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对18CrMnTiH环形锻件裂纹的检测分析

时间:2020-11-10 00:49:47

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对18CrMnTiH环形锻件裂纹的检测分析

在汽车及零部件进行生产的过程中,需要针对其全过程进行全面把握,因为这直接影响汽车行驶的安全性和可靠性,汽车失效件的检验分析无疑是零部件质量提升的重要课程之一。无论是刹车门、断轴门, 还是其他召回事件, 都与其零部件存在质量缺陷密切相关,从某种意义上说,不合格零部件是汽车安全隐患背后的“真凶”。汽车零部件制造企业上衔钢材供应商,下接汽车系统组装厂、整车厂,可以说是汽车行业中比较重要的环节。而国内当前汽车零部件行业在实际发展的过程中,普遍存在着下料、锻造、粗车、毛坯热处理等粗加工过程外委其他工厂代工的情况,这些工厂往往存在规模较小、起步较晚、质量管理不良等情况,在出现质量问题时候,通过严谨的失效分析找准症结所在才是解决问题的方向。

1.取样过程及缺陷件宏观形貌

某零部件锻造厂在加工18CrMnTiH环形毛坯件时,发现存在裂纹废品,裂纹缺陷较大,废品率较高,并对裂纹缺陷进行了初步检验,认为该裂纹产生于原料棒材原始裂纹。针对此情况,对裂纹零件进行了检验,并到锻造厂加工现场检查废品情况,以观察宏观缺陷,确定裂纹产生原因。

零件加工流程:锯切下料→感应加热→锻造→粗车(单面车去2mm),裂纹废品发现在粗车光表面上。这批棒材下料完成锻造800余件,锻后车削过程发现200件左右废品。实际到加工现场确认后发现:完成车削的200件左右全部存在裂纹,废品率为100%。废品件的宏观形貌如图1、图2所示,裂纹局部如图3所示,在废品中随机挑选多件,如图4所示。通过宏观观察,可以发现裂纹均位于零件背面接近中孔附近,多数裂纹长度40mm左右,形态均略呈弧形,多个废品上裂纹缺陷的形态大体相近,个别零件上折叠痕迹明显。裂纹位置如果对应锻造前料段上,应为料段内部某横截面,原料棒材整支经过超声波检测,几乎可排除这个位置存在裂纹的可能性。

图1 零件背面

图2 零件正面

图3 裂纹局部

图4 多个废品件

2.理化检验

(1)化学成分 如附表所示,废品零件化学成分符合标准要求,不是导致零件产生裂纹的原因。

(2)着色渗透 因粗车后废品率100%,推测车光前锻件上应存在裂纹,所以在锻造后未进行车光零件中随机选取2件进行了着色渗透检验,如图5、图6所示,经着色渗透后,零件背面接近内孔部位存在多处渗透剂聚集,表明粗车前锻造后的毛坯件上即存在裂纹缺陷。

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奖惩机制不完善是企业全面预算管理工作在开展过程中遇到的主要问题。因此,企业要加强对奖惩机制建立工作的重视,结合全面预算管理工作涉及的各个领域,综合员工的工作状态和工作积极性等因素,建立科学的奖惩机制,使员工加强对预算工作的重视。同时企业在经营过程中还可以将预算执行状况和员工的经济效益以及部门效益结合起来,利用奖惩结合的手段,合理开展各项预算管理工作,提高员工参与预算管理工作的积极性,推动企业全面预算管理工作合理开展。企业还要加大对于新人才的重视,及时引入高素质人才,推动其不断完善全面预算管理模式,调动员工的工作积极性,将全面预算管理工作的各项要求落实到实处,提高企业的经济效益。

图5 零件经着色渗透后

图6 着色渗透后裂纹局部

(3)金相检验 如图3所示,在零件裂纹缺陷位置取样,在垂直裂纹方向上进行磨抛制样,在光学显微镜下由外侧开始,沿裂纹延伸痕迹逐步观察裂纹形貌。裂纹始端开口明显,呈微小角度逐渐向内扩展,总体呈掀起状,末端逐渐无开口,呈毛细状延伸,放大后可见裂纹内存在明显氧化现象,如图7~图12所示;腐蚀后(4%硝酸酒精溶液),组织为正常铁素体珠光体组织,有轻微脱碳;锻造变形产生的金属流线痕迹清晰可见,裂纹的扩展方向整体与该流线平行。

图7 裂纹末端(50×)

图8 裂纹始端(50×)

图9 裂纹末端(200×)

图10 裂纹始端(200×)

图11 裂纹末端(腐蚀后,100×)

图12 裂纹始端(腐蚀后,100×)

3.结语

宏观上废品率100%,多个废品件上缺陷形态具有一致性,分布位置具有规律性;随机选取的未粗车的锻后件经着色渗透后有渗透剂聚集,表明粗车前锻造后的毛坯件上即存在裂纹;微观上裂纹始端开口明显,近平行于表面逐渐向内扩展,末端逐渐无开口,呈毛细状延伸;裂纹内存在明显氧化、轻微脱碳现象,裂纹的扩展方向与锻造金属流线痕迹平行。这些特征均表明该裂纹产生于锻造过程,是一种锻造折叠,通过控制合理的毛料体积,修改工艺及模具形状,定期进行模具检查和更换可减少此类折叠缺陷的产生。

零件的化学成分(质量分数) (%)

元素 C Mn Si S P Cr Mo Cu Ti含量 0.201 0.87 0.25 0.003 0.011 1.10 0.01 0.07 0.07标准下限 0.18 0.85 0.17 — — 1.05 — — 0.04标准上限 0.23 1.10 0.37 0.025 0.025 1.25 0.05 0.25 0.10

参考文献:

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