近年來(lái)，隨著對(duì)汽車輕量化和燃油經(jīng)濟(jì)性要求的不斷提升，汽車鋁合金壓鑄零件應(yīng)用數(shù)量快速增長(zhǎng)，對(duì)鋁合金壓鑄件性能的要求也不斷提高。致密性是其中之一，對(duì)零件的泄露以及力學(xué)性能有明顯的影響。在早期的標(biāo)準(zhǔn)中，進(jìn)對(duì)加工后可見的氣孔數(shù)量、大小和位置規(guī)定了簡(jiǎn)單的要求；目前的一些企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中，則進(jìn)一步對(duì)零件整體的致密性提出了要求。下面我將結(jié)合大連測(cè)試項(xiàng)目和大家交流一下VW 50097-PV 6097鋁合金孔隙率測(cè)量方法。我今天分享的內(nèi)容分兩部分： 第一部分：VW 50097 Porosity of Metal Castings Requirements(金屬鑄件的孔隙率要求)； 第二部分PV 6097 Porosity Determination According to VW 50097（氣孔率的測(cè)定按照VW 50097的規(guī)定）。 在測(cè)試之前先和大家一起了解一下孔隙的成因。一般認(rèn)為，影響零件致密性的內(nèi)部孔隙，來(lái)源于四個(gè)方面： 其一：是鋁合金中含有大量的氫，在凝固過(guò)程中析出； 其二：是鋁合金凝固收縮產(chǎn)生的縮孔，特點(diǎn)是孔洞表面不光滑，有時(shí)可以觀察到枝晶； 其三：是型腔內(nèi)的氣體未能排出，留在零件內(nèi)形成氣孔，一般為較大的氣孔； 其四：是壓室內(nèi)的氣體，右合金帶入零件內(nèi)，由于內(nèi)澆口的霧化作用，一般為彌散的小氣孔。 VW 50097 Porosity of Metal Castings,金屬鑄件的孔隙率要求。此標(biāo)準(zhǔn)是大眾汽車公司的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 范圍：此標(biāo)準(zhǔn)定義了金屬鑄件的孔隙率的要求，該要求與采用何種鑄造工藝無(wú)關(guān)。 2 標(biāo)識(shí) 2.1標(biāo)識(shí)及說(shuō)明 孔隙率的標(biāo)識(shí)由以下參數(shù)組成： 1）分類 -S類，指零件主要承受靜應(yīng)力 -D類，指零件主要承受動(dòng)應(yīng)力 -F類，指對(duì)零件功能表面具有特殊要求 -G類，指對(duì)零件沒(méi)有進(jìn)一步的規(guī)定要求 2）孔隙率 -對(duì)于S、D、G類，用百分比表示最大允許的孔隙率； -對(duì)于F類，表示出每個(gè)參考面特定的氣孔的數(shù)量。 3）直徑 單個(gè)孔的最大允許直徑4）附加說(shuō)明（附加說(shuō)明中1-N項(xiàng)均為可選項(xiàng)，而對(duì)于F類氣孔的規(guī)格則必須給出Pn值） -An :是兩相鄰孔之間最小邊緣距離 最小邊緣距離是兩相鄰空中的較小直徑乘以系數(shù)n，用mm表示（A=距離） -M:零件壁中心（只和直徑參數(shù)相關(guān)） 氣孔只允許在零件壁的中心 -C:材料堆積（只和直徑參數(shù)相關(guān)） 孔隙位置只允許在材料堆積和結(jié)合區(qū)域 -R：零件壁的中心區(qū)域（只允許對(duì)孔級(jí)D10到D30） 只用于零件壁的中心區(qū)域（相對(duì)壁厚的內(nèi)部三分之一）。在外部的三分之二，應(yīng)滿足孔隙率等級(jí)D4 -Pn：孔尺寸（只和直徑參數(shù)相關(guān)） 最大允許的孔尺寸（由直徑參數(shù)相關(guān)） 只用于零件壁中心區(qū)域（相對(duì)應(yīng)零件壁厚的內(nèi)部三分之一）。在外部的三分之二，則單個(gè)孔隙的最大允許孔徑（P）限制在n mm的直徑范圍內(nèi)。對(duì)于F類孔隙，則規(guī)定了孔徑的上限范圍。 5)表示方法：(孔隙類別)（孔隙率）【直徑】/[補(bǔ)充說(shuō)明1]/ [。。。]/[補(bǔ)充說(shuō)明n] 注：括號(hào)內(nèi)的參數(shù)需全部給出才能充分描述允許的孔隙率。方括號(hào)內(nèi)的參數(shù)是可選的，當(dāng)指明為F類時(shí)，必須給出參數(shù)P。對(duì)于用X射線檢測(cè)孔隙率要求情況說(shuō)明是，應(yīng)注意評(píng)估孔尺寸的全自動(dòng)系統(tǒng)通常只使用相同的直徑。然而，對(duì)于人工進(jìn)行X射線測(cè)試，則始終使用相對(duì)直徑來(lái)確定孔的直徑，因此圖紙中必須明確涉及到等效直徑的規(guī)格的內(nèi)容。 鑄件最大允許孔隙率的標(biāo)識(shí)的實(shí)例： 一般鑄件：VW 50097-D5 密封表面：VW50097-F4/2/A3/P0.5 2.2、圖紙中孔隙率的分級(jí) D類 分D1、D2、D3、D4,從D5以后分別為D10、D15、D20以此類推，不存在D0. S類 從S5以后分別為S10、S15、S20以此類推，不存在低于S5的級(jí)別. F類 分FO、F1、F2、F3以此類推，對(duì)于必要的補(bǔ)充說(shuō)明Pn，n的遞增單位為0.1mm,n從0.2mm開始起評(píng)。 G類 分GO、G1、G2、G3以此類推,孔隙率為G0意味著XS射線系統(tǒng)能分辨的范圍內(nèi)不允許存在孔隙。 孔徑 參數(shù)“孔徑”的地增量為0.5mm，孔徑從0.5mm開始起評(píng)。 3 定義 定義按照大眾公司標(biāo)準(zhǔn)《VW 5099》。 4要求 不同鑄件孔隙率的的要求 -《VW 50097-D1》適用于鋼鐵鑄造材料制成的鑄件 -《VW 50097-D10》適用于鋅基合金制成的鑄件 -《VW 50097-D5》適用于除鋼鐵及鋅基合金制成的鑄件 5 孔隙率的測(cè)試 按《PV 6097》的要求測(cè)試鑄件的孔隙率。 6 參考標(biāo)準(zhǔn) PV 6097 Porosity Determination According to VW 50097(按大眾公司標(biāo)準(zhǔn)《VW 50097》) VW50099 Foundry and Casting Technology; Definitions(《鑄造工藝》-定義) VDG Specification P2O1 Volume Deficits of Non-Ferrous Metal Casting《有色金屬鑄造品體積缺陷》 1 范圍 本標(biāo)準(zhǔn)適用于圖紙或同時(shí)有效的標(biāo)準(zhǔn)中含有VW 50097規(guī)定的氣孔率要求的金屬鑄件。以前的VDG(德國(guó)鑄造專家協(xié)會(huì))P201規(guī)定的氣孔率要求，應(yīng)參照VW 50097中相應(yīng)規(guī)定執(zhí)行。 3 目的 制定本標(biāo)準(zhǔn)的目的就是測(cè)定鑄件現(xiàn)有圖紙上要求的氣孔率（參照VW 50097）。 4 定義和術(shù)語(yǔ) 比較直徑 包圍氣孔的園的直徑。 當(dāng)量直徑 與比較氣孔面積相同的圓的直徑。 5測(cè)試程序 試驗(yàn)方法應(yīng)按照?qǐng)D紙上的要求確定，不受鑄件載荷類型的影響。 -S級(jí) 在一個(gè)表面光潔度Rz≤25的默片上進(jìn)行試驗(yàn)； -D級(jí) 在金相拋光磨片上進(jìn)行試驗(yàn)； -F級(jí) 在一個(gè)按照?qǐng)D紙加工的功能面上進(jìn)行試驗(yàn)； -G級(jí) 使用X射線進(jìn)行X射線檢測(cè)。 圖紙上附加的要求和數(shù)據(jù)也同樣具有約束力。 5.1切割面（斷面）或者投影面的選擇---取樣部位 只要當(dāng)前有效的圖紙和其他同時(shí)有效的標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有其他不同規(guī)定，選擇的相應(yīng)平面應(yīng)在極限負(fù)荷的范圍內(nèi)。（受力最大位置）。 如執(zhí)行檢測(cè)的檢測(cè)人員在范圍方面有疑問(wèn)，則應(yīng)與最終驗(yàn)收放協(xié)商。 5.2有關(guān)參考面（評(píng)定視場(chǎng)）的規(guī)定 5.2.1允許的參考面的幾何形狀 在選擇相應(yīng)的參考面的時(shí)候，只允許有下面三種幾何形狀： -矩形 -圓形 -三角形 這些幾何形狀是一般表面幾何形狀的特殊形式。 5.2.2參考面（評(píng)定視場(chǎng)）的選擇及其尺寸原則 5.2.2.1參考面（評(píng)定視場(chǎng)）的選擇 總則：所有氣孔級(jí)別中的數(shù)據(jù)都是以一個(gè)所謂的參考面為基準(zhǔn)的。該面的測(cè)定原則在所有級(jí)別中都是一樣的。 根據(jù)下列原則選擇參考面：保證參考面與構(gòu)件的局部幾何形狀相似，并借助其位置和尺寸能局部的覆蓋一個(gè)最大且?guī)缀涡螤钕嗨频拿妗?小的參考面與大的參考面或其他幾何形狀的參考面重疊時(shí)，重疊部分不允許大于較小的參考面的50%。 在選擇參考面時(shí)，應(yīng)保證根據(jù)評(píng)定能獲得一個(gè)最大的氣孔率值。 5.2.2.2參考面（評(píng)定視場(chǎng)）的尺寸 評(píng)定級(jí)別為G級(jí)時(shí)，最大參考面為5cm2。 評(píng)定級(jí)別為D級(jí)時(shí)，在VW 50097-D4和更小的氣孔率要求時(shí)，每次評(píng)定的參考面（評(píng)定視場(chǎng)）尺寸大于（3*4）mm2的矩形尺寸時(shí)，這些參考面內(nèi)任一（3*4）mm2區(qū)域內(nèi)氣孔率不能超過(guò)4%。 5.3待評(píng)定參考面的質(zhì)量要求—待測(cè)試樣質(zhì)量要求 5.3.1 評(píng)定氣孔級(jí)別S的試樣 評(píng)定氣孔率要求級(jí)別S的試樣應(yīng)在表面粗糙度Rz=25或更好的表面上進(jìn)行。待測(cè)試樣應(yīng)平整、沒(méi)有影響試驗(yàn)結(jié)果的污點(diǎn)或損傷。評(píng)定時(shí)使用與肉眼的正常視力相匹配的分辨率進(jìn)行（1:1） 5.3.2評(píng)定氣孔級(jí)別F的試樣 待測(cè)試樣的質(zhì)量應(yīng)符合圖紙上規(guī)定的局部加工要求，待測(cè)面沒(méi)有影響試驗(yàn)結(jié)果的污點(diǎn)或損傷。 注：根據(jù)圖紙加工的面也顯示是氣孔級(jí)別為S和D的切割面，如果在級(jí)別F的局部氣孔率要求旁邊還有普通級(jí)別S和D的氣孔率要求，則待測(cè)面應(yīng)同時(shí)滿足上述兩個(gè)要求。 5.3.3評(píng)定氣孔級(jí)別F的試樣 X射線的知識(shí)有一定局限性，專業(yè)性的不予解釋。 應(yīng)在X射線設(shè)備的光程中調(diào)整鑄件，使氣孔率在評(píng)定范圍內(nèi)的投影中最大，各參考面的評(píng)定應(yīng)在繪圖比例為1:1的條件下進(jìn)行。 注：如果評(píng)定參考面時(shí)使用與規(guī)程的繪圖比例不同的繪圖比例進(jìn)行，各個(gè)5cm2參考面的最大允許尺寸應(yīng)與實(shí)際繪圖比例相匹配。 5.3.4評(píng)定氣孔級(jí)別D的試樣 評(píng)定氣孔率要求為界別D的區(qū)域應(yīng)在金相（拋光）磨片上進(jìn)行。 金相磨片應(yīng)滿足下列要求： ——有鏡面光澤的表面 在顯微鏡下使用100:1的放大倍率不允許看到先前制備階段產(chǎn)生的加工痕跡（無(wú)劃痕和凹陷） ——磨片表面的平面度 磨片不允許有邊緣倒圓或凸起。 ——沒(méi)有塑性組織變性 磨片不允許有由先前制備加工一起的殘余變性 評(píng)定時(shí)在反射光顯微鏡下使用20:1--25:1的放大倍數(shù)進(jìn)行。不允許使用體視顯微鏡。 評(píng)定時(shí)，特別是拍照時(shí)，應(yīng)注意適度照明，以免影響測(cè)量結(jié)果。 注：賣方可以根據(jù)自己的判斷使用大于25:1的放大倍數(shù)評(píng)定參考面，對(duì)于驗(yàn)收方也可以根據(jù)自己的判斷使用小于20:1的放大倍率。 5.4氣孔率的評(píng)定結(jié)果 除了氣孔級(jí)別F，評(píng)定結(jié)果以百分比表示氣孔損失面的總和。適合的方法有：平面測(cè)量法和線狀切割法，如使用其他方法應(yīng)取得客戶同意。 只要當(dāng)前有效的圖紙和其他標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有其他不同規(guī)定，評(píng)定單個(gè)氣孔的尺寸時(shí)應(yīng)總是以相應(yīng)的比較直徑為基準(zhǔn)。 5.5氣孔率的結(jié)果 氣孔率試驗(yàn)的結(jié)果應(yīng)進(jìn)行修約，修約規(guī)則如下： VW 50097-D4和更小的氣孔率:氣孔率測(cè)量的各個(gè)結(jié)果應(yīng)1%的步進(jìn)給出。如果氣孔率要求大于VW 50097-D5，測(cè)量結(jié)果應(yīng)按5%的步進(jìn)進(jìn)行修約。不存在D0類結(jié)果。 氣孔率要求級(jí)別S結(jié)果修約規(guī)則，此處在該級(jí)別結(jié)果小于5%時(shí)，結(jié)果修約為VW 50097-S5,不存在S0類結(jié)果，如果氣孔率要求大于VW 50097-D5，測(cè)量結(jié)果應(yīng)按5%的步進(jìn)進(jìn)行修約。 氣孔率要求級(jí)別G結(jié)果修約規(guī)則: 結(jié)果應(yīng)1%的步進(jìn)表示，該氣孔級(jí)別中，結(jié)果允許VW 50097-G0，這表明，在所有設(shè)備分辨率的條件下沒(méi)有探測(cè)到氣孔。 對(duì)測(cè)得的單個(gè)缺陷的尺寸進(jìn)行分級(jí)的過(guò)程中，尺寸也應(yīng)進(jìn)行修約，在測(cè)定單個(gè)氣孔的最大尺寸時(shí)，以0.5mm的步進(jìn)進(jìn)行分級(jí)，評(píng)定功能面（F類）而沒(méi)有其他要求時(shí)，氣孔結(jié)果按0.1mm的步進(jìn)進(jìn)行修約。 5.6氣孔率試驗(yàn)實(shí)例 在一個(gè)構(gòu)件中，所有區(qū)域適用氣孔率要求VW50097-D5/1.鑄件具有兩個(gè)強(qiáng)度極限區(qū)域和一個(gè)對(duì)過(guò)程波動(dòng)反應(yīng)異常強(qiáng)烈的區(qū)域。這三個(gè)區(qū)域應(yīng)分別制作金相磨片（參考面位于金相磨中，具體情況視可能的參考數(shù)量而定），它們的評(píng)定結(jié)果得出一個(gè)氣孔率最大值和一個(gè)單個(gè)氣孔尺寸的最大值。綜合起來(lái)講，四個(gè)參考面得出下列結(jié)果： -面1：氣孔損失面3.4%，單個(gè)氣孔尺寸的最大值2.1mm 局部結(jié)果：VW50097-D5/2.5 -面2：氣孔損失面8.6%，單個(gè)氣孔尺寸的最大值0.8mm 局部結(jié)果：VW50097-D10/1 -面1：氣孔損失面0.4%，單個(gè)氣孔尺寸的最大值0.1mm 局部結(jié)果：VW50097-D5/0.5 -面1：氣孔損失面4.4%，單個(gè)氣孔尺寸的最大值0.6mm 局部結(jié)果：VW50097-D5/1 構(gòu)件的實(shí)際氣孔率為VW50097-D10/2.5，該構(gòu)件的表面氣孔率和單個(gè)氣孔尺寸的允許最大值方面不符合要求。 6 同時(shí)有效的文件 PV 6097 Porosity Determination According to VW 50097(按大眾公司標(biāo)準(zhǔn)《VW 50097》) VW50099 Foundry and Casting Technology; Definitions(《鑄造工藝》-定義) VDG Specification P2O1 Volume Deficits of Non-Ferrous Metal Casting《有色金屬鑄造品體積缺陷》

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