[發明專利]硬質合金頂錘的無損檢測方法

無效

• 申請號: 201010609824.0
• 申請日: 2010-12-28
• 公開（公告）號: CN102147301A
• 公開（公告）日: 2011-08-10
• 發明（設計）人: 陳鼎;姜勇
• 申請（專利權）人: 湖南大學
• 主分類號: G01L1/04
• 分類號: G01L1/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及金屬材料及粉末冶金領域，提供了一種硬質合金頂錘無損檢測的裝置和方法，

背景技術

硬質合金頂錘是構成人造金剛石合成高壓腔體的關鍵部件，也是主要的消耗部件，其費用消耗約占人造金剛石生產成本的1/3。其使用壽命決定著硬質合金生產的工藝技術水平、金剛石合成的質量及其經濟效益，為了提高硬質合金頂錘壽命，降低頂錘的消耗，各使用廠家采用不同的檢測方法，跟蹤考察頂錘的使用壽命。其中較為普遍采用的兩種檢測方法，一種是利用頂錘內部微觀結構狀態的高、中、低碳區樣品的物理量飽和磁化強度與頂錘的使用壽命之間建立對應關系，另外一種是借助超聲波無損檢測方法，揭示硬質合金頂錘的使用次數與回波次數的相關性。

隨著頂錘生產設備和工藝的進步，產品的宏觀缺陷和微觀組織缺陷都得到有效地控制，因此殘余應力對頂錘壽命的影響作用就凸現出來。對于這種殘余應力“缺陷”，現行的兩種無損檢測的方法都無法做出很好的表征，一是因為頂錘較大的體積無法保證完全飽和磁化或超聲波聲束的穿透和分辨率；二是都要建立與使用壽命的對照關系，造成實際應用中無法直接檢測和轉換過程的偏差；三是無論采用哪種檢測方法，其結果都是帶有經驗性，不同人員檢測得到的結果往往不同。因此缺少一種可靠的、無損的、可量化的檢測標準來檢測硬質合金大制品頂錘質量。

發明內容

本發明所解決的技術問題在于提供一種硬質合金頂錘的無損檢測方法，以解決上述背景技術中的缺點。

本發明所解決的技術問題采用以下技術方案來實現：

硬質合金頂錘的無損檢測方法，通過對硬質合金頂錘施加外載，模擬其在工況條件下受力，測量其內部應力分布狀況，得到合格頂錘的定量的標準，用以產品檢測和指導生產。

其具體步驟為：

1.待測頂錘貼應變片

第一步：粘貼表面的準備：粘貼時首先除去頂錘需黏貼應變片部位表面的油污、斑跡等，用紗布交叉打磨以增加黏結力，接著用蘸有酒精或丙酮的脫脂棉球擦洗，并標定出貼片定位線。

第二步：貼片：在應變片基底涂上495膠水，立即將應變片底部向下放在被測位置上，并使應變片軸線對準定位線，然后將氟塑料薄膜蓋在應變片上，用手指滾壓擠出多余膠水，然后用拇指靜壓1min，使應變片與被測件完全黏合后再放開。

第三步：連線：將應變片引線通過接線端子接入應變測試系統，并與電腦連接。

2.加載測應力響應

將貼好應變片的頂錘置于液壓機上，采用專用墊塊和模具對待測頂錘上端面進行加壓，控制液壓機的壓力緩慢加載并最終保壓在設定壓力。

此時可以從電腦上讀出通過應變片采集的、應變測試系統處理的頂錘大斜面上貼片處的各向應力值。

3.數據處理分析

在電腦上將測得的各向應力值進行轉換，得到斜面上的平面主應力。

結果判斷：由于頂錘生產過程中缺陷和殘余應力的存在，頂錘各部分在承載狀態下的應力響應與理論值存在偏差。將使用該裝置測得的頂錘在外載作用下得到的應力響應，與通過理論計算得到的應力值的對比，結合批量頂錘的檢測結果，制定合格頂錘的應力響應量化標準。

在本發明中，對不同規格的頂錘進行了檢測，具有缺陷的不合格頂錘其斜面關鍵點處的應力響應與在相同外載作用下標準合格錘的應力值有著明顯的區別，基于此就可以判斷頂錘是否合格。又因為該方法選用的保壓外載力(約為400KN)遠遠小于材料的破壞極限，因此該方法對頂錘來說也是一種無損的檢測手段。

在本發明中，由于硬質合金頂錘是一種脆性材料，在實際使用時在承受外載情況下頂錘大斜面部分的軸心線上離頂面1/3高度處最開始破裂。因而在檢測前選擇在被測頂錘的易破損關鍵點處粘貼應變片，具體為釘錘的軸線兩側。

在本發明中，由于頂錘生產過程中缺陷和殘余應力的存在，頂錘各部分在承載狀態下的應力響應與理論值存在偏差，通過實驗應力法測量頂錘在外載作用下得到實際的應力響應，通過與理論值的對比，結合批量頂錘的檢測，制定合格頂錘的應力響應量化標準，作為頂錘定量是否合格的判據。

在本發明中，將貼好應變片的頂錘置于液壓機上，采用專用墊塊和模具給待測頂錘進行加壓，控制液壓機的壓力緩慢加載并最終保壓在設定壓力，此時可以從電腦上讀出通過應變片采集的、動態應變儀處理的頂錘大斜面上的應力值。

有益效果：

本發明能有效測量硬質合金頂錘的相關應力值，測量精度高，同時能有效保護硬質合金頂錘，提高了安全性能，降低了相關成本。

附圖說明

圖1為本發明的裝置示意圖；

具體實施方式