浅析锻件的检测和质量控制

锻件缺陷可能会影响后续加工工艺或在后续处理过程中把缺陷放大，有的会严重影响锻件的功能，甚至极大地降低所制成品件的使用寿命，危及安全。对锻件进行检测，可以对已制成锻件的质量进行评价，找出判定合格或不合格的证据，还可以对检测数据进行统计分析,找出出现不合格件的原因，给改进提供方向，预防不合格件的产生。

锻件质量检测项目包括：材质、尺寸、重量、外观、物理性能（硬度、屈服强度、抗拉强度、冲击功）、无损探伤（磁粉检测、超声波、渗透检测、涡流检测）、剖面流线、脱碳层深度、金相组织）。磁粉探伤检测如图1所示，金相检测如图2所示。

图1 磁粉探伤

图2 金相组织

（表面有0.13mm脱碳层）

根据需要，可以选择不同的检测方法，如：材质可以用化学分析，也可以用光谱分析；尺寸检测有卡尺、三坐标、激光扫描仪、轮廓仪、投影仪、专用量规。

但不同的检测方法会影响: ⑴检测的精度，数据的可靠性；⑵检测的效率；⑶检测的成本。通常在满足标准要求的情况下，选用效率高、成本低的检测方法。

原材料的检测和控制

⑴验证质量证明文件：质量保证书内容是否齐全、清晰，质保书所列各项指标是否符合采购文件、合同或技术协议的要求。对炉号有要求的，质保书的炉号是否与收货相符，有无混炉号现象。

⑵原材料尺寸检验：对直径、厚度、断面形状尺寸、长度等进行测量。

⑶外观检测：有无裂纹、锈坑、弯曲变形、硬损伤，有无标识混乱等。

⑷必要时，对原材料取样进行成分分析、物理性能检测、低倍组织检测（图3）、金相分析、淬透性试验，可以进行塔形试验（图4），以检验是否有发纹及严重度大小等。

下料毛坯的检测和控制

检测坯料的规格、表面质量、断口形状和尺寸、重量、长度等是否符合工艺文件的要求，测量的方法有：目测、游标卡尺、直尺、电子秤、角度尺等。对料头或料尾有要求的，应按要求进行。对坯料应做好标识，并做到按批号先进先出。

图3 圆钢低倍组织试样

图4 原材料塔形试验样件

锻造开始前需检查的内容

锻造前应检查生产用的技术文件是否齐全，文件版本是否有效；测量工具、量规、计量器具是否齐全，且是否完好，是否在有效期内，有些计量器具需要调零或校准；验证工装、模具是否正确，齐全，完好；检查坯料箱标识卡上的信息是否正确，是否符合要求；检验预热的模具温度是否达到要求。

锻造过程中的检验和控制

坯料的温度检测和控制

若有温度检测系统，并且带有分选装置，实现温度测量和控制较易实现，可靠度较高，但有一个要点，就是对热电偶要定期比对和校准，并做好记录。对超温料要当班报废，对低温料可再返工加热，并可多次加热使用，对温度合格但未锻坯料，根据产品要求，最多可重复加热2到3次，对要求严格的锻件，这种坯料需集中一起，在锻造结束时作为一个批次生产，并做好记录和标识。对要求不严的锻件，可当班随时处理，无须单独标识和记录。

若没有温度检测系统，应用比色卡比对温度。也可凭经验判断，但须有一定经验的电炉工和炉前工。

锻造制坯时的检测和控制

制坯有镦粗、拔长、折弯、镦头等，若用工装模具且带有限位，则制成的坯料尺寸稳定，质量能有保证。若限位不易实现，应在制坯旁放一个比对物，在制坯操作时随时比对。因制坯操作很快，慢了会导致温度下降很快，尺寸测量难度大，测量操作需要快捷准确，不易实现，因此用比对物的方法，简单易行。

锻造成形工序的检验和质量控制

此工序的主要工作是调整厚度，模具对正，容易出现的缺陷有，尺寸超差、缺材、折叠、错模、磕碰、标记缺失或不清晰、有氧化坑，对难出模的件，易出现弯曲或变形。

切边工序检测和质量控制

检查切边尺寸是否合格的便捷方法是用样板，切边工序主要检测内容：毛刺、有无过切、残余飞边大小、有无冲头压痕、有无磕碰、有无冲切变形。

整形工序的检测和质量控制

整形是为了弥补锻造过程中产生的变形，为了达到更精确的尺寸要求和更好的表面形状和粗糙度。整形工序的检查要点是：所整尺寸是否达到预期要求，是否产生压痕，有无矫枉过正，有无干涉到其他尺寸。

锻造完成后在线检验和质量控制

锻造所有工序完成后，对锻件按技术标准进行全面的检验和评估，对出现的不合格通过调整模具再试制的锻件,需重新测量，判定不合格是否已消除，模具调整完毕，需进行首件检验,并做好标识，以便巡检人员复核。首件保留直到班次结束，可随产品转到下一工序。检测结果应做好记录，对记录的数据应进行统计分析，根据需要对某些特性可以做过程能力分析，如图5所示。

能在锻造现场检验的项目尽量在现场测量，需用专门测量仪器或装置测量的项目，如：磁粉探伤、三坐标、投影仪等，待现场能测量的项目完成后，再送到实验室检测，按照先易后难的原则，减少测量成本。因锻件流线是由锻造工艺决定的，与锻件厚度和错模等模具的小调整关系不大，而进行剖面流线试验需花费时间长，因此剖面流线检验可以早期进行，锻件剖面流线图如图6所示。

根据要求，可对锻件进行全尺寸检验，即对图纸标注的所有尺寸项目全检，一般情况下检查的内容很多，对新产品，批量生产时的首件，或新换的模具进行全尺寸检验的较多，主要是为了防范模具制作时发生的不合格。

图5 锻造高压共轨20#尺寸过程能力分析

图6 锻件剖面流线图

对测量不合格的锻件，要标识，并隔离处置，不能混入批量合格产品中。

一般情况下，热锻件严禁用水冷却，为了提高检测效率，减少测量前的冷却等待时间，在允许的情况下，可以用风吹，对铬钼钢不要用风吹，若用风吹，影响后续机械加工。

锻造完工检验及质量控制

锻件批量结束，转序前应做锻造完工检验，根据文件要求，可进行抽样检验或全检，需评估产品缺陷对后续的质量风险大小和质量成本高低，再决定是否全检，若全检成本低于后续发生的质量成本，就选择全检，质量控制的原则是，尽量把不合格在前一工序消除。

全检的项目一般有：外观、标记、重要尺寸，有通止要求的部位，尽量选用通止规。对挑选出的不合格产品，在不合格的部位用红笔做上标记，便于辨识、便于区分和后续处置。装不合格品的筐应用黄色标志，并应有防错措施。

锻件成品的检验及质量控制

⑴成品检验时间最好安排在批量包装完成30%以上（有些顾客要求验货时包装数量必须超过60%），包装方式达到发货条件。

⑵由专门的成品检验人员按检验文件规定的抽样方案开箱检验，随机抽样。

⑶对存放时间很长，储存环境不好的成品，在发货前加大开箱检查数量，有时需把位于上、中、下、侧中的产品都检查。主要检查外观是否生锈、霉变、变色、表面涂料脱落、包装物是否破损或粘附在产品上。

⑷对材质、屈服强度、抗拉强度、冲击功等一些指标如果在成品检验前的某工序已经做过，且记录完好，可以直接引用这些数据，不必重做。

⑸成品检验记录的格式应符合顾客要求，电子文档使用的软件应和顾客的质量管理系统兼容。

线束语

锻造是个复杂的过程，集成了金属材料、锻造工艺、模具设计与制造、温度控制、测量技术、数据处理和质量管理，说明了影响锻件质量的因素是多方面的，产出锻件之前需经历多个过程，因此，只有检测和控制好影响锻件质量的各个因素和过程，让每个过程和因素都合格，才能保证最终锻件合格。同一检测项目有多种检测方法，根据实际情况，在保证结果可靠，满足生产效率的前提下，尽量使用成本低的方案，自制量规和专用量具是个很好的选择。测量的数据通过处理，不但能成为锻件合格与否的判定依据，还能借助分析的数据找到导致不合格的原因，从而可采取有效的措施改进锻件质量。

来源：《锻造与冲压》2018年第11期