[發明專利]一種消除金相檢驗觀察面傾轉誤差的小孔輪廓特征還原方法

有效

• 申請號: 202110628411.5
• 申請日: 2021-06-04
• 公開（公告）號: CN113406074B
• 公開（公告）日: 2023-01-13
• 發明（設計）人: 楊澤南;王立斐;鄭帥;王禎;張強;劉新靈;胡春燕;陳星;李振
• 申請（專利權）人: 中國航發北京航空材料研究院
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84;G01N1/32;G01B11/24;G01B11/30
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 趙云

本發明公開了一種消除金相檢驗觀察面傾轉誤差的小孔輪廓特征還原方法，包括步驟：1)在上下表面平行的待測試板上制備3個共線等距小孔；2)使金相檢驗觀察面通過所述3個小孔并測量小孔的入口及出口側孔徑，計算平均值；3)在小孔一側沿孔邊緣位置切割，并按標準金相制樣流程鑲樣、磨拋，使整體側壁輪廓完全呈現；4)測量3個小孔的輪廓入口及出口寬度，計算各孔入口及出口側圓心與觀察面間距離；5)確定觀察面與基準面在入口及出口側的交點位置；6)判斷觀察面是否通過3個小孔的中心軸線；7)根據是否通過中心軸線，選擇梯形方法或三角形方法，得到孔壁輪廓特征還原結果。本發明可實現對金相觀察面傾轉所造成測量誤差的修正。

技術領域

本發明總體上涉及微特征的金相檢驗技術領域，特別涉及一種消除金相檢驗觀察面傾轉誤差的小孔輪廓特征還原方法，可用于航空航天、微電子等行業帶小孔零件的金相檢驗。

背景技術

在航空航天熱端部件上，存在氣膜孔、噴油孔等小孔，目前針對小孔孔徑的檢驗主要依靠不同直徑的塞規，但該方法僅能反應小孔的最小截面積，而無法獲取孔壁輪廓隨深度的變化規律；光學掃描可以獲取靠近孔口一定范圍內的孔壁輪廓及粗糙度，但隨著孔深的增加可探測的點數量急劇下降，且噪點數量顯著升高；工業CT的檢驗精度受射線源的強度影響，其分層掃描的圖像分辨率較低，且無法提供孔壁重熔層等熱致缺陷的分布狀態。金相檢驗是較為常用的可以同時呈現小孔幾何特征及冶金質量檢驗方法，特別當小孔采用電火花、電化學、激光等特種加工方法制造時，按照工藝確認要求及質量驗收標準需要對小孔進行剖切金相檢驗，可得到包含孔壁粗糙度、重熔層/熱影響區/電化學腐蝕層厚度等內容的檢驗數據。上述測量值一方面作為小孔加工狀態是否滿足服役工況條件的判定依據，另一方面也為小孔后處理工藝的選取提供基礎數據，如磨粒流/磁力研磨等。

然而針對小孔金相檢驗的現行標準及規范中，均未提出樣品金相檢驗觀察面與小孔間位置關系的要求。事實上，如金相檢驗觀察面偏離孔中心軸線，就會造成對小孔特征尺寸及冶金缺陷檢驗結果的偏差，進而造成部分零件氣膜孔因金相檢驗重熔層厚度超標而報廢。且由于小孔的孔徑尺寸一般在0.5mm以下，在手工拋磨的情況下難以對磨樣深度進行有效控制，金相檢驗觀察面與孔的相對位置關系無法保證。亟需發展一種可以修正金相檢驗觀察面傾轉造成測量值偏差的還原方法，提高小孔金相檢驗數據的真實性。

發明內容

本發明是為了解決上述問題而提供的一種消除金相檢驗觀察面傾轉誤差的小孔輪廓特征還原方法。

本發明通過以下技術方案來實現上述目的，包括以下步驟：

1)選取上下表面平行的待測試板，采用相同的加工工藝在待測試板上制備3個共線等距小孔；

2)指定所述待測試板任意一側為小孔入口側，另一側為出口側，使金相檢驗觀察面通過所述3個小孔并測量小孔的入口及出口側孔徑，分別計算平均值；

3)在所述3個小孔的一側沿邊緣位置切割，并按標準金相制樣流程鑲樣、磨拋，使3個小孔在金相檢驗下從入口到出口側的整體側壁輪廓完全呈現出來；

4)測量所述3個小孔的入口及出口側輪廓寬度，并根據步驟2)所述的平均值，計算各孔入口及出口側圓心與所述金相檢驗觀察面間距離；

5)根據步驟4)所述入口及出口側圓心與金相檢驗觀察面間的距離，確定所述金相檢驗觀察面與所述3個小孔中心軸線所構成的基準面，在入口及出口側的交點位置；

6)根據步驟5)所述的交點位置，判斷所述金相檢驗觀察面是否通過所述3個小孔的中心軸線；

7)根據步驟6)所述金相檢驗觀察面是否通過小孔中心軸線，選擇梯形方法或三角形方法，得到3個小孔的孔壁輪廓特征還原結果。

優選地，所述步驟4)中計算各孔入口及出口側圓心與所述金相檢驗觀察面間距離的方法為：