Методы контроля качества поковок

Предмет контроля

Метод контроля

Применение

Химический
состав стали

1. Химический анализ в лаборатории. Исследованию подвергают стружку, отбираемую от каждого испытуемого образца, от партии металла или партии поковок (табл. 3)

1. а) Приемка поступающего на завод металла;
б) анализы по исследованию причин брака;
в) арбитражные анализы.

2. Спектральный анализ на приборах. Стилоскоп дает возможность определять примерное содержание элемента. Стиломеры или спектроскопы позволяют определить содержание элементов более точно. Производительность стилоскопа 500—1500 анализов в смену (см. табл. 3). Наиболее удобен переносный стилоскоп

2. а) Для экстренных анализов (до 5 мин):

б) для рассортировки прутков металла или партии поковок из стали различных марок (без учета содержания углерода, серы и фосфора, которые спектральным анализом не определяются)

3. Сравнительный анализ по искре (рис. 20) заключается в сравнении искровых потоков, возникающих при соприкосновении металла с переносным абразивным кругом. Определяет содержание углерода с точностью до 0.05%. Пропускная способность при рассортировке опытным контролером — до 1000 мелких поковок в 1 ч. Менее точно определяются наличие молибдена, чрезмерное содержание фосфора, стали с высоким содержанием хрома (сильхром) и вольфрама (быстрорежущая сталь). Контролеров необходимо снабжать эталонными образцами стали и пневматической переносной бормашннкой. работающей от сети давлением 4-7 aт и развивающей 6000 об/мин, с абразивным кругом диаметром 120 мм крупной зернистости (40-60)

Рис. 20. Виды искр различных сортов стали при шлифовании наждачным кругом: 1 - мягкая углеродистая сталь с содержанием углерода 0.12% - соломенно-желтая; 2 - средней мигкости углеродистая сталь с содержанием углерода 0,5% - светло-желтая: 3 - средней твердости углеродистая сталь с содержанием углерода 0,9% - светло-желтая; 4 - очень твердая углеродистая сталь с содержанием углерода 1.2 -1.4% - белая; 5 - твердая марганцовистая сталь с содержанием марганца 10-14% - блестящая винно-желтая; 6 - быстрорежущая сталь с содержанием 10% W, 4% Сr. 0.7% С - темно-красная; 7 - вольфрамовая сталь с содержанием 1,3% W - темно-красная: 8 - кремнистая сталь - светло-желтая; 9 - хромистая сталь - цвет в зависимости от содержания углерода; 10 - хромоникелевая сталь с содержанием 3-4% Ni и 1% Сr - желтая

3. а) Рассортировка металла в прутках, нарезанных за готовок или штампованных поковок по углероду с целью отделения цементуемой стали от нецементуемой;

б) то же с целью отделения инструментальной стали от конструкционной

4. Термоэлектрический основанный на принципе термопары. По величине и знаку отклонения стрелки гальванометра, разградунрованного по эталонным образцам, определяют марку стали. Позволяет проверять материал, сложенный в стеллажах, путем опробования прибором по зачищенным торцам прутков и деталей

4. Определение стали марок 30ХГС, 18ХГМ, 40Х, отделение углеродистой стали от легированной.

Сплошная рассортировка поковок или материала в прутках, или нарезанных заготовок

Соответствие
марки
материала в
поковках
техническим
условиям

1. Проверка накладных, сертификатов или паспортов на поступающие в цех заготовки. Обезличенный металл (не имеющий сопроводительных документов) к производству не должен допускаться

1. Обязательна перед запуском заготовки в кузнечную обработку

2. Установка в штампах условного клейма, отличающего поковки нз данной плавки или из стали данной марки от других

2. а) При поплавочном изготовлении и сдаче заказчику ответственных поковок;

б) При частой замене марок материала для штамповки

3. Проверка и рассортировка поступивших на приемку или в механическую обработку поковок с различными клеймами по однородным партиям с одинаковым клеймом в каждой партии

3. То же

4. Сплошной контроль твердости после термообработки

4. Для поковок, проходящих закалку с отпуском и в некоторых случаях нормализацию

Выполнение
режимов
термообработки

1. Оборудование термических печей пирометрами (термопарами) с самозаписывающими приборами

1. На всех печах для термообработки поковок

2. Оборудование термических печей механизмами для автоматического толкания поддонов по заданным режимам

2. На методических и конвейерных печах с толкателями

3. Ведение печного журнала и графика статистического контроля на термических печах

3. На всех печах, производящих термообработку

Качество
поковок после
термообработки

1. Периодическая проба твердости по Бринелю при термообработке. Проверке подлежат образцы, отбираемые, например, по 2 шт. через 2-3 поддона.
Показатели твердости фиксируются на графике статистического контроля или в печном журнале

1. Как обязательная контрольная операция, возложенная на термистов, обслуживающих данную печь, и контролеров, обслуживающих термическое отделение в каждой смене

2. Контроль твердости термически обработанных поковок.
Поковки для несложных процессов обработки резанием (токарные и фрезерные работы без применения многорезцовых наладок, все виды шлифовальных работ и сверление на длину не более 34) принимают по твердости выборочным методом

Поковки для сложных процессов резания [зуборезные, зубодолбежные, протяжные операции, автоматные работы с многорезцовыми наладками, резьбофрезерные работы н сверление глубоких (более 3d) отверстий] проходят сплошную проверку твердости. Выборочную приемку по твердости поковок этой группы можно проводить при изготовлении их из технологичных материалов, обладающих равномерной структурой и хорошей обрабатываемостью (стали типа 18ХГТ, 30ХГТ, 12ХН3А).

Улучшаемые поковки (ответственного назначения в эксплуатации) подлежат сплошной проверке твердости. Для такой проверки наиболее удобен скоростной пресс Бринеля (рис. 21) с периодом испытания 4 сек

Рис. 21. Схема скоростного пресса Бринеля с электрогндравлическим приводом: 1- электродвигатель; 2 - масляный насос; 3 - узел клапанов; 4 - гидравлический цилиндр; 5 - поршень; 6 - измерительный наконечник; 7 - индикатор; 8 - манометр; 9 - нажимной рычаг; 10 - педаль

2. При окончательном контроле для выявления и изоляции поковок с отклонениями по твердости, для гарантирования нормальной обрабатываемости поковок режущими инструментами в механических цехах и нормальной работы в эксплуатации улучшаемых поковок ответственного назначения

3. Металлографический анализ поковок. Исследуется от каждой партии по два образца, имеющих крайние значения твердости в пределах установленной нормы.
Образцы на анализ отбирает контролер ОТК из числа первых проверенных по твердости поковок

3. Производится параллельно с проверкой твердости для гарантии нормальной обрабатываемости поковок режущими инструментами и прочности в эксплуатации

4. Механические испытания. Исследуются от партии не менее двух образцов с крайними значениями твердости. Регулярным испытаниям подвергаются наиболее ответственные изделия. Остальные изделия испытывают только по специальным заданиям

4. В случаях, установленных техническими условиями

5. Магнитные методы контроля физического состояния (структуры) стали после термообработки. До применения магнитных методов для массовой приемки поковок должны быть исследованы магнитные свойства стали, из которой изготовляются поковки. После этого выбирают магнитную характеристику стали, которая наиболее чувствительно реагирует на изменения физического состоянии (структуры) стали.

Наиболее эффективными для такого контроля являются приборы, использующие метод вихревых токов

5. При массовой проверке деталей без нарушения их целостности. Магнитные методы дают относительную оценку обрабатываемости стали режущими инструментами и механических свойств (твердость) во всей массе.
Местные колебания твердости (пестрота твердости) магнитным методом выявляются НС полностью

Внешние
дефекты

1. Визуальный осмотр. Для выявления дефектов и пороков в штампованных поковках их надо подвергнуть очистке от окалины путем травления. Очистка в барабанах н дробеструйных аппаратах непросеянной дробью диаметром более 1.2 мм забивает и зачеканивает дефекты, не позволяя выявлять наиболее опасные из них. Явные дефекты обнаруживают немедленно в процессе штамповки н непосредственно у ковочного агрегата, скрытые — после соответствующей термообработки и очистки поверхности от окалины (а иногда и после обработки - обдирки)

1. На всех контрольных операциях. Каждую поковку проверяют дважды:
а) у молота или ковочной машины — для обнаружения явного брака:
б) после очистки окалины, т. е. на окончательном контроле - для отбраковки явного и скрытого брака

2. Люминесцентный метод выявления дефектов основан на способности минеральных масел, проникших в трещины на поковтах нлн изделиях, излучать свет иод действием ультрафиолетовых лучей. Перед проверкой изделия должны пройти следующую подготовку:

1) погружение на 3 мин в раствор 10% автола + 90% керосина:

2) окунание на 5—10 сек в бензин марки Б-70 или промывку в горячей воде;

3) просушку под теплым калориферным дутьем;

4) опыление или голтовку в порошке из окнен магния (магнезия): порошок должен быть просеян через сито с 10 000 отв/см2.

Детали просматривают в затемненной кабине под лучами ртутной кварцевой лампы ПРК-2 (медицинская), снабженной светофильтром (увиолсвое стекло, содержащее окись никеля). Освещаемые детали приобретают темно-фиолетовый цвет, причем дефектные места ярко флюоресцируют белым светом, повторяя очертании глубоких, но узких (даже менее 0.005 мм) трещин. Царапины и шероховатости не задерживают на себе флюоресцирующего вещества и не создают ложных представлений о дефектах. Внутренние пороки данным методом не выявляются

2. а) Контроль ответственных по назначенню поковок;
б) контроль поковок из немагнитных металлов;
в) контроль улучшенных поковок при отсутствии травления

3. Магнитный метод выявления дефектов (магнитная дефектоскопия). Проводится на приборах «магнафлокс» с применением магнитного цветного порошка («сухой» метод) или магнитной суспензии, поливаемой на деталь из шланга («мокрый» метод)

3. В практике кузнечно-штамповочных цехов применяется для выявления трещин при замене травления поковок ответственного назначения дробеструйной очисткой

Глубина
залегания
дефекта

1. Местная зашлифовка дефекта на допускаемую глубину с повторным просмотром. Зашлифовка производится в двух-трех местах в направлении, пересекающем линию дефекта под прямым углом. Осмотр производится без применения травления зашлифованного места. При осмотре требуется, чтобы в самом глубоком месте зашлифовка не превышала допускаемой глубины (½ припуска), а линия дефекта имела разрыв, т. е. была выведена. Невыполнение одного из этих условий дает основание для браковки

1. На мелких и средних поковках для выявлении глубины волосовин, закатов, зажимов, расположенных на поверхностях, подлежащих механической обработке

2. Местная вырубка дефектов зубилом — производится в двух-трех местах по длине дефекта на установленную глубину с последующей проверкой наличия дефекта в местах вырубки

2. Для тех же целей в крупных поковках

3. Зашлифовка дефектов наждачным кругом до полного выведения в пределах допускаемого ослабления рабочего сечения детали. Направление заточки должно пересекать линию дефекта под прямым углом. Повторный просмотр производится после повторного травления заточенных поковок

3. На черных, необрабатываемых поверхностях ответственных поковок. Зашлифовка дефектов должна предшествовать закалке изделий

4. Полная вырубка дефекта ручным или пневматическим зубилом. Осмотр производится с применением местного травления вырубленных мест крепкой серной кислотой. При полном удалении дефекта деталь не должна быть ослаблена. Ширина вырубки должна превышать глубину не менее чем в 3 раза. Вырубка дефектов производится производственным персоналом, а проверка и измерения после вырубки — контролером

4. То же на крупных поковках ответственного назначения

Внутренние
дефекты

1. Просвечивание лучами Рентгена

1. Имеет ограниченное применение

2. Ультразвуковой метод основан на способности ультразвуковых колебаний отражаться от поверхностей внутренних пороков металла.

При помощи УЗК выявляются раковины, трещины, расслои, свищи и рыхлоты, залегающие на глубине, в толще металла, не обнаруживаемые магнитными и люминесцентными методами и не всегда обнаруживаемые рентгеновскими лучами. Дойдя до противоположной грани изделия (до «дна»), ультразвуковой луч отражается, попадает нь специальный искатель, преобразующий его в переменное напряжение, поступающее на вход усилителя далее на ькран трубки осциллографа в виде пика (донный сигнал). Если в толще металла есть дефект, луч отражается и от него и в стороне от донного сигнала появится дефектный сигнал (расположение дефектного и донного сигналов на экране предопределяется устройством осциллографа)

2. Выявление внутренних пороков и свищей в поковках турбинных валов и лопаток, тепловозных и вагонных осей, коленчатых валов, штамповых кубиках и т. п.