付瑤 馬文娟 李淵

摘要：近年來，伴隨新型粉末冶金材料和新工藝的飛速開展，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)輸過程中發(fā)生的振動和生裂紋，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)的裂紋檢測方法，尤其是無損檢測方法。近年來，我們不斷采用各種無損檢測方法，以有效降低汽車公司裂紋的風(fēng)險。

關(guān)鍵詞：粉末冶金;汽車零件;裂紋檢測設(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際制造過程中，由于某些原因可能會出現(xiàn)裂紋。如果發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)的裂紋并沒有及時進(jìn)行處理，則它們會給冶金和制造人員帶來安全問題，甚至引起冶金人員的安全問題。因此，使用科學(xué)有效的裂紋檢測技術(shù)來檢測粉末冶金汽車零件的運(yùn)行狀態(tài)非常重要。

一、各類裂紋檢測和探傷技術(shù)應(yīng)用

（一）電子放大鏡裂紋檢測儀

如圖1所示，使用電子放大鏡裂縫檢測器檢測裂縫的基本原理是：將要測試的產(chǎn)品放在旋轉(zhuǎn)的夾具上，然后將電子放大鏡對準(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，適用于分步檢測產(chǎn)品。

（二）機(jī)械視覺外觀缺陷檢測機(jī)

使用工業(yè)視覺缺陷檢查器檢測裂紋的基本原理是：自動旋轉(zhuǎn)，通過自動進(jìn)紙盤裝載材料，并裝載中央傳送帶。通過后，使用旋轉(zhuǎn)機(jī)械手夾緊產(chǎn)品。視覺系統(tǒng)執(zhí)行計算機(jī)分析，并將其與計算機(jī)上存儲的圖像進(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，計算機(jī)會計算出有缺陷和合格零件的數(shù)量。工業(yè)視覺方法在裂縫檢測中具有較高的自動化程度，但是由于諸如色差和油漬等原因，其具有一定的假陽性率。同時，無法確定內(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

使用磁粉缺陷檢測儀檢測裂紋的工作原理：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產(chǎn)品進(jìn)行消磁和清潔。磁粉檢測僅適用于結(jié)構(gòu)簡單的產(chǎn)品，例如單臺階產(chǎn)品，不適合表面有臺階和角松的產(chǎn)品。在磁粉檢查中，由于粉末流動引起的松動經(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，因此對于徑向裂紋，必須使用線圈劃痕檢測方法，對于軸向裂紋，必須使用銅棒劃傷檢測方法。另外，新型磁性粒子缺陷檢測儀還具有復(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，超聲波在兩種不同介質(zhì)（裂紋表面）之間的界面處反射。反射能量通過反射波的高度進(jìn)行測量和測試。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測量面之間存在裂紋時，也稱為在斷裂面上回波的缺陷波，但通常僅產(chǎn)生反射波，會發(fā)生壞波。這表明在測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可以通過金相顯微鏡分析來識別。金相方法是確定裂紋的最準(zhǔn)確方法，如果對上述其他方法有任何疑問，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試。該產(chǎn)品必須通過金相技術(shù)銷毀，并且只能用于實驗和驗證，實際的100%檢查方法僅用于以上幾種設(shè)備。

二、裂紋檢測技術(shù)在粉末冶金制件中的實際應(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)的裂紋檢測技術(shù)對采樣的樣品進(jìn)行精確的裂紋檢測。根據(jù)許多實際驗證，差動渦流檢測技術(shù)不僅操作方便快捷，成本低廉，檢測結(jié)果準(zhǔn)確，而且檢測過程不會損壞產(chǎn)品。這是一種更實用的裂縫檢測方法。例如，我們將以冶金零件支架的脫模裂紋為例，說明裂紋檢測技術(shù)的具體工作過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程的性質(zhì)，對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)行測試之前，應(yīng)選擇無裂紋的軸承作為標(biāo)準(zhǔn)零件，以供參考和比較測試的軸承。如果要檢測螺栓連接孔，請將一個傳感器連接到標(biāo)準(zhǔn)組件螺栓孔，將另一個傳感器連接到經(jīng)過測試的支撐螺栓孔，兩個傳感器的檢測線圈將有差異地運(yùn)動。連接泡沫，打開檢測電路，并開始檢測所測試的支撐物的裂紋。從以上分析可以看出，裂紋檢測技術(shù)的實質(zhì)是比較未破裂和破裂的零件產(chǎn)生的不同輸出信號;如果兩個輸出信號不一致。如果測試的支撐螺栓的孔中有裂紋缺陷，則顯示屏將顯示相應(yīng)的測試結(jié)果以及聲光警報。根據(jù)相同的原理，可以使用相同的裂紋檢測技術(shù)來檢測支撐筒和其他粉末冶金部件底部的裂紋。

結(jié)語：

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

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

作者簡介：李淵（1979—），男，陜西咸陽人，高級政工師。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