TCFA 0106012-2023 汽車壓鑄件孔隙率測定方法

ICS77.120.01CCSJ31團(tuán) 體 標(biāo) 準(zhǔn)T/CFA0106012—2023T/CSAE301—2023汽車壓鑄件孔隙率測定方法Porositydeterminationmethodfordiecastingsofautomobile2023–05–29

2023–08–29實(shí)施中國鑄造協(xié)會發(fā) 布中國汽車工程學(xué)會T/CFA0106012—2023T/CSAE301—2023目??次前 言 III引 言 IV范圍 1規(guī)范性引用文件 1術(shù)語和定義 1標(biāo)識 4測定儀器 6樣品制備 7測定步驟 9測定報(bào)告 11精度與偏差 12參考文獻(xiàn) 13圖1 當(dāng)量直徑 2圖2 費(fèi)雷特直徑 2圖3 類比直徑 2圖4 最大孔隙 3圖5 壓鑄件試樣表面的明顯的劃痕 8圖6 壓鑄件試樣表面的污染表面 8圖7 壓鑄件拋光態(tài)的磨片 9圖8 選取的測定基準(zhǔn)面 10圖9 基準(zhǔn)面超出時(shí)的選取 10圖10 基準(zhǔn)面位置疊加時(shí)的處理 11表1 壓鑄件孔隙分類及標(biāo)識符號 5表2 壓鑄件不同表面粗糙度選擇的孔隙率測試手段 6表3 研磨紙粒度與壓鑄件試樣表面粗糙度對應(yīng)關(guān)系 8ⅠT/CFA0106012—2023T/CSAE301—2023前 言本文件按照GB/T1.1-2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識別專利的責(zé)任。本文件由中國鑄造協(xié)會壓鑄分會提出。本文件由中國鑄造協(xié)會和中國汽車工程學(xué)會歸口。江蘇中翼汽車新材料科技有限公司本文件主要起草人：徐宏、李貞寬、彭立明、沈林根、張東、李娟、肖明海、肖剛、徐浩珂、周延、劉子利、王博、匡中華。本文件為首次發(fā)布。IIT/CFA0106012—2023T/CSAE301—2023引 言目前，壓鑄件孔隙率作為必檢項(xiàng)目，被廣泛地應(yīng)用在一汽大眾、上海大眾、上海通用、北美通用以及上汽集團(tuán)等汽車零部件開發(fā)和工裝樣件的認(rèn)可中。在國內(nèi)自主開發(fā)車型的大趨勢下，國內(nèi)汽車行業(yè)廠家主要還是依據(jù)國外企業(yè)及其團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測。國內(nèi)，目前沒有關(guān)于壓鑄件孔隙率的測定方法的國家標(biāo)準(zhǔn)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；上汽集團(tuán)股份有限公司有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，但關(guān)于孔隙率的基準(zhǔn)面的選擇沒有具體說明；國外，大眾對孔隙率要求比較詳細(xì)，但沒有具體的測定方法說明。本文件的制定和實(shí)施，將促進(jìn)國內(nèi)廠家掌握汽車壓鑄件孔隙率的測定方法。ⅢT/CFA0106012—2023T/CSAE301—2023汽車壓鑄件孔隙率測定方法范圍（規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。凡是注日期的引用文件，（包括所有的修改單適用于本文件。GB/T5611 鑄造術(shù)語GB/T6060.1 表面粗糙度比較樣塊第1部分鑄造表面GB/T11346 鋁合金鑄件射線照相檢測缺陷分級GB/T13821 鋅合金壓鑄件GB/T15056 鑄造表面粗糙度評定方法GB/T15114 鋁合金壓鑄件GB/T25747 鎂合金壓鑄件術(shù)語和定義GB/T5611界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。壓鑄件 diecastings采用壓力鑄造方法制備的零件。汽車壓鑄件 diecastingsforautomobile采用壓力鑄造方法制備的用于汽車的壓鑄件。孔隙 pore氣孔、針孔、縮孔、縮松和渣孔等孔洞類缺陷的總稱。參考面 referencearea氣孔標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)值的表面。1T/CFA0106012—2023T/CSAE301—2023參考面粗糙度 roughnessofthereferencesurface參考面（3.4）的表面粗糙度，單位為微米(μm)。注：如果沒有注明粗糙度信息，微觀不平度十點(diǎn)高度(Rz)值為0自動適用，相當(dāng)于一個(gè)金相拋光態(tài)試樣?？紫堵拾俜直?porecontent孔隙在參考面中所占的面積百分比。量徑 equvalntdiaeteF1。圖1 當(dāng)量直徑費(fèi)雷特直徑 feret'sdiameter對不規(guī)則孔隙大小的描述常用的參數(shù)。經(jīng)過該孔隙的中心，任意方向的直徑，見圖2。圖2 費(fèi)雷特直徑比徑 comariondiaeteL包含孔隙的圓的直徑，見圖3。圖3 類比直徑2T/CFA0106012—2023T/CSAE301—2023孔長 porelength（3.3.11]。最大孔隙 maximumpore當(dāng)量直徑（3.7）或孔長（3.10）。直徑符號后未顯示下標(biāo)縮寫，默認(rèn)使用孔長。注：d≤min(D1D，見圖4。圖4 最大孔隙孔隙率 porosity孔隙（3.3）在參考面（3.4）中所占的面積百分比或最大孔隙（3.11）允許的個(gè)數(shù)。[來源：GB/T5611-2017，4.6.30，有修改]相鄰孔隙間距 distanceofadjacentpores[A]是一個(gè)整數(shù)因子，與相鄰兩個(gè)較小孔的直徑相乘，計(jì)算出的最小距離。注：該值應(yīng)由制造商和購買者商定。當(dāng)兩個(gè)孔隙相鄰時(shí)，若兩者之間的邊緣間距小于較小孔隙的直徑時(shí)，應(yīng)視為一個(gè)孔隙。忽略的孔隙 disregarded[U]只用于具有密封功能的加工表面。[U]0.1m為級數(shù)修約。制分辨率將根據(jù)檢查的評判表面的質(zhì)量自動綁定?？紫兜臄?shù)量 numberofpores每個(gè)參考表面的允許單獨(dú)孔隙的數(shù)量最大整數(shù)值。該參數(shù)以0.5mm為級數(shù)修約。不存在直徑小于0.5mm的規(guī)格。注：僅用于加工面，孔隙堆積在這里被視為單個(gè)孔隙。3.163T/CFA0106012—2023T/CSAE301—2023展開規(guī)則 unfoldrule3.17隙積 poreacumuatins],]]鑄件緩慢凝固區(qū)出現(xiàn)的很細(xì)小的孔洞。注：當(dāng)相鄰兩個(gè)孔隙之間的距離小于較小孔隙的直徑時(shí)，就會出現(xiàn)孔隙堆積。[H]–(無標(biāo)注時(shí))指的是整個(gè)參考面的孔隙堆積（疏松）[HR]–參考表面邊緣區(qū)域(外三分之一)的孔隙堆積[HK]–參考表面中心區(qū)域(內(nèi)三分之一)的孔隙堆積[H]、[HR]或[HK]的值可以有以下二進(jìn)制值:0=表示禁止孔隙堆積1=表示允許孔隙堆積如果指定了除孔隙堆積外的最大孔徑，則孔隙堆積被視為單個(gè)孔隙?？讖匠^最大允許單個(gè)孔徑的孔隙堆積是不允許的。3.18大孔群 locaizedporsites],]或]:當(dāng)孔隙堆積（疏松）的直徑超過單個(gè)孔隙的最大允許直徑時(shí)為粗大氣孔群。1：[N]-(無標(biāo)注時(shí))是指整個(gè)參考面的粗大氣孔群[NR]–指的是參考面邊緣區(qū)域(外三分之一)[NK]–指的是參考面中心區(qū)域(內(nèi)三分之一)[N],[NR],[NK]的值可以有以下二進(jìn)制值:0=表示禁止粗大氣孔群1=表示允許粗大氣孔群如果[N]、[NR]或[NK]列在孔隙密鑰中，但沒有指定值，則值1自動適用。粗大氣孔群在相關(guān)區(qū)域是允許的。注2：如果允許粗大氣孔群的出現(xiàn)，那么自動意味著允許孔隙堆積（疏松）。反之，如果不允許粗大氣孔群出現(xiàn)，并不意味著不允許出現(xiàn)疏松，只要滿足圖紙對疏松的那些要求（[H]、[HR]、[HK]）即可。標(biāo)識孔隙標(biāo)識孔隙標(biāo)識應(yīng)滿足下列要求：圖樣上應(yīng)根據(jù)零件結(jié)構(gòu)明確標(biāo)識孔隙率測試部位。孔隙率及孔隙等要求，應(yīng)在零件圖樣技術(shù)要求中明確規(guī)定；壓鑄件孔隙率不適用于整個(gè)壓鑄件，壓鑄件不同部位有要求時(shí)，應(yīng)使用本文件方法在壓鑄件圖樣上明確標(biāo)識；無特殊說明，機(jī)械加工表面損傷應(yīng)被當(dāng)作孔或缺陷處理。孔隙率標(biāo)識方法4T/CFA0106012—2023T/CSAE301—2023孔隙分類及標(biāo)識孔隙分類及標(biāo)識符號，見表1。表1壓鑄件孔隙分類及標(biāo)識符號檢測孔隙的鑄件類別適用零件孔隙標(biāo)識符號受動態(tài)載荷的壓鑄件車身結(jié)構(gòu)件、發(fā)動機(jī)/變速箱懸置、支架等D受靜態(tài)載荷的壓鑄件電機(jī)殼體、壓縮機(jī)殼體等S功能面特殊要求的壓鑄件裙架、凸輪軸支架和各類殼體等密封面F其它無特殊要求的壓鑄件G孔隙率檢測分類G、DS，用百分比表示最大允許的孔隙率。F，應(yīng)規(guī)定每個(gè)功能面孔隙的最大直徑和最多許可的孔隙數(shù)量?？紫堵蕵?biāo)識示例壓鑄件孔隙率標(biāo)識應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn))-[1][數(shù)值]/[2][數(shù)值]/…(n](數(shù)值)順序確定。示例示例1：T/CFAXXX-RZ0/%5/φ2/N0禁止粗大氣孔群單個(gè)氣孔大小小于等于2mm孔隙率要求小于等于5%金相拋光態(tài)試樣標(biāo)準(zhǔn)示例2：T/CFAXXX-Z4/φ2.5/A3/H1/U0.5氣孔直徑小于等于0.5mm忽略不計(jì)參考面允許孔隙堆積孔隙之間的最小間距3×φmin最大單個(gè)孔隙直徑小于等于2.5mm功能面氣孔數(shù)小于等于4個(gè)金相拋光態(tài)試樣標(biāo)準(zhǔn)5T/CFA0106012—2023T/CSAE301—2023示例3：T/CFAXXX-Z4/φ2/A3/HK1/U0.5氣孔直徑小于等于0.5mm忽略不計(jì)參考面中心區(qū)域（內(nèi)三分之一）允許孔隙堆積孔隙之間的最小間距3×φmin最大單個(gè)孔隙直徑小于等于2mm功能面氣孔數(shù)小于等于4個(gè)金相拋光態(tài)試樣標(biāo)準(zhǔn)示例4：T/CFAXXX-Z4/φ2/A4/HR1/U0.5氣孔直徑小于等于0.5mm忽略不計(jì)參考面邊緣區(qū)域（外三分之一）允許孔隙堆積4×φmin2mm功能面氣孔數(shù)小于等于4個(gè)金相拋光態(tài)試樣標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)條件孔隙率試驗(yàn)溫度宜為（20±10）℃；濕度不應(yīng)大于75%。測定儀器2的規(guī)定。表2 壓鑄件不同表面粗糙度選擇的孔隙率測試手段微觀不平度十點(diǎn)高度(Rz)μm0鑒定輔助手段反射光顯微鏡光學(xué)放大倍率20x～25x1～10測量顯微鏡10：16T/CFA0106012—2023T/CSAE301—2023表2（續(xù)）微觀不平度十點(diǎn)高度Rzμm鑒定輔助手段光學(xué)放大倍率11～25放大鏡或測量顯微鏡5：1～6：1＞25放大鏡或數(shù)學(xué)照相術(shù)1：1～2：1粗輪廓肉眼觀察——加工面肉眼觀察——金相顯微鏡鋁合金、鋅合金、鎂合金壓鑄件應(yīng)在16×～30×放大倍率金相顯微鏡倍數(shù)下獲取圖片，并獲取整個(gè)截面。宜采用自動拼圖的、具有孔隙率測試分析軟件的金相顯微鏡。無損檢測設(shè)備CTGB/T11346（1:1比例樣品制備取樣部位ANSYS、FEACAE分析軟件計(jì)算獲得的應(yīng)力截面。無規(guī)定取樣部位時(shí)，應(yīng)由供需雙方協(xié)商確定。取樣選取孔隙率截面切取的壓鑄件試樣，可從多個(gè)位置來選擇平截面。X-RAY探傷、CT掃描等方式獲悉，應(yīng)選取包含氣孔或縮孔最嚴(yán)重區(qū)域的壓鑄件截面作為孔隙率截面位置。粗處理Rz不應(yīng)小于200的，應(yīng)采用砂輪機(jī)、砂輪片或砂輪盤等粗處理。鑲嵌（Φ30mm15mm）的標(biāo)準(zhǔn)試樣。研磨7T/CFA0106012—2023T/CSAE301—2023試樣粗磨、精磨等應(yīng)使用磨光機(jī)、研磨紙?zhí)幚怼?。表3 研磨紙粒度與壓鑄件試樣表面粗糙度對應(yīng)關(guān)系研磨紙粒度微觀不平度十點(diǎn)高度Rz μm32046500308002210001812001525001040005無塑性結(jié)構(gòu)變形；5；6。圖5 壓鑄件試樣表面的明顯的劃痕圖6 壓鑄件試樣表面的污染表面拋光8T/CFA0106012—2023T/CSAE301—2023壓鑄件應(yīng)使用拋光機(jī)，帶膠拋光絲絨、精拋絨等拋光織物配合金剛石噴霧拋光劑等粗拋和精拋工作。壓鑄件樣品拋光后的表面粗糙度（即參數(shù)[Rz]數(shù)值）GB/T6060.1GB/T15056規(guī)定執(zhí)行。Rz無要求的金相磨片（拋光態(tài)）時(shí)，金相磨片應(yīng)滿足下列要求：100：17。圖7 壓鑄件拋光態(tài)的磨片磨片表面平整度：磨片不應(yīng)有邊棱倒圓或壓痕；無塑性結(jié)構(gòu)變形：磨片不應(yīng)有加工步驟而造成的殘余變形。腐蝕孔隙率檢測宜采用4%的氫氟酸腐蝕劑浸蝕處理3s～5s。測定步驟220V～240V15min選取區(qū)域（430選定基準(zhǔn)面8?；鶞?zhǔn)面形狀選擇應(yīng)根據(jù)拼接圖片待測定區(qū)域形狀確定，基準(zhǔn)面形狀與待測定區(qū)域的外形宜匹配。9T/CFA0106012—2023T/CSAE301—2023正方形基準(zhǔn)面 b)三角形基準(zhǔn)面 c)圓形基準(zhǔn)面圖8 選取的測定基準(zhǔn)面評判面應(yīng)為圍繞孔和螺紋的最大圓環(huán)面展開的矩形，基準(zhǔn)面應(yīng)為圍繞孔和螺紋的最大圓環(huán)面展開的矩形兩個(gè)邊長中較小的邊長為正方形基準(zhǔn)面的邊長。測定基準(zhǔn)面應(yīng)覆蓋住評判面最大可能的面積，允許基準(zhǔn)面產(chǎn)生偏差，偏差不應(yīng)大于評判面面積5%的偏差，二值化計(jì)算孔隙率時(shí)應(yīng)在以后基準(zhǔn)面的計(jì)值中剔除，見圖9。圖9 基準(zhǔn)面超出時(shí)的選取不同形狀的壓鑄件基準(zhǔn)面選擇應(yīng)滿足下列要求： 正方形的一邊與密封件局部寬度相符合，或相當(dāng)于圖紙中說明的凹槽通道時(shí)，應(yīng)將基準(zhǔn)面的突緣在稍后基準(zhǔn)面的計(jì)值評價(jià)時(shí)扣除。密封面中的基準(zhǔn)面突緣，允許不受限制。也適用于近似圓環(huán)形的壓鑄件幾何形狀，倒圓的角和形成近似圓環(huán)形幾何形狀的切割或加工的表面。在強(qiáng)度觀點(diǎn)下選擇參考面可導(dǎo)致小的測定基準(zhǔn)面與較大的測定基準(zhǔn)面或其他形狀的測定基準(zhǔn)面重疊。薄壁到厚壁范圍的測定基準(zhǔn)面疊加不應(yīng)大于較小測定基準(zhǔn)面的50%，見圖10A/B宜小1。10圖10 基準(zhǔn)面位置疊加時(shí)的處理復(fù)雜幾何形狀的壓鑄件基準(zhǔn)面確定有異議時(shí)，應(yīng)與最終驗(yàn)收方磋商。孔隙率測定

T/CFA0106012—2023T/CSAE301—2023/二值化/孔隙率定級D、S、GDSG1～4時(shí)應(yīng)修約到整數(shù)；大于5時(shí)，宜以5為級數(shù)修約，0%不應(yīng)存在。注1：如果孔隙率要求＜5%，除了指定的參考面的孔隙百分比含量外，任何參考面的子參考區(qū)域（單個(gè)視場）的孔隙率均應(yīng)滿足＜4%的要求。子參考區(qū)域（視場）固定的尺寸要求為(4×3)mm2。注2：整數(shù)步幅從1%到4%（即1%～4%時(shí)修約到整數(shù)）；大于5%時(shí)以5%為級數(shù)進(jìn)行整數(shù)步幅修約。0%的規(guī)格是不存在的。＜5