扫描电镜在水冷机壳铸件缺陷检测中的应用
2021-04-07张矫阳梁秋华邬健恒
中国铸造装备与技术 2021年2期
张矫阳,梁秋华,邹 昊,邬健恒
(1.惠州古川科技有限公司,广东惠州 516100;2.华南理工大学广州学院机械工程学院,广东广州 510800)
1 引言
新能源汽车电动机的外壳由铝合金低压铸造方法制造成型,为了能使电动机壳在行驶过程中得到持续冷却,机壳结构内部沿着圆筒形状环绕分布着圆桶形状的冷却水套。如图1 所示,冷却水道结构形状由低压铸造时预置于模具内部的砂芯形成。由于水冷机壳铸件本身壁厚不均匀,容易在局部形成热节,结晶凝固时便常常产生气孔和缩孔等缺陷[1-3]。更突出的是内部桶状冷却水道砂芯的结构具有隔阻低压铸造顺序凝固的作用,增加了局部孤立液相位置的缩松趋势。许多企业由于缺乏及时有效的检测手段,生产中此类质量问题往往直到水冷机壳完成所有低压铸造和机加工流程,最后试水压时才发现冷却水道不通,因此使水冷机壳变为废品,造成高能耗的低压铸造生产重复浪费。蔡司的EVO 系列扫描电镜是带有成像滤波器及数字化扫描的透射电镜,可以通过试样表面的光栅状扫描对其内部组织进行成像,电子束在加速电压的作用下经过三级电磁透镜扫描,图像分辨率达到3.0nm。因此能对铝合金低压铸件内部微观结晶组织进行拍照观察,以及材料断口分析、晶粒尺寸、形状分析,晶体和晶粒取向测量等。可以及时发现批量低压铸造零件的工艺缺陷,帮助技术人员采取对应的工艺改进措施,加快铸件壁厚不均匀位置和部分孤立液相位置的冷却速度,保证低压铸造顺序凝固的正常进行[4,5],具体过程详述如下。……
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