[發明專利]一種柱塞彈簧的超聲波檢測方法

在審

• 申請號: 201410737534.2
• 申請日: 2014-12-05
• 公開（公告）號: CN104483383A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 孫莉;李建明;許光輝;鞠德寶;張剛;侯占峰;李麗
• 申請（專利權）人: 長春航空液壓控制有限公司
• 主分類號: G01N29/04
• 分類號: G01N29/04
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 杜永保

技術領域

本發明涉及一種對柱塞彈簧的無損檢測。

背景技術

柱塞彈簧的材料是1Cr18Ni9(非鐵磁性材料)，無法進行磁粉探傷檢測。而用水洗型熒光滲透檢測，也只能檢測到表面開口缺陷，無法檢測到近表面缺陷。開展超聲波檢測工作，利用超聲表面波檢測。因為表面波在固體中傳播過程中的穿透深度約為兩個波長，可以檢測表面和近表面缺陷，缺陷的定位是根據缺陷回波在熒光屏時基線刻度上的位置來確定缺陷至探頭端面的距離。

美國1954年材料雜志曾報導過“超聲瑞利表面波檢查彈簧淬火裂紋”，1975年在北京舉辦的德國工業展覽會上曾有人提出過“用超聲瑞利表面波檢查柱塞彈簧橫向缺陷”，但其也只限于方法探討，應用情況并無詳細資料證實。1976年，慶安公司(114廠)的陳明德等技術人員也曾嘗試“超聲瑞利表面波檢查柱塞彈簧缺陷”。西安113廠正在開展用超聲瑞利表面波檢查柱塞彈簧缺陷，其采用對比的方法(與一件中心有傷口的柱塞彈簧標準樣件進行對比)，由于其標樣不全面，所以檢測結果就不準確，導致合格率低。

發明內容

一種柱塞彈簧的超聲波檢測方法，包括如下步驟：

步驟一、選擇儀器及探頭

超聲波檢測儀器應有大的發射強度、高的靈敏度及良好的水平線性和垂直線性；探頭應具有小的雜波占寬，良好的指向性，高的靈敏度；

步驟二、確定驗收標準

確定柱塞彈簧人工傷口深度應不超過0.06mm；

步驟三、制作對比試樣

按正常柱塞彈簧的加工工藝加工，在濕吹砂前工序選擇5～7個標準柱塞彈簧，用來制作對比試樣，將柱塞彈簧裝在芯軸上，然后置于V型鐵上，使用表面維氏硬度計分別在柱塞彈簧第3、5、6、7、8圈處打一個“傷口”；

步驟四、制作DAC標準曲線

在進行超聲波檢測的過程中，根據對柱塞彈簧對比試樣不同位置人工傷口的反射波峰定點，在超聲波檢測儀的熒光屏上顯示不同峰值，在距離—波幅坐標上確定5點后，將其5點連成曲線，即為柱塞彈簧DAC標準曲線；

步驟五、檢測

將超聲波探檢測儀開機預熱10min，然后調出柱塞彈簧標準DAC曲線，探頭放到柱塞彈簧支承平面上稍用力壓緊，保證充分接觸，然后前后緩慢移動，同時在一定范圍內左右擺動，探頭每次在柱塞彈簧支承平面上接觸的時間不少于2s；在每個柱塞彈簧兩端的支承平面上各檢測一次；

步驟六、評定

柱塞彈簧兩端面的傷波顯示均不超出DAC曲線的為合格柱塞彈簧，對于檢測時沒有底波出現的柱塞彈簧一律判廢；

步驟七、記錄

將單項檢測結果直接存儲編號，累計輸出并匯總儲存。

具體實施方式

儀器及探頭的選擇

由于柱塞彈簧鋼絲較細(直徑Φ2.0mm)，展開長度較長(約1000mm)，柱塞彈簧內徑Φ13.2mm、高77.3mm，柱塞彈簧兩端的磨平部分較小，這對超聲波儀器及探頭都提出了嚴格的要求。超聲波檢測儀器應有大的發射強度、高的靈敏度及良好的水平線性和垂直線性。探頭應具有小的雜波占寬，良好的指向性，高的靈敏度等。我們選擇的超聲波檢測儀是CTS-3020。檢測RZB-1柱塞彈簧的探頭是2.5Z6×6BMW。

確定驗收標準

依據渦扇九機用材料標準，其要求鋼絲表面應光滑、潔凈、不得有裂紋、折迭、結疤、起刺等有害缺陷。允許有局部劃傷和麻點，但其深度不超過直徑公差之半。考慮到在加工工藝中有活性氮化前的濕吹砂工序，所以理論確定缺陷深度應不超過0.05mm。經過大量的疲勞試驗等，最后確定柱塞彈簧人工“傷口”深度應不超過0.06mm，并以此作為驗收標準。

制作對比試樣

選用進口拋光料，按正常柱塞彈簧的加工工藝加工，在濕吹砂前工序選擇表面及端面光度最好、結構最標準的柱塞彈簧(5～7個或更多)，用來制作對比試樣。

將柱塞彈簧裝在芯軸上，然后置于V型鐵上，使用表面維氏硬度計分別在柱塞彈簧第3、5、6、7、8圈處打一個“傷口”。在硬度計參數：X值50公斤、倍數20X時，打下“傷口”對角線尺寸(平均尺寸)約為0.403mm，經推算確定其“傷口”深度為0.059mm約0.06mm，符合標準要求尺寸。

制作DAC曲線

在進行超聲波檢測的過程中，由于同一深度的“傷口”在不同位置(不同圈上)，所顯示的波形并不一樣高。對柱塞彈簧來說，只采用在柱塞彈簧正中心位置(或其他一處)打人工“傷口”作為標準是不全面的。