[發明專利]定性檢測活塞銷用鋼發紋和偏析的方法

在審

• 申請號: 201810960697.5
• 申請日: 2018-08-22
• 公開（公告）號: CN109283311A
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 李仕超;李金波;范全保;李昂;黃晶
• 申請（專利權）人: 邯鄲鋼鐵集團有限責任公司;河鋼股份有限公司邯鄲分公司
• 主分類號: G01N33/204
• 分類號: G01N33/204;G01N33/2045
• 代理公司: 石家莊冀科專利商標事務所有限公司 13108
• 代理人: 趙紅強

本發明公開了一種定性檢測活塞銷用鋼發紋和偏析的方法，其將圓鋼試樣加工成三個臺階的圓塔形；各臺階圓柱的尺寸為：（1）第一臺階：加工半徑為a、長度為R；（2）第二臺階：加工半徑為b、長度為R；（3）第三臺階：加工半徑為c、長度為2R；所述a為活塞銷圓柱外徑半徑尺寸，c為活塞銷內孔半徑尺寸×(90%～100%)，R為圓鋼半徑，b=1/2(a+c)；加工好的試樣表面酸蝕后，觀察并檢驗每個階梯的整個表面上發紋的數量、長度和分布。本發明以“點?線?面”的方式，全面地反映活塞銷的外工作面、內部質量、內孔質量。本發明提高了檢測效率，降低了檢測成本，具有現實的成本意義，為活塞銷用鋼檢驗標準的制定奠定了基礎。

技術領域

本發明涉及一種金屬檢測方法，尤其是一種定性檢測活塞銷用鋼發紋和偏析的方法。

背景技術

活塞銷是裝在內燃機活塞裙部的圓柱形銷子，它的中部穿過連桿小頭孔，用來連接活塞和連桿，把活塞承受的氣體作用力傳給連桿。由于汽車輕量化要求，為了減輕重量，活塞銷一般用優質合金結構鋼制造，結構一般為一個厚壁空心圓柱。活塞銷工作時需承受高溫周期性沖擊負荷，要求具有足夠高的機械強度、耐磨性及疲勞強度，對圓鋼亞表層質量及潔凈度要求很高。活塞銷用鋼以中低碳鋼為主，圓鋼一般不經過熱變形加工，機械加工后進行熱處理達到使用要求。因此，活塞銷用鋼主要對三方面質量要求嚴格：一是亞表層發紋，該區域的發紋將造成活塞銷工作面的質量缺陷，造成服役過程中失效；二是宏觀夾雜物要求（即鋼水潔凈度），活塞銷為汽車安保件，內燃機壽命期間不允許斷裂失效，宏觀夾雜物會影響零件的疲勞強度與壽命；三是圓鋼中心區域（活塞銷內孔區域）質量，該區域的嚴重偏析將造成活塞銷內孔在滲碳熱處理過程中體積變化，引起熱處理失效。

以往，活塞銷用鋼的檢驗沒有特殊方法，沿用行業通用的低倍宏觀檢驗標準進行檢驗。圓鋼的宏觀低倍檢驗是用肉眼或借助10倍以下的放大鏡對其組織和缺陷進行檢查的一種檢驗方法，對控制金屬材料的產品質量有著重要的生產意義。宏觀低倍常規檢驗類型有：疏松、縮孔、偏析、氣泡、翻皮、白點、軸心晶間裂紋、夾雜物、折疊、粗晶、熱加工裂縫、分層、流線、脫碳、中心增碳、擠壓裂紋等。宏觀低倍檢驗的主要方法包括硫印法、酸浸法、超聲法等，GB/T226-2015《鋼的低倍組織及缺陷酸蝕檢驗法》、GB/T1979-2001《結構鋼低倍組織缺陷評級圖》、GB/T7736-2008《鋼的低倍缺陷超聲波檢驗法》等國家標準均規定了詳細的檢測內容和方法，但是其檢測和觀測位置主要以橫截面為主。但是，受圓鋼生產特點的影響其低倍檢測的缺點均是沿軋制方向分布，橫斷面的檢測只能檢測某一截面，不能真實反映圓鋼的內部質量。生產中也有采用縱切的方式進行縱截面檢測的方式，該方式較原有橫截面有所改進，可以增大檢測范圍。但是，依然不能全部有效的檢測內部質量。國標GB/T15711-1995《鋼材塔形發紋酸浸檢驗方法》規定了利用塔形檢測的方法檢測，這樣就可以實現圓周方向的檢測，實現了“點-線-面”的檢測，擴大了檢驗范圍。但是國標規定是分三臺階，臺階直徑分別是0.9D、0.75D、0.65D（其中D代表圓鋼的直徑）。但這種檢測方法無法對活塞銷用鋼進行準確、規范的定性檢測。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種能全面地檢測鋼材性能的定性檢測活塞銷用鋼發紋和偏析的方法。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：將圓鋼試樣加工成三個臺階的圓塔形；各臺階圓柱的尺寸為：（1）第一臺階：加工半徑為a、長度為R；（2）第二臺階：加工半徑為b、長度為R；（3）第三臺階：加工半徑為c、長度為2R；所述a為活塞銷圓柱外徑半徑尺寸，c為活塞銷內孔半徑尺寸×(90%～100%)，R為圓鋼半徑，b=1/2(a+c)；加工好的試樣表面酸蝕后，觀察并檢驗每個階梯的整個表面上發紋的數量、長度和分布。

本發明所述活塞銷用鋼為中碳鋼時，c為活塞銷內孔半徑尺寸；所述活塞銷用鋼為低碳鋼時，c為活塞銷內孔半徑尺寸×90%。

本發明所述圓鋼試樣表面的加工粗糙度為Ra≤1.6um。