1J50合金.docVIP

有气密性要求1J50合金结构件生产工艺改进 Improved Production Technics of 1J50 Structural Part with Air Tightness Requirements 任福全1，2 陈军2 杨爱红2 韩锋2 （1，北京科技大学，北京100083）（2，北京北冶功能材料有限公司，北京100192） (1 University of Science and Technology,Beijing 100083 ) （2 Beijing Beiye Functional Materials Corporation,Beijing 100192） 摘要 经过对1J50锻棒制作的陀螺仪零件漏气点进行电镜能谱分析，导致材料气密性不合格的原因为钢中夹杂物。为降低钢中夹杂、提高钢质纯净度，生产工艺采用真空炉冶炼并过滤浇注，锻棒成品交货前超声波探伤，可大幅度提高材料气密性合格率。 关键词 气密性 纯净度 夹杂级别 过滤浇注 超声波探伤 Abstract This paper analyses the electron microscope energy spectrum of the gas leaking point of gyroscope made from 1J50 forged rod, and finds out that the existing inclusions in steel can leads to the failure of material’s air tightness. Vacuum induction furnace smelting and filtering casting can decrease the amount of inclusion and increase the purity of steel. Ultrasonic inspection for finished forged rods before delivery can increase the qualified rate of air tightness greatly. key words: air tightness, purity, grade of inclusion, filtering casting, ultrasonic inspection1 前言 1J50软磁合金产品类型包括冷轧带材、热轧带材、锻造型材（扁材、圆棒）、丝材等，由于具有高的饱和磁感强度和较高的导磁率，广泛用于制造电磁功能元件。随着科学技术发展，导航陀螺仪选用1J50合金制作外罩，是利用该材料屏蔽外磁场的同时又做为结构件，使用中内腔要保持较高的真空度，因此对外罩材料有气密性要求。生产中发现陀螺仪零件外壳检测后有相当数量漏气现象。本文分析了材料漏气原因，提出有针对性的解决措施，最终使材料满足气密性要求。 2 漏气原因分析 陀螺仪零件外壳系1J50锻造圆棒经车加工制成为杯状，其结构示意图见图1。在检测外壳是否漏气时，将其扣在专用仪器的接口处，用胶密封接口，抽真空，当真空度达到10-9Pa后时，氦气（氦原子半径是惰性气体中最小的）吹扫，若真空度没有变化，则说明外壳不漏气，能起到良好的密封效果；倘若压力表显示出真空度明显下降，说明外壳漏气是不合格品。 图1 陀螺仪零件结构示意图 Fig. 1 Structural diagram of gyroscope 对样品漏气点用线切割方法取下，在电镜下观察，发现漏气点存在夹杂物，经能谱扫描分析，其结果见图2（a）、（b），其化学组元中，含有氧化钛、氧化铝及硅酸盐类的非金属夹杂物。非金属夹杂物的存在，破坏了金属基体的连续性，特别是在金属变形加工过程中，夹杂物引起应力集中，导致在材料中提前产生微裂纹。其中氧化铝及钙的铝酸盐类夹杂物大多属于脆性夹杂物，在钢的热加工过程及在室温加工变形时都无范性，不能随基体一起变形，仍然保持原来的形状，只是或多或少的拉开了夹杂物颗粒之间的距离[1]。故认为造成零件气密性不合格的原因系钢中存在夹杂物。图2（a）：漏气点形貌 Fig. 2 (a)Morphology of the gas leaking point图2（b）：漏气点能谱Fig. 2 (b) Energy spectrum of the gas leaking point 发生漏气现象的陀螺仪坯料生产工艺流程为：非真空感应炉冶炼，浇注的钢锭经过扒皮后加热锻造开坯，坯料经过表面修磨再次加热锻造至成品圆棒。材料中夹杂物来源于渣料、耐火材料、金属元素的氧化物、脱氧产物等外来夹杂物及钢液在锭模内冷却过程中产生的氧化物为主的内生夹杂物。氧化物的