1.零件的鑄造特點(diǎn)和檢驗(yàn)難點(diǎn)
鎳銅合金有較好的室溫力學(xué)性能和高溫強(qiáng)度，耐蝕性高，容易加工，耐磨性好，被廣泛應(yīng)用于有耐磨性要求的零件。但是，鎳銅合金是一種新型材料，鑄造工藝還不十分成熟；另外，由于含銅量高，鑄造難度十分大，容易產(chǎn)生晶間裂紋缺陷。
鎳銅合金沒(méi)有磁性，晶間裂紋的檢測(cè)方法只能選擇滲透檢測(cè)。但是，這種晶間裂紋在滲透檢測(cè)時(shí)，一般不易發(fā)現(xiàn)，容易漏檢。
滲透檢測(cè)是以毛細(xì)作用原理為基礎(chǔ)的檢測(cè)表面開(kāi)口缺陷的無(wú)損檢測(cè)方法。使用此法檢測(cè)時(shí)，缺陷必須開(kāi)口，所以對(duì)受檢零件的表面狀況要求非常嚴(yán)格。零件表面殘留的任何污物，如油污、灰塵、金屬加工碎屑和氧化皮等，都對(duì)滲透檢測(cè)的結(jié)果產(chǎn)生影響。如果缺陷表面開(kāi)口一旦被堵塞，滲透檢測(cè)就會(huì)出現(xiàn)缺陷漏檢。鎳銅合金鑄件的滲透檢測(cè)漏檢就屬于這種情況。
西安航空動(dòng)力控制科技有限公司的張新菊等從滲透檢測(cè)原理和預(yù)處理入手，在滲透檢測(cè)前采用特殊的腐蝕清洗液進(jìn)行預(yù)處理，并選擇合理的滲透檢測(cè)時(shí)機(jī)，充分暴露鎳銅合金鑄件表面缺陷，為滲透檢測(cè)提供符合要求的表面狀態(tài)，達(dá)到確保滲透檢測(cè)質(zhì)量的目的。
2.工藝分析
鎳銅合金鑄件在加工過(guò)程中安排有兩次滲透檢測(cè)工序。檢測(cè)采用水洗型中等靈敏度熒光滲透劑進(jìn)行，具體參數(shù)為：采用浸漬法施加滲透劑，滲透劑牌號(hào)ZL-60D，滲透時(shí)間30分鐘（其中滲透時(shí)間13分鐘，滴落時(shí)間17分鐘），烘干溫度68℃，烘干時(shí)間10分鐘；顯像劑牌號(hào)ZP-4B，干粉噴粉顯像，顯像時(shí)間20分鐘。具體檢測(cè)或檢驗(yàn)過(guò)程如下：
（1）對(duì)毛坯棒料的滲透檢測(cè)檢測(cè)工序安排為：澆鑄→熱處理→X光檢測(cè)→滲透檢測(cè)。因?yàn)殍T造和熱處理后都有可能產(chǎn)生表面缺陷，因此在鑄造和熱處理之后安排滲透檢測(cè)是合理的。
此時(shí)，滲透檢測(cè)的預(yù)清洗方法為堿清洗，滲透檢測(cè)后很少發(fā)現(xiàn)裂紋等缺陷。X光經(jīng)常能夠看到很多晶粒粗大的現(xiàn)象，但這不是X光檢測(cè)的范圍，一般不作為判廢的依據(jù)。
（2）全部加工完成后，對(duì)成品零件所有表面進(jìn)行100%滲透檢測(cè)此時(shí)，滲透檢測(cè)的預(yù)清洗方法為堿清洗，該階段也能夠發(fā)現(xiàn)一些裂紋缺陷。
（3）滲透檢測(cè)合格交庫(kù)的零件，進(jìn)行匯總檢驗(yàn)
此時(shí)，用放大鏡還能夠發(fā)現(xiàn)一些裂紋缺陷。這些缺陷滲透檢測(cè)時(shí)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)。
（4）針對(duì)這類裂紋缺陷，進(jìn)行金相低倍檢查分析
通過(guò)對(duì)比分析知，滲透檢測(cè)發(fā)現(xiàn)不了這類裂紋缺陷的原因有：
①這些裂紋大都是沿晶裂紋，非常細(xì)微；如不對(duì)其進(jìn)行腐蝕，宏觀下普通目視發(fā)現(xiàn)不了這些裂紋。
②還有一些裂紋是加工過(guò)程中產(chǎn)生的裂紋，這些裂紋缺陷的開(kāi)口，被加工時(shí)的金屬碎屑等污物堵塞，滲透檢測(cè)無(wú)法發(fā)現(xiàn)。
綜上分析可知，若不采用特殊的預(yù)清洗方法進(jìn)行處理，上述沿晶裂紋及開(kāi)口被堵塞裂紋是難以完全檢查出來(lái)的。
3.預(yù)清洗對(duì)滲透檢測(cè)的影響
預(yù)清洗是滲透檢測(cè)的第一道工序，也是最為重要的一道工序。因?yàn)闈B透檢測(cè)的物理基礎(chǔ)是毛細(xì)作用。表面的油脂、污物的存在都可能阻止毛細(xì)作用的發(fā)生，產(chǎn)生以下影響：
(1)阻止?jié)B透劑滲入表面開(kāi)口缺陷中，甚至堵住缺陷。
(2)滲透劑即使?jié)B進(jìn)缺陷中去，會(huì)與缺陷中的油污混合，使顯示的熒光亮度或顏色強(qiáng)度降低。
(3)保留在零件上的油污，容易將這些部位的缺陷顯示掩蓋掉。
因此，零件在滲透檢測(cè)前，必須選用合適的化學(xué)清洗液進(jìn)行預(yù)處理，將表面開(kāi)口（包括細(xì)微開(kāi)口）缺陷中的所有污物清理干凈，以保證滲透檢測(cè)效果。
4 .工藝改進(jìn)試驗(yàn)
4.1 改進(jìn)前的滲透檢測(cè)情況
受檢零件在毛坯階段和最終機(jī)械加工后進(jìn)行滲透檢測(cè)，預(yù)處理采用弱堿性清洗劑（ARDROX6333：與水的體積配比在1:3到1:4之間），滲透檢測(cè)前對(duì)零件進(jìn)行預(yù)清洗，然后采用水洗型中等靈敏度熒光滲透劑進(jìn)行檢測(cè)。
毛坯階段的滲透檢測(cè)，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)過(guò)表面裂紋等缺陷。
最終機(jī)械加工完成后，再進(jìn)行一次滲透檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)個(gè)別零件有裂紋；但在1 0倍放大鏡下檢測(cè)，50%～60%的零件存在裂紋。嚴(yán)重影響了生產(chǎn)進(jìn)度和整個(gè)任務(wù)的交付。
為此，對(duì)鎳銅合金鑄件預(yù)處理方法所用清洗劑和滲透檢測(cè)方法進(jìn)行了梳理和分析，并進(jìn)行了大量的試驗(yàn)，得出一種切實(shí)可行的鎳銅合金鑄件的滲透檢測(cè)方法。
4.2 改變清洗腐蝕液的對(duì)比試驗(yàn)
試驗(yàn)一：對(duì)30件毛坯零件進(jìn)行試驗(yàn)。預(yù)處理采用弱堿性清洗劑ARDROX6333進(jìn)行清洗；配比：弱堿性清洗劑：水=1:3～4（體積比）；然后，水洗、徹底干燥、滲透檢測(cè)。
檢測(cè)結(jié)果：5件存有裂紋，結(jié)論不合格；其余2 5件零件均未發(fā)現(xiàn)明顯裂紋，結(jié)論合格。檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)圖1。
圖1 改進(jìn)前滲透檢測(cè)結(jié)果
試驗(yàn)二：對(duì)同樣30件毛坯零件進(jìn)行試驗(yàn)。預(yù)處理采用10%三氯化鐵水溶液腐蝕5分鐘；然后，水洗干凈，在烘箱中徹底干燥，與試驗(yàn)1 同樣的方法進(jìn)行滲透檢測(cè)。
檢測(cè)結(jié)果：20件零件發(fā)現(xiàn)明顯的裂紋，結(jié)論不合格；10件未見(jiàn)裂紋，結(jié)論合格。
由此可見(jiàn)，采用10%三氯化鐵水溶液作為腐蝕清洗劑，對(duì)零件缺陷開(kāi)口進(jìn)行腐蝕，可以充分暴露表面缺陷。檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)圖2。
圖2 三氯化鐵水溶液腐蝕后滲透檢測(cè)結(jié)果
5 改進(jìn)措施及效果
通過(guò)試驗(yàn)可以證明，清洗腐蝕液的腐蝕可以使鎳銅合金鑄件表面的沿晶裂紋充分暴露，也可以使缺陷中的金屬碎屑得到處理，能確保滲透檢測(cè)的可靠性。
由此，對(duì)于鎳銅合金鑄件的工藝進(jìn)行以下改進(jìn)：
(1) 毛料入廠后，先根據(jù)加工余量進(jìn)行一次表面車削加工（表面光沽度達(dá)到Ral.6）；車削工序后，增加滲透檢測(cè)工序(預(yù)處理采用10%三氯化鐵水溶液進(jìn)行腐蝕），滲透檢測(cè)合格后進(jìn)行X光檢測(cè)，然后再進(jìn)行下一步的機(jī)械加工。
(2)機(jī)械加工完成后，再安排一次滲透檢測(cè)；其預(yù)處理采用10%三氯化鐵水溶液進(jìn)行腐蝕），以清除加工過(guò)程中產(chǎn)生的缺陷。
(3)對(duì)于鎳銅合金鑄件，通過(guò)打磨方法排除缺陷的，必須先進(jìn)行腐蝕后才能進(jìn)行滲透檢測(cè)。
采用改進(jìn)后的滲透檢測(cè)工藝對(duì)鎳銅合金鑄件進(jìn)行檢測(cè)，可靠性大幅度提高，滿足了交付要求。
6 結(jié)論
鎳銅合金鑄件滲透檢測(cè)時(shí)，為避免出現(xiàn)晶間裂紋漏檢的問(wèn)題， 必須采用三氯化鐵溶液進(jìn)行腐蝕預(yù)處理，使缺陷允分暴露于表面，從而確保檢測(cè)結(jié)果的可靠性。
來(lái)源：《無(wú)損檢測(cè)》2015年第5期
