CN106248687A - 一种非破坏性金属表面缺陷显微检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种非破坏性金属表面缺陷显微检测方法。本发明用于金属零件表面出现异常显示,宏观无法判定原因,需进一步显微观察确定的情况。通过使用AC纸覆盖在零件表面,拓印出缺陷形貌,实现对零件表面缺陷进行显微观察,确定缺陷类型,能有效缩短检测周期,减少零件报废风险,提高产品合格率,降低生产成本。本发明操作简单,适用范围广,具有较高的推广价值和良好的市场前景。
Description
技术领域
本发明适用于金属表面形貌显微观察,是一种可以在不破坏金属零件的前提下,检验金属表面缺陷的方法。
背景技术
金属零件在加工过程中,表面可能会出现异常显示,例如斑点、凹坑、疑似裂纹及无损检测发现的缺陷等。但由于大多数零件仅通过宏观观察,无法判断异常显示的原因,因此需要显微观察对其进行判定。如果将零件解剖并制备金相制样后进行显微观察,不但试验周期较长,而且零件也会因为直接取样检验而报废,无法继续使用。通过非破坏性的金属表面缺陷检验方法,不但试验周期缩短,而且可以不损伤零件,挽回可以继续使用的零件,有效减少零件的报废,降低生产成本。目前,国内外对金属零件表面异常显示的非破坏性显微观察手段单一,一般使用便携式显微镜进行观察,但该方法对零件形状和表面要求较高,适用范围较窄。
发明内容
本发明的目的在于提供一种非破坏性金属表面缺陷显微检测方法。
为达到上述目的,本发明采用了以下技术方案:
(1)AC纸的制备
AC纸可采用醋酸纤维素、丙酮以及甲基酯制备。将醋酸纤维素溶解在丙酮中,比率为7~10%Wt(醋酸纤维素的质量分数),加入3~5滴甲基酯进行染色,在干净密封的容器中放置7天,使醋酸纤维素溶解均匀化,而后按照以下步骤在玻璃板上制作AC纸:将干净的玻璃板用水平仪测试水平后,将溶液倾倒在玻璃板上,轻轻摇动使溶液在玻璃板上均匀涂覆,然后用防尘罩将涂覆区域盖住,等待干燥后在涂敷区域形成的覆膜,即AC纸。
(2)待检样品的制备
根据样品表面状态不同,可用丙酮或酒精清洗样品表面后直接检测,或采用120#、320#、600#、800#、1000#/1200#砂纸研磨、抛光、腐蚀对样品表面进行处理后再检测。其中,需要观察金属显微组织的,必须进行表面处理;如果表面处理不会破坏缺陷特征,或对缺陷判定无影响,可以进行表面处理,从而获得较好的观察效果;如果表面处理会破坏缺陷特征,影响缺陷判定的,则不能进行表面处理。
在研磨前,了解零件最大允许去除量,磨抛时应充分考虑样品的尺寸公差要求,选用粒度尽可能小的砂纸研磨或直接进行抛光,得到一个彻底没有划痕和假象的表面后,进行检测。如需对零件表面进行腐蚀,需选择腐蚀剂对抛光区域进行局部腐蚀,腐蚀中防止试剂流淌,造成表面污染,一般优选擦拭方法,也就是用脱脂棉浸蘸腐蚀剂后,在抛光区域擦拭,至表面无反光能力,或有清晰组织显现,用干净脱脂棉吸收少量残留腐蚀剂,而后用浸透酒精的脱脂棉擦拭表面,再用电吹风或压缩空气吹干后进行检测。操作中要注意保护零件表面、边缘,防止划伤、碰伤。
(3)样品检测步骤
a)用浸透丙酮的棉球擦拭制备好的零件待检表面,或用小滴管滴丙酮至零件待检表面。
b)用电吹风或干燥压缩空气干燥零件待检表面。
c)将AC纸剪切成零件待检表面大小的形状。
d)用镊子将预先剪切好的AC纸夹紧,用小滴管吸适量丙酮,先给零件待检表面滴数滴,使其浸润整个待检表面,再将丙酮滴在AC纸一面,使其浸润整个AC纸。
e)立即将滴有丙酮的AC纸贴覆在零件待检表面,用手指沿一个方向轻轻擀压,排出空气,而后按压5~10秒钟,使AC纸与零件待检表面完全接触,且无气泡。丙酮在此起到了软化AC纸的作用,有助于在按压过程中实现AC纸与待检表面充分接触,拓印表面显示异常位置形貌的效果。丙酮挥发较快,所以,应及时按压,而按压时间也无需过长。此外,按压过程中应避免力度过大导致AC纸破损。
f)室温下充分干燥后,一般不少于15min,用镊子将AC纸轻轻取下。
g)用双面胶带将AC纸贴在载玻片上(注意:与零件接触一侧为观察表面,贴附时应将其反面贴于胶面上),用玻璃板压平,以备观测。
h)将贴在载玻片上的AC纸用金相显微镜进行观察,选择合适的放大倍数(一般大于等于50倍)进行显微评定或拍照,为提高覆膜(AC纸)表面反差,可对步骤f)中充分干燥后的覆膜作喷金处理,以提高缺陷识别效率。
i)若覆膜表面有气泡影响判定,应该清理零件待测表面后重新检验。
本发明的有益效果体现在:
本发明用于金属零件表面出现异常显示,宏观无法判定原因,需进一步显微观察确定的情况。通过使用AC纸覆盖在零件表面,拓印出缺陷形貌,以便实现对零件表面缺陷进行显微观察,确定缺陷类型,能有效缩短检测周期,减少零件报废风险,提高产品合格率,降低生产成本。本发明操作简单,适用范围广,具有较高的推广价值和良好的市场前景。
附图说明
图1为GH188薄壁和GH536薄壁焊缝部位荧光显示位置。
图2为焊缝部位显微形貌(50×)。
图3为焊缝部位显微形貌(100×)。
图4为某锻件异常显示位置。
图5为锻件异常区域显微形貌(100×)。
图6为锻件正常区域显微形貌(100×)。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做详细说明。
本发明提供了一种金属零件表面异常显示的非破坏性显微观察方法,可以在不损伤、破坏金属零件的前提下,准确判定金属零件表面缺陷。
实施例1
参见图1,以GH188薄壁和GH536薄壁之间的电子束焊后,荧光发现焊缝附近线性显示疑似裂纹为例,对其具体实施步骤说明如下:
由于荧光显示部位位于焊缝,线性显示是否为裂纹不易判断,因此不对该部位进行表面处理,直接检测。
1、用浸透丙酮的棉球清洁焊缝荧光显示位置。
2、用电吹风干燥焊缝表面。
3、将AC纸剪切成宽度15mm、长度40mm的长条。
4、用镊子将预先剪切好的AC纸夹紧,用小滴管吸适量丙酮,先给焊缝待测表面滴数滴,使其浸润整个待检面,再将丙酮滴在AC纸一面,使其浸润整个AC纸。
5、立即将上述滴有丙酮的AC纸贴覆在焊缝表面(将显示异常的部位进行覆盖),用手指沿焊缝方向轻轻擀压,排出空气,而后按压5~10秒钟,使AC纸与焊缝表面完全接触,且无气泡。
6、室温下充分干燥15min,用镊子将AC纸轻轻取下。
7、用双面胶带将AC纸贴在载玻片上,将与焊缝接触一侧为观察表面,贴附时将其反面贴于胶面上,用玻璃板压平,以备观测。
8、将贴在载玻片上的AC纸用金相显微镜进行观察,选择50倍和100倍进行显微评定并拍照。
参见图2及图3,由检测结果可知,电子束焊缝附近线性荧光显示不属于裂纹,部分荧光显示为焊缝与基体交界处的缝隙,部分荧光显示为材料基体表面的机械损伤沟痕。建议对荧光显示处修理后再次荧光检查。
实施例2
某锻件加工后进行腐蚀工序检查,发现局部区域有异常显示,参见图4,为了观察金属显微组织,对异常显示区域进行表面处理。然后,参照实施例1的方法将AC纸覆在异常显示位置并拓印,然后对AC纸进行显微观察。参见图5、图6,异常显示区域与正常区域晶粒度级别有明显差异,正常区域晶粒度为10级,异常显示区域晶粒度为5级。根据显微观察结果,通过相关标准判定该零件出现的这种情况是否可以使用。
本发明所述方法的优点:操作简单、适用范围较广,可以在不破坏金属零件的前提下,通过在显微镜下观察判定缺陷类型。
Claims (7)
1.一种非破坏性金属表面缺陷显微检测方法,其特征在于:包括以下步骤:
用AC纸拓印金属表面包括异常显示位置的局部区域的形貌,对拓印后的AC纸进行显微观察,然后进行显微评定或拍照。
2.根据权利要求1所述一种非破坏性金属表面缺陷显微检测方法,其特征在于:所述拓印具体包括以下步骤:
1)用丙酮分别浸润待检金属表面以及AC纸;
2)经过步骤1)后,将AC纸贴覆在待检金属表面,并沿一个方向擀压排出空气,然后通过按压使AC纸与待检金属表面完全接触;
3)经过步骤2)后,在室温下干燥至少15min,然后将AC纸从待检金属表面上取下。
3.根据权利要求2所述一种非破坏性金属表面缺陷显微检测方法,其特征在于:所述步骤2)中,按压的时间为5~10秒钟。
4.根据权利要求2所述一种非破坏性金属表面缺陷显微检测方法,其特征在于:所述步骤3)还包括以下步骤:将AC纸从待检金属表面上取下后,对AC纸作喷金处理。
5.根据权利要求1所述一种非破坏性金属表面缺陷显微检测方法,其特征在于:所述显微观察具体包括以下步骤:
1)将AC纸贴附在载玻片上并压平;
2)将贴附在载玻片上的AC纸用金相显微镜进行观察。
6.根据权利要求5所述一种非破坏性金属表面缺陷显微检测方法,其特征在于:所述步骤1)中,以AC纸与待检金属表面接触一侧为观察表面,将AC纸的另一侧表面贴附于载玻片上。
7.根据权利要求5所述一种非破坏性金属表面缺陷显微检测方法,其特征在于:所述金相显微镜的放大倍数大于等于50倍。
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