粉末冶金汽車零件的裂紋檢測(cè)設(shè)備

付瑤 馬文娟 李淵

摘要：近年來(lái)，伴隨新型粉末冶金材料和新工藝的飛速開(kāi)展，粉末冶金汽車結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)在粉末冶金零件中的份額有所增加。對(duì)于粉末冶金汽車零件，裂紋是最致命的缺陷。 當(dāng)前的粉末冶金制造商除了將成型零件放置在泡沫板上之外，還避免了運(yùn)輸過(guò)程中發(fā)生的振動(dòng)和生裂紋，調(diào)整了成型的密度差，并采用了更先進(jìn)的CNC成型設(shè)備使用，此方法可以完全防止破裂。因此，粉末冶金公司迫切需要后續(xù)的裂紋檢測(cè)方法，尤其是無(wú)損檢測(cè)方法。近年來(lái)，我們不斷采用各種無(wú)損檢測(cè)方法，以有效降低汽車公司裂紋的風(fēng)險(xiǎn)。

關(guān)鍵詞：粉末冶金;汽車零件;裂紋檢測(cè)設(shè)備

所謂粉末冶金部分是指用于在低于壓制成型后的粉末的熔點(diǎn)的溫度下燒結(jié)合金粉末或金屬粉末的部分。在粉末冶金汽車零件的實(shí)際制造過(guò)程中，由于某些原因可能會(huì)出現(xiàn)裂紋。如果發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)的裂紋并沒(méi)有及時(shí)進(jìn)行處理，則它們會(huì)給冶金和制造人員帶來(lái)安全問(wèn)題，甚至引起冶金人員的安全問(wèn)題。因此，使用科學(xué)有效的裂紋檢測(cè)技術(shù)來(lái)檢測(cè)粉末冶金汽車零件的運(yùn)行狀態(tài)非常重要。

一、各類裂紋檢測(cè)和探傷技術(shù)應(yīng)用

（一）電子放大鏡裂紋檢測(cè)儀

如圖1所示，使用電子放大鏡裂縫檢測(cè)器檢測(cè)裂縫的基本原理是：將要測(cè)試的產(chǎn)品放在旋轉(zhuǎn)的夾具上，然后將電子放大鏡對(duì)準(zhǔn)容易產(chǎn)生裂紋的凹面根部，調(diào)整為透明并旋轉(zhuǎn)產(chǎn)品。檢查人員將根據(jù)裂縫的大小確定密封樣品是否破裂或松動(dòng)，適用于分步檢測(cè)產(chǎn)品。

（二）機(jī)械視覺(jué)外觀缺陷檢測(cè)機(jī)

使用工業(yè)視覺(jué)缺陷檢查器檢測(cè)裂紋的基本原理是：自動(dòng)旋轉(zhuǎn)，通過(guò)自動(dòng)進(jìn)紙盤裝載材料，并裝載中央傳送帶。通過(guò)后，使用旋轉(zhuǎn)機(jī)械手夾緊產(chǎn)品。視覺(jué)系統(tǒng)執(zhí)行計(jì)算機(jī)分析，并將其與計(jì)算機(jī)上存儲(chǔ)的圖像進(jìn)行比較。破裂或缺少材料的產(chǎn)品將從斜坡上直接放入紅色垃圾箱，計(jì)算機(jī)會(huì)計(jì)算出有缺陷和合格零件的數(shù)量。工業(yè)視覺(jué)方法在裂縫檢測(cè)中具有較高的自動(dòng)化程度，但是由于諸如色差和油漬等原因，其具有一定的假陽(yáng)性率。同時(shí)，無(wú)法確定內(nèi)部裂紋。由于該設(shè)備的結(jié)構(gòu)，它僅適用于檢測(cè)中小型產(chǎn)品的缺角和明顯的外部裂紋。

（三）磁粉探傷儀

使用磁粉缺陷檢測(cè)儀檢測(cè)裂紋的工作原理：用磁性粉末噴涂產(chǎn)品，使用線圈或銅棒對(duì)產(chǎn)品通電并磁化，然后將磁化的產(chǎn)品置于紫色熒光燈下并檢查。熒光粉聚集在裂縫中并發(fā)出綠光。為了去除殘留的磁性粉末，必須在檢查磁性顆粒之后對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行消磁和清潔。磁粉檢測(cè)僅適用于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的產(chǎn)品，例如單臺(tái)階產(chǎn)品，不適合表面有臺(tái)階和角松的產(chǎn)品。在磁粉檢查中，由于粉末流動(dòng)引起的松動(dòng)經(jīng)常被誤認(rèn)為是裂紋，因此在這種情況下，有必要使用金屬結(jié)構(gòu)方法檢查裂紋。由于磁化是切斷磁力線的功能，因此對(duì)于徑向裂紋，必須使用線圈劃痕檢測(cè)方法，對(duì)于軸向裂紋，必須使用銅棒劃傷檢測(cè)方法。另外，新型磁性粒子缺陷檢測(cè)儀還具有復(fù)合磁化功能。

（四）超聲波探傷儀

超聲波探傷的工作原理是超聲波反射的原理。也就是說(shuō)，超聲波在兩種不同介質(zhì)（裂紋表面）之間的界面處反射。反射能量通過(guò)反射波的高度進(jìn)行測(cè)量和測(cè)試。在零件的底表面上產(chǎn)生的反射波稱為底表面波，當(dāng)?shù)妆砻媾c測(cè)量面之間存在裂紋時(shí)，也稱為在斷裂面上回波的缺陷波，但通常僅產(chǎn)生反射波，會(huì)發(fā)生壞波。這表明在測(cè)試表面和底表面之間存在缺陷，如果超聲波探傷儀的增益太大，則會(huì)在底表面波之前產(chǎn)生干擾波。這些干擾波容易與次品波混淆，但通常不會(huì)太高。為方便操作，我們將除下波以外的其他波歸納為壞波，證明了壞波高度小于30%的零件的性能與普通零件相同，并且通過(guò)金屬結(jié)構(gòu)檢查未發(fā)現(xiàn)裂紋。超聲波探傷儀可以顯示的最高峰值為126%，而高于126%的所有峰高儀均顯示126%。如果缺陷的波高為30%<AM%<126%，則破壞程度被認(rèn)為是微弱的。

（五）金相分析

各種類型的裂紋中的可疑裂紋和缺陷檢測(cè)可以通過(guò)金相顯微鏡分析來(lái)識(shí)別。金相方法是確定裂紋的最準(zhǔn)確方法，如果對(duì)上述其他方法有任何疑問(wèn)，或者需要各種裂紋的標(biāo)準(zhǔn)樣品，則可以使用金屬組織學(xué)方法進(jìn)行檢查。但是，應(yīng)該強(qiáng)調(diào)的是，金相方法不是非破壞性的測(cè)試。該產(chǎn)品必須通過(guò)金相技術(shù)銷毀，并且只能用于實(shí)驗(yàn)和驗(yàn)證，實(shí)際的100%檢查方法僅用于以上幾種設(shè)備。

二、裂紋檢測(cè)技術(shù)在粉末冶金制件中的實(shí)際應(yīng)用

粉末冶金零件加工廠主要生產(chǎn)鐵磁粉末冶金零件。在制造過(guò)程中，由于各種原因，零件的質(zhì)量存在一定的缺陷，并且某些零件存在脫模裂紋或燒結(jié)裂紋。為了確保產(chǎn)品質(zhì)量采樣的有效性和準(zhǔn)確性，必須使用先進(jìn)的裂紋檢測(cè)技術(shù)對(duì)采樣的樣品進(jìn)行精確的裂紋檢測(cè)。根據(jù)許多實(shí)際驗(yàn)證，差動(dòng)渦流檢測(cè)技術(shù)不僅操作方便快捷，成本低廉，檢測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確，而且檢測(cè)過(guò)程不會(huì)損壞產(chǎn)品。這是一種更實(shí)用的裂縫檢測(cè)方法。例如，我們將以冶金零件支架的脫模裂紋為例，說(shuō)明裂紋檢測(cè)技術(shù)的具體工作過(guò)程及其在確保粉末冶金零件正常運(yùn)行中的重要意義。由于粉末冶金制造過(guò)程的性質(zhì)，對(duì)于所使用的所有類型的工件都有一定的脫模裂紋規(guī)定，并且支撐脫模裂紋通常出現(xiàn)在螺栓連接孔和氣缸底部周圍。在進(jìn)行測(cè)試之前，應(yīng)選擇無(wú)裂紋的軸承作為標(biāo)準(zhǔn)零件，以供參考和比較測(cè)試的軸承。如果要檢測(cè)螺栓連接孔，請(qǐng)將一個(gè)傳感器連接到標(biāo)準(zhǔn)組件螺栓孔，將另一個(gè)傳感器連接到經(jīng)過(guò)測(cè)試的支撐螺栓孔，兩個(gè)傳感器的檢測(cè)線圈將有差異地運(yùn)動(dòng)。連接泡沫，打開(kāi)檢測(cè)電路，并開(kāi)始檢測(cè)所測(cè)試的支撐物的裂紋。從以上分析可以看出，裂紋檢測(cè)技術(shù)的實(shí)質(zhì)是比較未破裂和破裂的零件產(chǎn)生的不同輸出信號(hào);如果兩個(gè)輸出信號(hào)不一致。如果測(cè)試的支撐螺栓的孔中有裂紋缺陷，則顯示屏將顯示相應(yīng)的測(cè)試結(jié)果以及聲光警報(bào)。根據(jù)相同的原理，可以使用相同的裂紋檢測(cè)技術(shù)來(lái)檢測(cè)支撐筒和其他粉末冶金部件底部的裂紋。

結(jié)語(yǔ)：

總體而言，隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，粉末冶金汽車零件的裂紋檢測(cè)技術(shù)也需要不斷改進(jìn)和完善，只有這種方法才能真正有效的發(fā)揮作用。

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作者簡(jiǎn)介：付瑤（1974—），女，陜西咸陽(yáng)人，助理工程師。研究方向：粉末冶金零部件設(shè)計(jì)、制造過(guò)程的質(zhì)量管理。

通訊作者簡(jiǎn)介：馬文娟（1982—），女，陜西咸陽(yáng)人，工程師。主要從事棉檢儀器設(shè)計(jì)、電氣自動(dòng)化及科技咨詢服務(wù)等工作。

作者簡(jiǎn)介：李淵（1979—），男，陜西咸陽(yáng)人，高級(jí)政工師。研究方向：裝備制造業(yè)領(lǐng)域科技服務(wù)。

陜西省機(jī)械研究院