像不同，工業(yè)獲得直觀的斷層圖像，缺陷定位、尺寸測量都十分方便、準(zhǔn)確。同時(shí)工業(yè)可用于逆向工程，在仿制產(chǎn)品、快速生 成CAD數(shù)據(jù)方面有不可替代的技術(shù)優(yōu)勢。國內(nèi)加速器已經(jīng)能夠獲得大型鑄件的高質(zhì)量的檢測圖像。因此工業(yè)技術(shù)在航空復(fù)雜薄壁鑄件檢測中有良好的應(yīng)用前景。
由于復(fù)雜薄壁鑄件射線檢測工藝復(fù)雜，實(shí)際檢測中參數(shù)確定需要大量的試拍工作，費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，成本很高。計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)可以利用鑄件三維數(shù)模，模擬不同透照工藝參數(shù)下的檢測底片圖像。該技術(shù)能大大降低工藝編制成本，提高檢測工作的效率。
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