镁合金压铸件检测

镁合金压铸件检测：核心项目详解

镁合金压铸件因其优异的轻量化、高比强度及良好加工性能，广泛应用于汽车、电子、航空航天等领域。为确保产品质量、可靠性与安全性，需进行系统化检测。以下是镁合金压铸件的关键检测项目：

一、 外观质量检测 (Visual Inspection)

• 表面缺陷检查：
  • 流痕/冷隔： 检查熔融金属流动交汇处是否融合不良形成明显痕迹或沟槽。
  • 裂纹： 目视或借助放大镜检查表面细微裂纹（热裂、冷裂）。
  • 变形： 检查零件是否因应力释放或顶出不均发生翘曲、扭曲。
  • 缩孔/缩松： 观察表面是否出现凹陷孔洞（缩孔）或海绵状疏松区域（缩松）。
  • 表面氧化/发黑： 检查压铸或后处理过程中是否发生过度氧化导致表面变色。
  • 粘模/拉伤： 观察脱模时模具表面材料是否被拉伤或粘附。
  • 气泡/鼓包： 检查皮下气体膨胀或卷入气体造成的表面凸起。
  • 浇口/溢流槽残留： 确认去除浇注系统及溢流槽后残留痕迹是否符合要求。
• 表面处理质量： 检查喷涂、电镀、化学转化膜等涂层的均匀性、附着力、色泽、光泽度及是否有针孔、剥落、起泡等缺陷。
• 几何尺寸与形状初检： 快速检查明显的尺寸超差或形状异常。

二、 尺寸与几何精度检测 (Dimensional & Geometrical Inspection)

• 关键尺寸测量： 使用卡尺、千分尺、高度规、三坐标测量机(CMM)等，精确测量影响装配和功能的孔径、轴径、位置度、距离、高度、壁厚等关键尺寸。
• 几何公差检测： 检测平面度、圆度、圆柱度、平行度、垂直度、同轴度、跳动等形位公差，确保零件满足装配要求。
• 模具匹配验证： 对于复杂零件或配合件，可能需要使用检具进行快速匹配验证。

三、 内部质量检测 (Internal Quality Inspection)

• X射线探伤：
  • 气孔/缩松： 检测铸件内部的气孔（通常呈圆形）和缩松（通常呈不规则海绵状）的位置、大小、分布及密集度。评估其对力学性能（尤其是疲劳性能）的影响。通常要求关键区域气孔率低于3%。
  • 夹杂物： 识别非金属夹杂物（如熔渣、氧化物）或金属夹杂物。
  • 裂纹： 检测内部存在的裂纹缺陷。
  • 壁厚差异： 评估复杂结构内部的实际壁厚是否符合设计要求。
• 金相分析：
  • 显微组织： 观察晶粒大小、形态、分布以及主要的α-Mg相、β-Mg相（或其它合金相）的特征。评判组织是否均匀、致密。
  • 铸造缺陷： 在显微镜下确认缩松、气孔、夹杂物的微观形态和严重程度。
  • 共晶相分布： 对于含Al、Zn等的合金，观察共晶相的形态、大小和分布。
  • 孔隙率定量分析： 通过图像分析软件精确计算特定区域的孔隙率。
• 密度测试： 通过阿基米德排水法测量铸件实际密度，并与理论密度对比，评估内部致密程度（孔隙率）。密度下降通常反映内部孔隙增多。
• 超声波探伤： 对于较厚或结构复杂的铸件，可利用超声波检测内部裂纹、大块缩松等缺陷的位置和大小。

四、 力学性能测试 (Mechanical Property Testing)

• 拉伸试验： 测定铸件的抗拉强度、屈服强度、断后伸长率等关键指标，评估材料的强度和塑性。
• 硬度测试： 常用布氏(HB)或洛氏(HRB/HRF)硬度计测量表面硬度，评估材料抵抗局部变形的能力，一定程度上反映其强度。检测不同区域的硬度均匀性。
• 冲击韧性试验： 评估材料在冲击载荷下抵抗断裂的能力（通常在特定温度下进行）。
• 疲劳强度测试： 对于承受循环载荷的零件，评估其抗疲劳破坏的能力（周期较长，成本较高）。
• 注意： 力学性能测试通常在标准试棒（与铸件同炉浇注）上进行，或从铸件本体特定部位切取样块。需明确测试状态（铸态、热处理态）。

五、 化学成分分析 (Chemical Composition Analysis)

• 主元素分析： 精确测定镁(Mg)以及主要合金元素（如Al、Zn、Mn、稀土元素等）的含量，确保符合牌号要求（如AZ91D, AM60B等）。
• 杂质元素控制： 严格控制有害杂质元素含量：
  • 铁(Fe)： 极易降低耐腐蚀性，通常要求Fe < 0.005% (或更低)。
  • 镍(Ni)、铜(Cu)： 显著降低耐腐蚀性，需严格控制上限。
  • 硅(Si)： 过量可能影响流动性或形成硬质点。
  • 其他杂质： 如铅(Pb)、锡(Sn)等也需控制。
• 分析方法： 光谱分析（直读光谱仪OES、X射线荧光光谱仪XRF）是快速常用的方法，也可采用化学湿法分析进行校准或仲裁。

六、 耐腐蚀性能测试 (Corrosion Resistance Testing)

• 盐雾试验： 模拟海洋或含盐潮湿大气环境，评估镁合金压铸件的耐腐蚀性能。常用中性盐雾试验(ASTM B117)，观察规定时间内出现白锈、红锈（Fe污染导致）的时间或面积。耐蚀性是镁合金应用的关键挑战。
• 湿热试验： 模拟高温高湿环境（如85°C, 85%RH），评估材料在该条件下的耐蚀性和涂层防护性能。
• 循环腐蚀试验： 结合盐雾、干燥、湿热等步骤，更贴近实际使用环境。
• 电化学测试： 如动电位极化、电化学阻抗谱(EIS)，用于研究腐蚀机理和定量评估耐蚀性。
• 浸泡腐蚀试验： 将试样浸泡在特定腐蚀介质（如NaCl溶液）中，定期观察腐蚀情况并测量失重。

七、 其他专项检测 (Other Specialized Tests)

• 密封性测试： 对于要求密封的零件（如壳体、油底壳），进行气压或水压测试，检查是否存在漏气或渗漏。
• 内部压力测试： 对承受内压的零部件进行压力测试，检验其强度和密封性。
• 热处理效果验证： 若铸件经过固溶、时效等热处理，需通过硬度测试、金相分析或拉伸试验验证热处理效果是否达标。
• 焊接/连接部位检测： 如果铸件与其他部件焊接或连接，需对焊缝或连接处进行相应的无损检测（如X光、渗透探伤）和强度测试。

检测流程逻辑：

通常在完成生产后进行外观和尺寸初检；随后进行无损检测（X光、超声）筛选内部缺陷零件；通过无损检测的零件进行力学性能、成分、腐蚀等破坏性或取样检测；最后根据综合结果判定批次是否合格。具体流程根据产品要求严格程度调整。

结论：

镁合金压铸件的质量检测是一个多维度、多层次的过程。外观尺寸是基础，内部质量（特别是气孔缩松）和力学性能关乎零件强度寿命，化学成分是材料基石，而耐蚀性则是镁合金应用的焦点。系统化执行这些检测项目，严格控制关键指标，是保障镁合金压铸件满足严苛应用需求、实现其轻量化优势价值的核心手段。检测结果也为优化压铸工艺参数（如温度、压力、模温控制、排气设计）提供直接反馈依据。