[发明专利]适用于铝合金圆铸锭超声波探伤的对比试块及制作方法

说明书

本发明公开了一种适用于铝合金圆铸锭超声波探伤的对比试块及制作方法，该试块呈阶梯状，具有若干不同的直径段，在各直径段上间隔分布着若干氧化铝球，各球氧化铝球的球心与轴线的偏差在10mm以内。所述氧化铝球的直径有三种，分别为1.2mm、2.0mm、3.2mm，在三个直径段上均有依序间隔排列的一颗Φ1.2mm、一颗Φ2.0mm、一颗Φ3.2mm的氧化铝球，相邻两氧化铝球的间隔为60‑70mm。制作方法用电磁搅拌半连铸技术制备铝合金圆铸锭，在制备过程中分阶段加入不同尺寸的氧化铝球球作为人工缺陷，氧化铝球球在电磁搅拌力的作用下分布到铸锭的心部。半连铸过程结束后，将制备出的铸锭加工成不同直径的圆形阶梯状试块，即可用于圆铸锭超声波探伤的对比试块。

技术领域

本发明属于超声波探伤对比试块制作领域，涉及一种适用于铝合金圆铸锭超声波探伤对比试块的制作方法。

背景技术

震铝合金圆铸锭一般采用半连铸方法制备，铸锭内通常会有以氧化夹杂物、气孔、粗大金属间化合物等为主要类型的缺陷，该类缺陷都具有一定体积，超过一定尺寸的缺陷会影响铸锭后续塑性加工后的多项性能。但目前对铸锭的超声波探伤及使用的对比试块都是参考锻坯、挤压坯等变形金属的探伤标准，都是以平底孔为人工缺陷，实际制备过程中是在铸锭上加工出不同大小的平底孔，这种平底孔试块加工难道较大，而且平底孔为面积型缺陷，与铸锭内体积型缺陷形貌差别很大，不利于对铸锭内缺陷大小的准确判定，因此有必要发明出一种更能反映铸锭内缺陷的对比试块以及方便可靠的制备方法。

发明内容

本发明的目的在于解决上述技术问题提供一种适用于铝合金圆铸锭超声波探伤的对比试块及制作方法，用来解决铝合金圆铸锭超声探伤没有适当的对比试块和国家标准的问题，更好反映出铸锭内存在的缺陷状况。

为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种铝合金圆铸锭超声波探伤的对比试块，该试块呈阶梯状，具有若干不同的直径段，在各直径段上间隔分布着若干氧化铝球，各球氧化铝球的球心与轴线的偏差在10mm以内。

优选地，所述氧化铝球的直径有三种，分别为1.2mm、2.0mm、3.2mm，在三个直径段上均有依序间隔排列的一颗Φ1.2mm、一颗Φ2.0mm、一颗Φ3.2mm的氧化铝球，相邻两氧化铝球的间隔为60-70mm。

优选地，各氧化铝球的球心与轴线对齐，相邻两氧化铝球的间隔为60mm。

优选地，所述小径段、中径段和大径段的长度均为180mm。

一种适用于铝合金圆铸锭超声波探伤的对比试块的制作方法，其特征在于：

步骤一，首先准备三颗Φ1.2mm、三颗Φ2.0mm、三颗Φ3.2mm的球形氧化铝球颗粒作为试块内人工缺陷，然后采用电磁搅拌半连续铸造工艺制备铝合金圆铸锭；

步骤二，在电磁搅拌半连续铸造过程中，当熔体流入结晶器并随牵引机构逐渐向下运动形成铸锭时，控制半连铸速度在30～50mm/min范围内，控制时间间隔在1.2-2分钟范围内依次往热顶内投入一颗Φ1.2mm、Φ2.0mm、Φ3.2mm的氧化铝球，直至9颗氧化铝球全部投入，根据铸锭规格，控制搅拌频率为3～10Hz，搅拌电流为20～40A范围内，使结晶器内熔体在电磁搅拌力作用下发生旋转，熔体旋转的速度在2～7转/秒范围内，氧化铝球随着金属熔体的旋转逐渐运动到铸锭轴心位置，

步骤三，半连铸结束后，将铸锭进行均匀化退火，使铸锭热处理状态与待检铸锭热处理状态保持一致，铸锭内各氧化铝球的球心与轴线的偏差在10mm以内，两颗氧化铝球颗粒的间距为60-70mm的距离依次分布着Φ1.2mm、Φ2.0mm、Φ3.2mm的氧化铝球；

步骤四，将圆铸锭车外皮，用超声波探伤仪确定氧化铝球球在圆铸锭内确切位置，然后将圆铸锭加工成三个不同直径D的阶梯状的圆铸锭，每个台阶L长度为180mm，每个台阶内各有一颗Φ1.2mm、Φ2.0mm、Φ3.2mm的球形氧化铝球。