超声波探伤在铁基粉末冶金零件生产中的应用

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1、二、钢铁粉末及制品超声波探伤在铁基粉末冶金零件生产中的应用贾兰①(东睦新材料集团股份有限公司，宁波，315191)摘要以已量产的零件作为研究对象，首先通过超声波探伤将零件按断裂的严重程度分为4组，再从超声波质疑处的金相、扫描电镜、断口宏观形貌、压溃力值等多方面证实超声波探伤结果的可靠性。关键词铁基粉末冶金零件、超声波探伤、缺陷波波高(AM％)、烧结颈、方差分析中图分类号：TFl24文献标识码：A1前言近年来随着粉末冶金材料和工艺技术的不断发展，粉末冶金零件在汽车上应用得越来越广泛。然而零件中的裂纹是非常致命的缺陷。在生产过程中如何发现、诊断

2、这一缺陷，在很大程度上限制了铁基粉末冶金零件的应用的。无损探伤技术在粉末冶金汽车零件裂纹检测中的应用，对于扩大粉末冶金零件的应用领域有着非常重要的意义。超声波探伤作为一种无损探伤技术，在铸造、焊接等领域的应用已经较为成熟。鉴于粉末冶金零件的多孔特性，超声波探伤技术在粉末冶金零件批量生产过程的应用一直处于实验阶段。目前我们已经将超声波探伤技术成功地应用于批量生产的粉末冶金零件的裂纹检测中。2超声波探伤技术应用2．1试验设备：1．超声波探伤仪：KrautKramerUSN52L2．探头：V129单晶直探3．压溃力tSANSCMT5105万能试验

3、机4．金相显微镜2．2零件裂纹部位及超声波探伤方法如图1、图2所示的零件的结构，零件的台阶是通过自动成形方法压制出来的，由于模具使用一段时间后表面粗糙度变大以及模具配合问题等原因，使得在批量成形时可能会在台阶根部(模具配合处)产生裂纹而不易被检查出来。采用超声波探伤技术对该部位裂纹的检测(如图2)，可以直接对发生在该部位的裂纹进行判断。①作者简介i贾兰。女，生于1967年，汉族，工程师，现从事粉末冶金零件分析工作。2009全国粉末冶金学术尝议围1拟盛行超声波探伤零件}意目图2超声波探伤演i2．3选定样件及测试分组对比说明超声波探伤基本原理是

4、反射定理，即超声波在两种币同介质的交界日l会发生反射，反射回来的能量的太小是通过反射波波高来量度的。反射渡渡高：如图3所示为超声波探伤仪的硅不屏，将屏幕高度定义为100单位，反射渡波高是以反射渡高度相对于显示屏高度的百分比来量度，以AM％表示。我们将被测样件底面产生的反射渡称为底波，在底面与测试面之问若有裂纹，断裂面处也会产生个回波，我们称之为缺陷波，正常情况下应该只在底面产生反射渡，出现缺陷波时说明∞5试面与底面之间存在缺陷’⋯。超声波探伤仪增益过大时，会在底渡前面产生一些干扰波，这些于扰波很容易同缺陷渡相混淆，但它们通常不会很高，为r方

5、便操作，我们将底波以外的波统归为缺陷波，通过大量实验汪明缺陷波渡高<30％的，零件各项性能与正常零件没有差别，金相检验也不能发现裂纹，所以认为这种情况下零件无缺陷，126％为超声波探伤仪可显示的最高波峰值，高于126％的波峰高度仪器全部显示为126％，将这样的样件归为组；缺陷渡波高为30％≤AM％(126％时被认为断裂程度稍弱。网1所示在产品上选4个点，第一个角(TABl)上两点(1#、2#)，第二个角(TAB2)上两点(3#、4#)为拟测试的部位；襄1样件分m探测部位的献陷渡波高／AM％分组将样件探测部位的缺陷技渡高检测结果接下列方式分为

6、四类(表1)：A组样品的TABI上1#、2#两点(即整个表面)缺陷渡渡高皆为126％(被认为断裂程度最为严重的一种情况)，TAB2合格B组样品的TABI第l#点缺陷渡渡高为126％，2坼i缺陷渡渡高30％～126％(被认为断裂程度稍弱于A组样品的TABI)，TAB2合格钢铁粉末及制8c组样品的TABI上l#点缺陷渡渡高30％一126％，2#点超声波探伤合格(被认为断裂程度弱于B组样品的TABI)，TAB2合格D组样的TABI，TAB2均为(30％，和皆判定合格2．4样件超声波波形圈选及说明在图3中所示的4种波形囝中，1—3种波形为不良品超声

7、波波形国，不良程度依次减弱，第4种为合格品超声波波形倒。藿酉L嵫J琶j函l爿竺!I幽，，、田4压涪力试验蓑兜方式每组样品备选取若干件，以随机的顺序测定压渍力值，通过压溃力值对比分析各组样品的差异。1002009全国粉末冶金学术会议压溃力值为纵坐标，样品的随机测试序号为横坐标，测得的各组样品压溃力值对比情况如图5所示。图S压溃力值对比情况2．5．2断口宏观分析验证由图5可看出从A组_+D组，超声波质疑的角压溃力值(TABl一细实线)与超声波判定合格的角压溃力值(TAB2一虚线)沿纵坐标方向总体差异越来越小，可粗略得出A组-+D组样品TABl与

8、TAB2的压溃力差值越来越小。图6所示为各组样件断口宏观照片。超声波探伤判定合格的角呈现的断口细腻、色泽均匀(如图6中D—l，D一2)。超声波探伤质疑的角断口呈现有灰白色斑痕，且