近年來，隨著對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，對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)對加工后可見的氣孔數(shù)量、大小和位置規(guī)定了簡單的要求；目前的一些企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中，則進(jìn)一步對零件整體的致密性提出了要求。下面我將結(jié)合大連測試項(xiàng)目和大家交流一下VW 50097-PV 6097鋁合金孔隙率測量方法。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（氣孔率的測定按照VW 50097的規(guī)定）。 在測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，來源于四個方面： 其一：是鋁合金中含有大量的氫，在凝固過程中析出； 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關(guān)。 2 標(biāo)識 2.1標(biāo)識及說明 孔隙率的標(biāo)識由以下參數(shù)組成： 1）分類 -S類，指零件主要承受靜應(yīng)力 -D類，指零件主要承受動應(yīng)力 -F類，指對零件功能表面具有特殊要求 -G類，指對零件沒有進(jìn)一步的規(guī)定要求 2）孔隙率 -對于S、D、G類，用百分比表示最大允許的孔隙率； -對于F類，表示出每個參考面特定的氣孔的數(shù)量。 3）直徑 單個孔的最大允許直徑4）附加說明（附加說明中1-N項(xiàng)均為可選項(xiàng)，而對于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（只允許對孔級D10到D30） 只用于零件壁的中心區(qū)域（相對壁厚的內(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，則單個孔隙的最大允許孔徑（P）限制在n mm的直徑范圍內(nèi)。對于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)充說明1]/ [。。。]/[補(bǔ)充說明n] 注：括號內(nèi)的參數(shù)需全部給出才能充分描述允許的孔隙率。方括號內(nèi)的參數(shù)是可選的，當(dāng)指明為F類時，必須給出參數(shù)P。對于用X射線檢測孔隙率要求情況說明是，應(yīng)注意評估孔尺寸的全自動系統(tǒng)通常只使用相同的直徑。然而，對于人工進(jìn)行X射線測試，則始終使用相對直徑來確定孔的直徑，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 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的級別. F類 分FO、F1、F2、F3以此類推，對于必要的補(bǔ)充說明Pn，n的遞增單位為0.1mm,n從0.2mm開始起評。 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。 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 孔隙率的測試 按《PV 6097》的要求測試鑄件的孔隙率。 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(德國鑄造專家協(xié)會)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 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測試程序 試驗(yàn)方法應(yīng)按照圖紙上的要求確定，不受鑄件載荷類型的影響。 -S級 在一個表面光潔度Rz≤25的默片上進(jìn)行試驗(yàn)； -D級 在金相拋光磨片上進(jìn)行試驗(yàn)； -F級 在一個按照圖紙加工的功能面上進(jìn)行試驗(yàn)； -G級 使用X射線進(jìn)行X射線檢測。 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有效的標(biāo)準(zhǔn)沒有其他不同規(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)行檢測的檢測人員在范圍方面有疑問，則應(yīng)與最終驗(yàn)收放協(xié)商。 5.2有關(guān)參考面（評定視場）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（評定視場）的選擇及其尺寸原則 5.2.2.1參考面（評定視場）的選擇 總則：所有氣孔級別中的數(shù)據(jù)都是以一個所謂的參考面為基準(zhǔn)的。該面的測定原則在所有級別中都是一樣的。 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，重疊部分不允許大于較小的參考面的50%。 在選擇參考面時，應(yīng)保證根據(jù)評定能獲得一個最大的氣孔率值。 5.2.2.2參考面（評定視場）的尺寸 評定級別為G級時，最大參考面為5cm2。 評定級別為D級時，在VW 50097-D4和更小的氣孔率要求時，每次評定的參考面（評定視場）尺寸大于（3*4）mm2的矩形尺寸時，這些參考面內(nèi)任一（3*4）mm2區(qū)域內(nèi)氣孔率不能超過4%。 5.3待評定參考面的質(zhì)量要求—待測試樣質(zhì)量要求 5.3.1 評定氣孔級別S的試樣 評定氣孔率要求級別S的試樣應(yīng)在表面粗糙度Rz=25或更好的表面上進(jìn)行。待測試樣應(yīng)平整、沒有影響試驗(yàn)結(jié)果的污點(diǎn)或損傷。評定時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評定氣孔級別F的試樣 待測試樣的質(zhì)量應(yīng)符合圖紙上規(guī)定的局部加工要求，待測面沒有影響試驗(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別為S和D的切割面，如果在級別F的局部氣孔率要求旁邊還有普通級別S和D的氣孔率要求，則待測面應(yīng)同時滿足上述兩個要求。 5.3.3評定氣孔級別F的試樣 X射線的知識有一定局限性，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，使氣孔率在評定范圍內(nèi)的投影中最大，各參考面的評定應(yīng)在繪圖比例為1:1的條件下進(jìn)行。 注：如果評定參考面時使用與規(guī)程的繪圖比例不同的繪圖比例進(jìn)行，各個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評定氣孔級別D的試樣 評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 評定時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。 評定時，特別是拍照時，應(yīng)注意適度照明，以免影響測量結(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)評定參考面，對于驗(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氣孔率的評定結(jié)果 除了氣孔級別F，評定結(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)沒有其他不同規(guī)定，評定單個氣孔的尺寸時應(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:氣孔率測量的各個結(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。 氣孔率要求級別S結(jié)果修約規(guī)則，此處在該級別結(jié)果小于5%時，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，測量結(jié)果應(yīng)按5%的步進(jìn)進(jìn)行修約。 氣孔率要求級別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有探測到氣孔。 對測得的單個缺陷的尺寸進(jìn)行分級的過程中，尺寸也應(yīng)進(jìn)行修約，在測定單個氣孔的最大尺寸時，以0.5mm的步進(jìn)進(jìn)行分級，評定功能面（F類）而沒有其他要求時，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.鑄件具有兩個強(qiáng)度極限區(qū)域和一個對過程波動反應(yīng)異常強(qiáng)烈的區(qū)域。這三個區(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），它們的評定結(jié)果得出一個氣孔率最大值和一個單個氣孔尺寸的最大值。綜合起來講，四個參考面得出下列結(jié)果： -面1：氣孔損失面3.4%，單個氣孔尺寸的最大值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氣孔尺寸的允許最大值方面不符合要求。 6 同時有效的文件 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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