近年来,随着对汽车轻量化和燃油经济性要求的不断提升,汽车铝合金压铸零件应用数量快速增长,对铝合金压铸件性能的要求也不断提高。致密性是其中之一,对零件的泄露以及力学性能有明显的影响。在早期的标准中,进对加工后可见的气孔数量、大小和位置规定了简单的要求;目前的一些企业标准中,则进一步对零件整体的致密性提出了要求。
下面我将结合大连测试项目和大家交流一下VW 50097-PV 6097铝合金孔隙率测量方法。我今天分享的内容分两部分:
**部分:VW 50097 Porosity of Metal Castings Requirements(金属铸件的孔隙率要求);
第二部分PV 6097 Porosity Determination According to VW 50097(气孔率的测定按照VW 50097的规定)。
在测试之前先和大家一起了解一下孔隙的成因。一般认为,影响零件致密性的内部孔隙,来源于四个方面:
其一:是铝合金中含有大量的氢,在凝固过程中析出;
其二:是铝合金凝固收缩产生的缩孔,特点是孔洞表面不光滑,有时可以观察到枝晶;
其三:是型腔内的气体未能排出,留在零件内形成气孔,一般为较大的气孔;
其四:是压室内的气体,右合金带入零件内,由于内浇口的雾化作用,一般为弥散的小气孔。
VW 50097 Porosity of Metal Castings,金属铸件的孔隙率要求。此标准是大众汽车公司的企业标准。
范围:此标准定义了金属铸件的孔隙率的要求,该要求与采用何种铸造工艺无关。
2 标识
2.1标识及说明
孔隙率的标识由以下参数组成:
1)分类
-S类,指零件主要承受静应力
-D类,指零件主要承受动应力
-F类,指对零件功能表面具有特殊要求
-G类,指对零件没有进一步的规定要求
2)孔隙率
-对于S、D、G类,用百分比表示*大允许的孔隙率;
-对于F类,表示出每个参考面特定的气孔的数量。
3)直径
单个孔的*大允许直径4)附加说明(附加说明中1-N项均为可选项,而对于F类气孔的规格则必须给出Pn值)
-An :是两相邻孔之间*小边缘距离
*小边缘距离是两相邻空中的较小直径乘以系数n,用mm表示(A=距离)
-M:零件壁中心(只和直径参数相关)
气孔只允许在零件壁的中心
-C:材料堆积(只和直径参数相关)
孔隙位置只允许在材料堆积和结合区域
-R:零件壁的中心区域(只允许对孔级D10到D30)
只用于零件壁的中心区域(相对壁厚的内部三分之一)。在外部的三分之二,应满足孔隙率等级D4
-Pn:孔尺寸(只和直径参数相关)
*大允许的孔尺寸(由直径参数相关)
只用于零件壁中心区域(相对应零件壁厚的内部三分之一)。在外部的三分之二,则单个孔隙的*大允许孔径(P)限制在n mm的直径范围内。对于F类孔隙,则规定了孔径的上限范围。
5)表示方法:(孔隙类别)(孔隙率)【直径】/[补充说明1]/ [。。。]/[补充说明n]
注:括号内的参数需全部给出才能充分描述允许的孔隙率。方括号内的参数是可选的,当指明为F类时,必须给出参数P。对于用X射线检测孔隙率要求情况说明是,应注意评估孔尺寸的全自动系统通常只使用相同的直径。然而,对于人工进行X射线测试,则始终使用相对直径来确定孔的直径,因此图纸中必须明确涉及到等效直径的规格的内容。
铸件*大允许孔隙率的标识的实例:
一般铸件:VW 50097-D5
密封表面:VW50097-F4/2/A3/P0.5
2.2、图纸中孔隙率的分级
D类 分D1、D2、D3、D4,从D5以后分别为D10、D15、D20以此类推,不存在D0.
S类 从S5以后分别为S10、S15、S20以此类推,不存在低于S5的级别.
F类 分FO、F1、F2、F3以此类推,对于必要的补充说明Pn,n的递增单位为0.1mm,n从0.2mm开始起评。
G类 分GO、G1、G2、G3以此类推,孔隙率为G0意味着XS射线系统能分辨的范围内不允许存在孔隙。
孔径 参数“孔径”的地增量为0.5mm,孔径从0.5mm开始起评。
3 定义
定义按照大众公司标准《VW 5099》。
4要求
不同铸件孔隙率的的要求
-《VW 50097-D1》适用于钢铁铸造材料制成的铸件
-《VW 50097-D10》适用于锌基合金制成的铸件
-《VW 50097-D5》适用于除钢铁及锌基合金制成的铸件
5 孔隙率的测试
按《PV 6097》的要求测试铸件的孔隙率。
6 参考标准
PV 6097 Porosity Determination According to
VW 50097(按大众公司标准《VW 50097》)
VW50099 Foundry and Casting Technology;
Definitions(《铸造工艺》-定义)
VDG Specification P2O1 Volume Deficits of Non-Ferrous
Metal Casting《有色金属铸造品体积缺陷》
1 范围
本标准适用于图纸或同时有效的标准中含有VW 50097规定的气孔率要求的金属铸件。以前的VDG(德国铸造专家协会)P201规定的气孔率要求,应参照VW 50097中相应规定执行。
3 目的
制定本标准的目的就是测定铸件现有图纸上要求的气孔率(参照VW 50097)。
4 定义和术语
比较直径 包围气孔的园的直径。
当量直径 与比较气孔面积相同的圆的直径。
5测试程序
试验方法应按照图纸上的要求确定,不受铸件载荷类型的影响。
-S级 在一个表面光洁度Rz≤25的默片上进行试验;
-D级 在金相抛光磨片上进行试验;
-F级 在一个按照图纸加工的功能面上进行试验;
-G级 使用X射线进行X射线检测。
图纸上附加的要求和数据也同样具有约束力。
5.1切割面(断面)或者投影面的选择---取样部位
只要当前有效的图纸和其他同时有效的标准没有其他不同规定,选择的相应平面应在*限负荷的范围内。(受力*大位置)。
如执行检测的检测人员在范围方面有疑问,则应与*终验收放协商。
5.2有关参考面(评定视场)的规定
5.2.1允许的参考面的几何形状
在选择相应的参考面的时候,只允许有下面三种几何形状:
-矩形
-圆形
-三角形
这些几何形状是一般表面几何形状的特殊形式。
5.2.2参考面(评定视场)的选择及其尺寸原则
5.2.2.1参考面(评定视场)的选择
总则:所有气孔级别中的数据都是以一个所谓的参考面为基准的。该面的测定原则在所有级别中都是一样的。
根据下列原则选择参考面:保证参考面与构件的局部几何形状相似,并借助其位置和尺寸能局部的覆盖一个*大且几何形状相似的面。
小的参考面与大的参考面或其他几何形状的参考面重叠时,重叠部分不允许大于较小的参考面的50%。
在选择参考面时,应保证根据评定能获得一个*大的气孔率值。
5.2.2.2参考面(评定视场)的尺寸
评定级别为G级时,*大参考面为5cm2。
评定级别为D级时,在VW 50097-D4和更小的气孔率要求时,每次评定的参考面(评定视场)尺寸大于(3*4)mm2的矩形尺寸时,这些参考面内任一(3*4)mm2区域内气孔率不能超过4%。
5.3待评定参考面的质量要求—待测试样质量要求
5.3.1 评定气孔级别S的试样
评定气孔率要求级别S的试样应在表面粗糙度Rz=25或更好的表面上进行。待测试样应平整、没有影响试验结果的污点或损伤。评定时使用与肉眼的正常视力相匹配的分辨率进行(1:1)
5.3.2评定气孔级别F的试样
待测试样的质量应符合图纸上规定的局部加工要求,待测面没有影响试验结果的污点或损伤。
注:根据图纸加工的面也显示是气孔级别为S和D的切割面,如果在级别F的局部气孔率要求旁边还有普通级别S和D的气孔率要求,则待测面应同时满足上述两个要求。
5.3.3评定气孔级别F的试样
X射线的知识有一定局限性,专业性的不予解释。
应在X射线设备的光程中调整铸件,使气孔率在评定范围内的投影中*大,各参考面的评定应在绘图比例为1:1的条件下进行。
注:如果评定参考面时使用与规程的绘图比例不同的绘图比例进行,各个5cm2参考面的*大允许尺寸应与实际绘图比例相匹配。
5.3.4评定气孔级别D的试样
评定气孔率要求为界别D的区域应在金相(抛光)磨片上进行。
金相磨片应满足下列要求:
——有镜面光泽的表面 在显微镜下使用100:1的放大倍率不允许看到先前制备阶段产生的加工痕迹(无划痕和凹陷)
——磨片表面的平面度 磨片不允许有边缘倒圆或凸起。
——没有塑性组织变性 磨片不允许有由先前制备加工一起的残余变性
评定时在反射光显微镜下使用20:1--25:1的放大倍数进行。不允许使用体视显微镜。
评定时,特别是拍照时,应注意适度照明,以免影响测量结果。
注:卖方可以根据自己的判断使用大于25:1的放大倍数评定参考面,对于验收方也可以根据自己的判断使用小于20:1的放大倍率。
5.4气孔率的评定结果
除了气孔级别F,评定结果以百分比表示气孔损失面的总和。适合的方法有:平面测量法和线状切割法,如使用其他方法应取得客户同意。
只要当前有效的图纸和其他标准没有其他不同规定,评定单个气孔的尺寸时应总是以相应的比较直径为基准。
5.5气孔率的结果
气孔率试验的结果应进行修约,修约规则如下:
VW 50097-D4和更小的气孔率:气孔率测量的各个结果应1%的步进给出。如果气孔率要求大于VW 50097-D5,测量结果应按5%的步进进行修约。不存在D0类结果。
气孔率要求级别S结果修约规则,此处在该级别结果小于5%时,结果修约为VW 50097-S5,不存在S0类结果,如果气孔率要求大于VW 50097-D5,测量结果应按5%的步进进行修约。
气孔率要求级别G结果修约规则: 结果应1%的步进表示,该气孔级别中,结果允许VW 50097-G0,这表明,在所有设备分辨率的条件下没有探测到气孔。
对测得的单个缺陷的尺寸进行分级的过程中,尺寸也应进行修约,在测定单个气孔的*大尺寸时,以0.5mm的步进进行分级,评定功能面(F类)而没有其他要求时,气孔结果按0.1mm的步进进行修约。
5.6气孔率试验实例
在一个构件中,所有区域适用气孔率要求VW50097-D5/1.铸件具有两个强度*限区域和一个对过程波动反应异常强烈的区域。这三个区域应分别制作金相磨片(参考面位于金相磨中,具体情况视可能的参考数量而定),它们的评定结果得出一个气孔率*大值和一个单个气孔尺寸的*大值。综合起来讲,四个参考面得出下列结果:
-面1:气孔损失面3.4%,单个气孔尺寸的*大值2.1mm
局部结果:VW50097-D5/2.5
-面2:气孔损失面8.6%,单个气孔尺寸的*大值0.8mm
局部结果:VW50097-D10/1
-面1:气孔损失面0.4%,单个气孔尺寸的*大值0.1mm
局部结果:VW50097-D5/0.5
-面1:气孔损失面4.4%,单个气孔尺寸的*大值0.6mm
局部结果:VW50097-D5/1
构件的实际气孔率为VW50097-D10/2.5,该构件的表面气孔率和单个气孔尺寸的允许*大值方面不符合要求。
6 同时有效的文件
PV 6097 Porosity Determination According to
VW 50097(按大众公司标准《VW 50097》)
VW50099 Foundry and Casting Technology;
Definitions(《铸造工艺》-定义)
VDG
近年来,随着对汽车轻量化和燃油经济性要求的不断提升,汽车铝合金压铸零件应用数量快速增长,对铝合金压铸件性能的要求也不断提高。致密性是其中之一,对零件的泄露以及力学性能有明显的影响。在早期的标准中,进对加工后可见的气孔数量、大小和位置规定了简单的要求;目前的一些企业标准中,则进一步对零件整体的致密性提出了要求。
下面我将结合大连测试项目和大家交流一下VW 50097-PV 6097铝合金孔隙率测量方法。我今天分享的内容分两部分:
**部分:VW 50097 Porosity of Metal Castings Requirements(金属铸件的孔隙率要求);
第二部分PV 6097 Porosity Determination According to VW 50097(气孔率的测定按照VW 50097的规定)。
在测试之前先和大家一起了解一下孔隙的成因。一般认为,影响零件致密性的内部孔隙,来源于四个方面:
其一:是铝合金中含有大量的氢,在凝固过程中析出;
其二:是铝合金凝固收缩产生的缩孔,特点是孔洞表面不光滑,有时可以观察到枝晶;
其三:是型腔内的气体未能排出,留在零件内形成气孔,一般为较大的气孔;
其四:是压室内的气体,右合金带入零件内,由于内浇口的雾化作用,一般为弥散的小气孔。
VW 50097 Porosity of Metal Castings,金属铸件的孔隙率要求。此标准是大众汽车公司的企业标准。
范围:此标准定义了金属铸件的孔隙率的要求,该要求与采用何种铸造工艺无关。
2 标识
2.1标识及说明
孔隙率的标识由以下参数组成:
1)分类
-S类,指零件主要承受静应力
-D类,指零件主要承受动应力
-F类,指对零件功能表面具有特殊要求
-G类,指对零件没有进一步的规定要求
2)孔隙率
-对于S、D、G类,用百分比表示*大允许的孔隙率;
-对于F类,表示出每个参考面特定的气孔的数量。
3)直径
单个孔的*大允许直径4)附加说明(附加说明中1-N项均为可选项,而对于F类气孔的规格则必须给出Pn值)
-An :是两相邻孔之间*小边缘距离
*小边缘距离是两相邻空中的较小直径乘以系数n,用mm表示(A=距离)
-M:零件壁中心(只和直径参数相关)
气孔只允许在零件壁的中心
-C:材料堆积(只和直径参数相关)
孔隙位置只允许在材料堆积和结合区域
-R:零件壁的中心区域(只允许对孔级D10到D30)
只用于零件壁的中心区域(相对壁厚的内部三分之一)。在外部的三分之二,应满足孔隙率等级D4
-Pn:孔尺寸(只和直径参数相关)
*大允许的孔尺寸(由直径参数相关)
只用于零件壁中心区域(相对应零件壁厚的内部三分之一)。在外部的三分之二,则单个孔隙的*大允许孔径(P)限制在n mm的直径范围内。对于F类孔隙,则规定了孔径的上限范围。
5)表示方法:(孔隙类别)(孔隙率)【直径】/[补充说明1]/ [。。。]/[补充说明n]
注:括号内的参数需全部给出才能充分描述允许的孔隙率。方括号内的参数是可选的,当指明为F类时,必须给出参数P。对于用X射线检测孔隙率要求情况说明是,应注意评估孔尺寸的全自动系统通常只使用相同的直径。然而,对于人工进行X射线测试,则始终使用相对直径来确定孔的直径,因此图纸中必须明确涉及到等效直径的规格的内容。
铸件*大允许孔隙率的标识的实例:
一般铸件:VW 50097-D5
密封表面:VW50097-F4/2/A3/P0.5
2.2、图纸中孔隙率的分级
D类 分D1、D2、D3、D4,从D5以后分别为D10、D15、D20以此类推,不存在D0.
S类 从S5以后分别为S10、S15、S20以此类推,不存在低于S5的级别.
F类 分FO、F1、F2、F3以此类推,对于必要的补充说明Pn,n的递增单位为0.1mm,n从0.2mm开始起评。
G类 分GO、G1、G2、G3以此类推,孔隙率为G0意味着XS射线系统能分辨的范围内不允许存在孔隙。
孔径 参数“孔径”的地增量为0.5mm,孔径从0.5mm开始起评。
3 定义
定义按照大众公司标准《VW 5099》。
4要求
不同铸件孔隙率的的要求
-《VW 50097-D1》适用于钢铁铸造材料制成的铸件
-《VW 50097-D10》适用于锌基合金制成的铸件
-《VW 50097-D5》适用于除钢铁及锌基合金制成的铸件
5 孔隙率的测试
按《PV 6097》的要求测试铸件的孔隙率。
6 参考标准
PV 6097 Porosity Determination According to
VW 50097(按大众公司标准《VW 50097》)
VW50099 Foundry and Casting Technology;
Definitions(《铸造工艺》-定义)
VDG Specification P2O1 Volume Deficits of Non-Ferrous
Metal Casting《有色金属铸造品体积缺陷》
1 范围
本标准适用于图纸或同时有效的标准中含有VW 50097规定的气孔率要求的金属铸件。以前的VDG(德国铸造专家协会)P201规定的气孔率要求,应参照VW 50097中相应规定执行。
3 目的
制定本标准的目的就是测定铸件现有图纸上要求的气孔率(参照VW 50097)。
4 定义和术语
比较直径 包围气孔的园的直径。
当量直径 与比较气孔面积相同的圆的直径。
5测试程序
试验方法应按照图纸上的要求确定,不受铸件载荷类型的影响。
-S级 在一个表面光洁度Rz≤25的默片上进行试验;
-D级 在金相抛光磨片上进行试验;
-F级 在一个按照图纸加工的功能面上进行试验;
-G级 使用X射线进行X射线检测。
图纸上附加的要求和数据也同样具有约束力。
5.1切割面(断面)或者投影面的选择---取样部位
只要当前有效的图纸和其他同时有效的标准没有其他不同规定,选择的相应平面应在*限负荷的范围内。(受力*大位置)。
如执行检测的检测人员在范围方面有疑问,则应与*终验收放协商。
5.2有关参考面(评定视场)的规定
5.2.1允许的参考面的几何形状
在选择相应的参考面的时候,只允许有下面三种几何形状:
-矩形
-圆形
-三角形
这些几何形状是一般表面几何形状的特殊形式。
5.2.2参考面(评定视场)的选择及其尺寸原则
5.2.2.1参考面(评定视场)的选择
总则:所有气孔级别中的数据都是以一个所谓的参考面为基准的。该面的测定原则在所有级别中都是一样的。
根据下列原则选择参考面:保证参考面与构件的局部几何形状相似,并借助其位置和尺寸能局部的覆盖一个*大且几何形状相似的面。
小的参考面与大的参考面或其他几何形状的参考面重叠时,重叠部分不允许大于较小的参考面的50%。
在选择参考面时,应保证根据评定能获得一个*大的气孔率值。
5.2.2.2参考面(评定视场)的尺寸
评定级别为G级时,*大参考面为5cm2。
评定级别为D级时,在VW 50097-D4和更小的气孔率要求时,每次评定的参考面(评定视场)尺寸大于(3*4)mm2的矩形尺寸时,这些参考面内任一(3*4)mm2区域内气孔率不能超过4%。
5.3待评定参考面的质量要求—待测试样质量要求
5.3.1 评定气孔级别S的试样
评定气孔率要求级别S的试样应在表面粗糙度Rz=25或更好的表面上进行。待测试样应平整、没有影响试验结果的污点或损伤。评定时使用与肉眼的正常视力相匹配的分辨率进行(1:1)
5.3.2评定气孔级别F的试样
待测试样的质量应符合图纸上规定的局部加工要求,待测面没有影响试验结果的污点或损伤。
注:根据图纸加工的面也显示是气孔级别为S和D的切割面,如果在级别F的局部气孔率要求旁边还有普通级别S和D的气孔率要求,则待测面应同时满足上述两个要求。
5.3.3评定气孔级别F的试样
X射线的知识有一定局限性,专业性的不予解释。
应在X射线设备的光程中调整铸件,使气孔率在评定范围内的投影中*大,各参考面的评定应在绘图比例为1:1的条件下进行。
注:如果评定参考面时使用与规程的绘图比例不同的绘图比例进行,各个5cm2参考面的*大允许尺寸应与实际绘图比例相匹配。
5.3.4评定气孔级别D的试样
评定气孔率要求为界别D的区域应在金相(抛光)磨片上进行。
金相磨片应满足下列要求:
——有镜面光泽的表面 在显微镜下使用100:1的放大倍率不允许看到先前制备阶段产生的加工痕迹(无划痕和凹陷)
——磨片表面的平面度 磨片不允许有边缘倒圆或凸起。
——没有塑性组织变性 磨片不允许有由先前制备加工一起的残余变性
评定时在反射光显微镜下使用20:1--25:1的放大倍数进行。不允许使用体视显微镜。
评定时,特别是拍照时,应注意适度照明,以免影响测量结果。
注:卖方可以根据自己的判断使用大于25:1的放大倍数评定参考面,对于验收方也可以根据自己的判断使用小于20:1的放大倍率。
5.4气孔率的评定结果
除了气孔级别F,评定结果以百分比表示气孔损失面的总和。适合的方法有:平面测量法和线状切割法,如使用其他方法应取得客户同意。
只要当前有效的图纸和其他标准没有其他不同规定,评定单个气孔的尺寸时应总是以相应的比较直径为基准。
5.5气孔率的结果
气孔率试验的结果应进行修约,修约规则如下:
VW 50097-D4和更小的气孔率:气孔率测量的各个结果应1%的步进给出。如果气孔率要求大于VW 50097-D5,测量结果应按5%的步进进行修约。不存在D0类结果。
气孔率要求级别S结果修约规则,此处在该级别结果小于5%时,结果修约为VW 50097-S5,不存在S0类结果,如果气孔率要求大于VW 50097-D5,测量结果应按5%的步进进行修约。
气孔率要求级别G结果修约规则: 结果应1%的步进表示,该气孔级别中,结果允许VW 50097-G0,这表明,在所有设备分辨率的条件下没有探测到气孔。
对测得的单个缺陷的尺寸进行分级的过程中,尺寸也应进行修约,在测定单个气孔的*大尺寸时,以0.5mm的步进进行分级,评定功能面(F类)而没有其他要求时,气孔结果按0.1mm的步进进行修约。
5.6气孔率试验实例
在一个构件中,所有区域适用气孔率要求VW50097-D5/1.铸件具有两个强度*限区域和一个对过程波动反应异常强烈的区域。这三个区域应分别制作金相磨片(参考面位于金相磨中,具体情况视可能的参考数量而定),它们的评定结果得出一个气孔率*大值和一个单个气孔尺寸的*大值。综合起来讲,四个参考面得出下列结果:
-面1:气孔损失面3.4%,单个气孔尺寸的*大值2.1mm
局部结果:VW50097-D5/2.5
-面2:气孔损失面8.6%,单个气孔尺寸的*大值0.8mm
局部结果:VW50097-D10/1
-面1:气孔损失面0.4%,单个气孔尺寸的*大值0.1mm
局部结果:VW50097-D5/0.5
-面1:气孔损失面4.4%,单个气孔尺寸的*大值0.6mm
局部结果:VW50097-D5/1
构件的实际气孔率为VW50097-D10/2.5,该构件的表面气孔率和单个气孔尺寸的允许*大值方面不符合要求。
6 同时有效的文件
PV 6097 Porosity Determination According to
VW 50097(按大众公司标准《VW 50097》)
VW50099 Foundry and Casting Technology;
Definitions(《铸造工艺》-定义)
VDG Specification P2O1 Volume Deficits of Non-Ferrous
Metal Casting《有色金属铸造品体积缺陷》
P2O1 Volume Deficits of Non-Ferrous
Metal Casting《有色金属铸造品体积缺陷》