一種能夠?qū)ψ陨硗旰眯赃M(jìn)行檢測的模具鋼的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明一種能夠?qū)ψ陨硗旰眯赃M(jìn)行檢測的模具鋼，包括模具鋼和與模具鋼相連的無損檢測裝置，其特征是，所述的模具鋼所述的模具鋼制作步驟包括：a、澆注模具鋼坯料步驟；b、熱處理步驟。本發(fā)明使模具鋼有顯著的硬度和韌性，改善了冶金的質(zhì)量和淬透性，使鋼的整體性能得到明顯的提高。
【專利說明】
-種能夠?qū)ψ陨硗旰眯赃M(jìn)行檢測的模具鋼
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及模具鋼領(lǐng)域，具體設(shè)及一種能夠?qū)ψ陨硗旰眯赃M(jìn)行檢測的模具鋼。
【背景技術(shù)】
[0002] 模具鋼是用來制造冷沖模、熱鍛模和壓鑄模等模具的鋼種。
[0003] 無損檢測是W不破壞被測對象內(nèi)部結(jié)構(gòu)和實(shí)用性能為前提，對被測對象內(nèi)部或表 面的物理性能、狀態(tài)特性進(jìn)行檢測。電磁無損檢測W材料電磁性能變化為判斷依據(jù)，來對材 料及構(gòu)件實(shí)施缺陷檢測和性能測試。相關(guān)技術(shù)中，盡管脈沖滿流檢測技術(shù)得到了深入的研 究和快速的發(fā)展，但是仍存在檢測結(jié)果不夠準(zhǔn)確、信息挖掘不夠深入、對檢測結(jié)果未進(jìn)行有 效分類等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對上述問題，本發(fā)明提供一種能夠?qū)ψ陨硗旰眯赃M(jìn)行檢測的模具鋼。
[0005] 本發(fā)明的目的采用W下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：
[0006] -種能夠?qū)ψ陨硗旰眯赃M(jìn)行檢測的模具鋼，包括模具鋼和與模具鋼相連的無損檢 測裝置，其特征是，所述的模具鋼制作步驟包括：
[0007] a、誘注模具鋼巧料步驟
[000引模具鋼毛巧中各成分按其重量配比：3Cr2Mo為0.4%-0.6%、Y20CrNi3AIMnMo (SM2)為0.7 %-0.9 %、Y55Cr化MnMoV(SM1)為3.0 %-4.0 %、5NiSCa為2.0-2.5 %、4Cr5MoVS 為4.0%-5.0%和C為0.2%-0.25%，其余為Fe，誘注成型的模具鋼毛巧溫度降至250°C，再 加熱至650-760°C，保溫5-6小時(shí)，爐冷至280-320°C，保溫3-5小時(shí)，再加熱至650-690°C，保 溫32小時(shí)，W40 °C /小時(shí)冷卻至400 °C，再W18 °C /小時(shí)，冷卻至120 °C ;
[0009] b、熱處理步驟
[0010] 對步驟a中得到的模具鋼，再加熱至1000°C并保溫1-化，油冷至不高于100°C后重 新加熱至680°c-71(rc的溫度范圍并保溫化，之后水冷;經(jīng)過回火處理后，再將模具鋼的頭 部加熱到320-400°C，保溫4-5小時(shí)，然后噴霧冷卻處理，模具鋼的尾部在900-1020°C，保溫 6-8小時(shí)，然后空冷，最后模具鋼中部再加溫至溫度為160~190°C，保溫2-3小時(shí)，放入鐵箱 中堆冷。
[0011] 優(yōu)選地，所述的模具鋼制作步驟還包括：
[0012] a、將熱處理后的模具鋼拋丸處理；
[0013] b、將模具鋼在-190°C左右液氮中處理5-6小時(shí)。
[0014] 優(yōu)選地，所述的模具鋼制作步驟還包括：
[0015] a、升至室溫，保存24-36小時(shí)后，再加熱至240-260°C，保溫2-3小時(shí)，空冷；
[0016] b、憐化處理，在常溫下將模具鋼在熱火封閉，溫度為280-300°C，采用PH值為8的表 面調(diào)整劑處理l-2min，經(jīng)滴空l-2min后，采用憐化劑處理15-20min，再經(jīng)滴空l-2min后，采 用清水清洗。
[0017] 本發(fā)明的有益效果為:使模具鋼有顯著的硬度和初性，改善了冶金的質(zhì)量和澤透 性，使鋼的整體性能得到明顯的提高。
【附圖說明】
[0018] 利用附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但附圖中的實(shí)施例不構(gòu)成對本發(fā)明的任何限 審IJ，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可W根據(jù)W下附圖獲得 其它的附圖。
[0019] 圖1是本發(fā)明模具鋼的示意圖。
[0020] 圖2是本發(fā)明無損檢測裝置的示意圖。
[00別]附圖標(biāo)記：
[0022] 基于時(shí)域特征檢測模塊1、基于頻域特征檢測模塊2、綜合檢測模塊3、時(shí)域特征提 取子模塊11、基于時(shí)域的缺陷檢測子模塊12、預(yù)處理子模塊21、歸一化處理子模塊22、頻域 優(yōu)化子模塊23、頻域特征提取子模塊24、基于頻域的缺陷檢測子模塊25。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 結(jié)合W下實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0024] 應(yīng)用場景1
[0025] 參見圖1，圖2,本實(shí)施例的一種能夠?qū)ψ陨硗旰眯赃M(jìn)行檢測的模具鋼，包括模具鋼 和與模具鋼相連的無損檢測裝置，其特征是，所述的模具鋼制作步驟包括：
[00%] a、誘注模具鋼巧料步驟
[0027] 模具鋼毛巧中各成分按其重量配比：3Cr2Mo為0.4%-0.6%、Y20CrNi3AIMnMo (SM2)為0.7 %-0.9 %、Y55Cr化MnMoV(SM1)為3.0 %-4.0 %、5NiSCa為2.0-2.5 %、4Cr5MoVS 為4.0%-5.0%和C為0.2%-0.25%，其余為Fe，誘注成型的模具鋼毛巧溫度降至250°C，再 加熱至650-760°C，保溫5-6小時(shí)，爐冷至280-320°C，保溫3-5小時(shí)，再加熱至650-690°C，保 溫32小時(shí)，W40 °C /小時(shí)冷卻至400 °C，再W18 °C /小時(shí)，冷卻至120 °C ;
[0028] b、熱處理步驟
[00巧]對步驟a中得到的模具鋼，再加熱至1000°C并保溫1-化，油冷至不高于100°C后重 新加熱至680°C-71(rC的溫度范圍并保溫化，之后水冷;經(jīng)過回火處理后，再將模具鋼的頭 部加熱到320-400°C，保溫4-5小時(shí)，然后噴霧冷卻處理，模具鋼的尾部在900-1020°C，保溫 6-8小時(shí)，然后空冷，最后模具鋼中部再加溫至溫度為160~190°C，保溫2-3小時(shí)，放入鐵箱 中堆冷。
[0030] 優(yōu)選地，所述的模具鋼制作步驟還包括：
[0031] a、將熱處理后的模具鋼拋丸處理；
[0032] b、將模具鋼在-190°C左右液氮中處理5-6小時(shí)。
[0033] 本優(yōu)選實(shí)施例使模具鋼有顯著的硬度和初性，改善了冶金的質(zhì)量和澤透性。
[0034] 優(yōu)選地，所述的模具鋼制作步驟還包括：
[0035] a、升至室溫，保存24-36小時(shí)后，再加熱至240-260 Γ，保溫2-3小時(shí)，空冷；
[0036] b、憐化處理，在常溫下將模具鋼在熱火封閉，溫度為280-300°C，采用PH值為8的表 面調(diào)整劑處理l-2min，經(jīng)滴空l-2min后，采用憐化劑處理15-20min，再經(jīng)滴空l-2min后，采 用清水清洗。
[0037] 本優(yōu)選實(shí)施例使鋼的整體性能得到明顯的提高。
[0038] 優(yōu)選地，無損檢測裝置包括基于時(shí)域特征檢測模塊1、基于頻域特征檢測模塊2和 綜合檢測模塊3,具體為：
[0039] (1)基于時(shí)域特征檢測模塊1，其包括時(shí)域特征提取子模塊11、基于時(shí)域的缺陷檢 測子模塊12;所述時(shí)域特征提取子模塊11用于采用改進(jìn)的時(shí)域特征提取方法提取時(shí)域特征 值;所述基于時(shí)域的缺陷檢測子模塊12用于采用改進(jìn)的自動(dòng)分類識(shí)別方法對模具鋼缺陷進(jìn) 行檢測識(shí)別，W得到基于時(shí)域的檢測結(jié)果Si;
[0040] (2)基于頻域特征檢測模塊2,其包括預(yù)處理子模塊21、歸一化處理子模塊22、頻域 優(yōu)化子模塊23、頻域特征提取子模塊24和基于頻域的缺陷檢測子模塊25;所述預(yù)處理子模 塊21用于對缺陷區(qū)域時(shí)域響應(yīng)和參考區(qū)域時(shí)域響應(yīng)進(jìn)行快速傅里葉變換，得到缺陷區(qū)域頻 域響應(yīng)和參考區(qū)域頻域響應(yīng)，并對缺陷區(qū)域頻域響應(yīng)和參考區(qū)域頻域響應(yīng)分別進(jìn)行歸一化 處理后再進(jìn)行差分處理，計(jì)算出差分頻域響應(yīng);所述歸一化處理子模塊22用于對差分頻域 響應(yīng)進(jìn)行歸一化處理，進(jìn)而得到差分歸一化頻域響應(yīng);所述頻域優(yōu)化子模塊23用于按照集 膚效應(yīng)選取出適于對模具鋼缺陷進(jìn)行檢測的頻率，并基于選取的頻率對差分歸一化頻域響 應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化處理;所述頻域特征提取子模塊24用于提取優(yōu)化后的差分歸一化頻域響應(yīng)的差 分峰值譜、特定頻率差分幅值譜和差分過零頻率作為可用于表征模具鋼材料物理屬性的頻 域特征值;所述基于頻域的缺陷檢測子模塊25用于采用改進(jìn)的自動(dòng)分類識(shí)別方法對模具鋼 缺陷進(jìn)行檢測識(shí)別，W得到基于頻域的檢測結(jié)果S2 ;
[0041] (3)綜合檢測模塊3,用于根據(jù)基于時(shí)域的檢測結(jié)果Si和基于頻域的檢測結(jié)果S2,采 用預(yù)定缺陷分類識(shí)別規(guī)則進(jìn)行確定被測模具鋼的缺陷類型。
[0042] 本優(yōu)選實(shí)施例通過時(shí)域特征檢測和頻域特征檢測相結(jié)合的方式，有效抑制了提離 干擾，實(shí)現(xiàn)了模具鋼缺陷的準(zhǔn)確檢測。
[0043] 優(yōu)選地，所述基于改進(jìn)的時(shí)域特征提取方法提取時(shí)域特征值，包括：
[0044] (1)采用脈沖滿流傳感器對模具鋼缺陷進(jìn)行檢測，調(diào)整脈沖滿流傳感器與被測模 具鋼表面之間的提離距離，獲得缺陷區(qū)域時(shí)域響應(yīng)q(t)，選取被測模具鋼無缺陷部位的時(shí) 域響應(yīng)作為參考區(qū)域時(shí)域響應(yīng)c(t);
[0045] (2)對缺陷區(qū)域時(shí)域響應(yīng)q (t)和參考區(qū)域時(shí)域響應(yīng)C (t)進(jìn)行差分和歸一化處理， 得到差分歸一化時(shí)域響應(yīng)S(t)，定義處理公式為：
[0046]
[0047] 式中，ξι、ξ2為設(shè)定的系數(shù)調(diào)整因子，ξι、ξ2的取值范圍為[0.9，1.1];
[0048] (3)提取差分歸一化時(shí)域響應(yīng)S(t)的差分峰值時(shí)間和差分過零時(shí)間作為可用于表 征模具鋼材料物理屬性的時(shí)域特征值。
[0049] 所述改進(jìn)的自動(dòng)分類識(shí)別方法對模具鋼缺陷進(jìn)行檢測識(shí)別，包括：
[0050] (1)選用高斯徑向基核函數(shù)(RBF)作為Kernel函數(shù)，所述高斯徑向基核函數(shù)的表達(dá) 式為K(x，y)=exp{-丫 ||x-y|鬥，采用粒子群優(yōu)化算法對RBF函數(shù)的參數(shù)丫進(jìn)行優(yōu)化；
[0051] (2)執(zhí)行訓(xùn)練算法，采用訓(xùn)練數(shù)據(jù)獲得支持向量機(jī)分類模型；
[0052] (3)對訓(xùn)練數(shù)據(jù)進(jìn)行測試，對未知的模具鋼缺陷進(jìn)行預(yù)測。
[0053] 所述預(yù)定缺陷分類識(shí)別規(guī)則為:采用加權(quán)平均法對基于時(shí)域的檢測結(jié)果Si和基于 頻域的檢測結(jié)果S2進(jìn)行處理，獲取最終檢測結(jié)果，將最終檢測結(jié)果與數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)于不同 損傷情況的標(biāo)定結(jié)果進(jìn)行比較，選擇與最終檢測結(jié)果對應(yīng)的標(biāo)定結(jié)果，根據(jù)預(yù)先建立的損 傷情況與標(biāo)定結(jié)果之間的映射關(guān)系，獲取與所述標(biāo)定結(jié)果對應(yīng)的損傷情況，進(jìn)而確定被測 模具鋼的缺陷類型。
[0054] 所述損傷情況包括當(dāng)量尺寸、缺陷深度。
[0055] 所述基于選取的頻率對差分歸一化頻域響應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化處理，包括：
[0056] (1)根據(jù)多個(gè)模具鋼缺陷的脈沖滿流響應(yīng)信號(hào)數(shù)據(jù)構(gòu)造數(shù)據(jù)矩陣D:
[0化7]
[005引式中，du表示第i個(gè)缺陷在第j個(gè)選取的頻率處的脈沖滿流響應(yīng)信號(hào)值，i = l， 2,…，ρ，j = l,2,…，q;
[0059] (2)對數(shù)據(jù)矩陣D中的各脈沖滿流響應(yīng)信號(hào)值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，定義標(biāo)準(zhǔn)化后的脈 沖滿流響應(yīng)信號(hào)值di/的計(jì)算公式為：
[0062]則p個(gè)缺陷在第j個(gè)選取的頻率處的脈沖滿流響應(yīng)構(gòu)成向量為：
[006；3] dj=(dij'，d2j'，...，dpj')τ
[0064] (3)計(jì)算各脈沖滿流響應(yīng)構(gòu)成向量di，d2，…，d廟選取的q個(gè)頻率處的相關(guān)系數(shù)矩 陣C:
[00 化]
[0066] 式中，cmn(m=l ,2,…，q，n=l ,2,…，q)為dm和dn的相關(guān)系數(shù)；
[0067] (4)確定k個(gè)優(yōu)化頻率Nr來反映選取的q個(gè)頻率的綜合效果，r = 1，2，…，k，k<q，優(yōu) 化頻率矩陣可表示為：
[006引
[0069] 式中，hrj表示選取的q個(gè)頻率在優(yōu)化頻率上的加權(quán)系數(shù)，加權(quán)系數(shù)矩陣Η表示為：
[0070]
[0071] 加權(quán)系數(shù)山^的計(jì)算方式為：
[0072] 1)對特征方程I λΕ-C I = 0進(jìn)行求解，求取各特征值A(chǔ)j(j = 1，2，…，q)，將各特征值A(chǔ)j (j = 1，2，· · ·，q)按照從大到小順序進(jìn)行排列，λι>λ2>…>λ。，并求取特征值(j = 1,2，…， q)對應(yīng)特征向量ej，要求I |ej| I =1，良
[0073] 2)定義第r個(gè)優(yōu)化頻率Nr對綜合效果的貢獻(xiàn)率Gr:
[0074]
[0075] 3)計(jì)算k個(gè)優(yōu)化頻率Nr的累計(jì)貢獻(xiàn)率^
[0076]
[0077] k為滿足心90%>0的最小值；
[007引 4)計(jì)算加權(quán)系數(shù)：扣勺=. (r = 1么…,m; S,/ = 1,2,…,g)。
[0079] 本優(yōu)選實(shí)施例對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，方便不同特征值進(jìn)行線性組合，提高 計(jì)算速度;通過頻域優(yōu)化，提高檢測效率;設(shè)置綜合檢測模塊3，能夠最大程度的減少檢測誤 差，并提高了對模具鋼缺陷的分類識(shí)別率，便于后續(xù)研究和解決問題，提高產(chǎn)品質(zhì)量。
[0080] 本應(yīng)用場景調(diào)整脈沖滿流傳感器與被測模具鋼表面之間的提離距離為0.4mm，設(shè) 定系數(shù)調(diào)整因子|1 = 0.9點(diǎn)=0.9，對模具鋼缺陷的分類識(shí)別率提高了5%。
[0081] 應(yīng)用場景2
[0082] 參見圖1，圖2,本實(shí)施例的一種能夠?qū)ψ陨硗旰眯赃M(jìn)行檢測的模具鋼，包括模具鋼 和與模具鋼相連的無損檢測裝置，其特征是，所述的模具鋼制作步驟包括：
[0083 ] a、誘注模具鋼巧料步驟
[0084] 模具鋼毛巧中各成分按其重量配比：3Cr2Mo為0.4%-0.6%、Y20CrNi3AIMnMo (SM2)為0.7 %-0.9 %、Y55Cr化MnMoV(SM1)為3.0 %-4.0 %、5NiSCa為2.0-2.5 %、4Cr5MoVS 為4.0%-5.0%和C為0.2%-0.25%，其余為Fe，誘注成型的模具鋼毛巧溫度降至250°C，再 加熱至650-760°C，保溫5-6小時(shí)，爐冷至280-320°C，保溫3-5小時(shí)，再加熱至650-690°C，保 溫32小時(shí)，W40°C/小時(shí)冷卻至400°C，再W18°C/小時(shí)，冷卻至120°C ;
[00化]b、熱處理步驟
[0086] 對步驟a中得到的模具鋼，再加熱至1000°C并保溫1-化，油冷至不高于100°C后重 新加熱至680°c-71(rc的溫度范圍并保溫化，之后水冷;經(jīng)過回火處理后，再將模具鋼的頭 部加熱到320-400°C，保溫4-5小時(shí)，然后噴霧冷卻處理，模具鋼的尾部在900-1020°C，保溫 6-8小時(shí)，然后空冷，最后模具鋼中部再加溫至溫度為160~190°C，保溫2-3小時(shí)，放入鐵箱 中堆冷。
[0087] 優(yōu)選地，所述的模具鋼制作步驟還包括：
[0088] a、將熱處理后的模具鋼拋丸處理；
[0089] b、將模具鋼在-190°C左右液氮中處理5-6小時(shí)。
[0090] 本優(yōu)選實(shí)施例使模具鋼有顯著的硬度和初性，改善了冶金的質(zhì)量和澤透性。
[0091 ]優(yōu)選地，所述的模具鋼制作步驟還包括：
[0092] a、升至室溫，保存24-36小時(shí)后，再加熱至240-260°C，保溫2-3小時(shí)，空冷；
[0093] b、憐化處理，在常溫下將模具鋼在熱火封閉，溫度為280-300°C，采用PH值為8的表 面調(diào)整劑處理l-2min，經(jīng)滴空l-2min后，采用憐化劑處理15-20min，再經(jīng)滴空l-2min后，采 用清水清洗。
[0094] 本優(yōu)選實(shí)施例使鋼的整體性能得到明顯的提高。
[0095] 優(yōu)選地，無損檢測裝置包括基于時(shí)域特征檢測模塊1、基于頻域特征檢測模塊2和 綜合檢測模塊3,具體為：
[0096] (1)基于時(shí)域特征檢測模塊1，其包括時(shí)域特征提取子模塊11、基于時(shí)域的缺陷檢 測子模塊12;所述時(shí)域特征提取子模塊11用于采用改進(jìn)的時(shí)域特征提取方法提取時(shí)域特征 值;所述基于時(shí)域的缺陷檢測子模塊12用于采用改進(jìn)的自動(dòng)分類識(shí)別方法對模具鋼缺陷進(jìn) 行檢測識(shí)別，W得到基于時(shí)域的檢測結(jié)果Si;
[0097] (2)基于頻域特征檢測模塊2,其包括預(yù)處理子模塊21、歸一化處理子模塊22、頻域 優(yōu)化子模塊23、頻域特征提取子模塊24和基于頻域的缺陷檢測子模塊25;所述預(yù)處理子模 塊21用于對缺陷區(qū)域時(shí)域響應(yīng)和參考區(qū)域時(shí)域響應(yīng)進(jìn)行快速傅里葉變換，得到缺陷區(qū)域頻 域響應(yīng)和參考區(qū)域頻域響應(yīng)，并對缺陷區(qū)域頻域響應(yīng)和參考區(qū)域頻域響應(yīng)分別進(jìn)行歸一化 處理后再進(jìn)行差分處理，計(jì)算出差分頻域響應(yīng);所述歸一化處理子模塊22用于對差分頻域 響應(yīng)進(jìn)行歸一化處理，進(jìn)而得到差分歸一化頻域響應(yīng);所述頻域優(yōu)化子模塊23用于按照集 膚效應(yīng)選取出適于對模具鋼缺陷進(jìn)行檢測的頻率，并基于選取的頻率對差分歸一化頻域響 應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化處理;所述頻域特征提取子模塊24用于提取優(yōu)化后的差分歸一化頻域響應(yīng)的差 分峰值譜、特定頻率差分幅值譜和差分過零頻率作為可用于表征模具鋼材料物理屬性的頻 域特征值;所述基于頻域的缺陷檢測子模塊25用于采用改進(jìn)的自動(dòng)分類識(shí)別方法對模具鋼 缺陷進(jìn)行檢測識(shí)別，W得到基于頻域的檢測結(jié)果S2 ;
[0098] (3)綜合檢測模塊3,用于根據(jù)基于時(shí)域的檢測結(jié)果Si和基于頻域的檢測結(jié)果S2,采 用預(yù)定缺陷分類識(shí)別規(guī)則進(jìn)行確定被測模具鋼的缺陷類型。
[0099] 本優(yōu)選實(shí)施例通過時(shí)域特征檢測和頻域特征檢測相結(jié)合的方式，有效抑制了提離 干擾，實(shí)現(xiàn)了模具鋼缺陷的準(zhǔn)確檢測。
[0100] 優(yōu)選地，所述基于改進(jìn)的時(shí)域特征提取方法提取時(shí)域特征值，包括：
[0101 ] (1)采用脈沖滿流傳感器對模具鋼缺陷進(jìn)行檢測，調(diào)整脈沖滿流傳感器與被測模 具鋼表面之間的提離距離，獲得缺陷區(qū)域時(shí)域響應(yīng)q(t)，選取被測模具鋼無缺陷部位的時(shí) 域響應(yīng)作為參考區(qū)域時(shí)域響應(yīng)c(t);
[0102] (2)對缺陷區(qū)域時(shí)域響應(yīng)q(t)和參考區(qū)域時(shí)域響應(yīng)c(t)進(jìn)行差分和歸一化處理， 得到差分歸一化時(shí)域響應(yīng)S(t)，定義處理公式為：
[0103]
[0104] 式中，ζι、ζ2為設(shè)定的系數(shù)調(diào)整因子，ζι、ζ2的取值范圍為[0.9，1.1];
[0105] (3)提取差分歸一化時(shí)域響應(yīng)S(t)的差分峰值時(shí)間和差分過零時(shí)間作為可用于表 征模具鋼材料物理屬性的時(shí)域特征值。
[0106] 所述改進(jìn)的自動(dòng)分類識(shí)別方法對模具鋼缺陷進(jìn)行檢測識(shí)別，包括：
[0107] (1)選用高斯徑向基核函數(shù)(RBF)作為Kernel函數(shù)，所述高斯徑向基核函數(shù)的表達(dá) 式為1(^，7)=6邱{-丫||義--7|鬥，采用粒子群優(yōu)化算法對1^。函數(shù)的參數(shù)丫進(jìn)行優(yōu)化；
[0108] (2)執(zhí)行訓(xùn)練算法，采用訓(xùn)練數(shù)據(jù)獲得支持向量機(jī)分類模型；
[0109] (3)對訓(xùn)練數(shù)據(jù)進(jìn)行測試，對未知的模具鋼缺陷進(jìn)行預(yù)測。
[0110] 所述預(yù)定缺陷分類識(shí)別規(guī)則為:采用加權(quán)平均法對基于時(shí)域的檢測結(jié)果Si和基于 頻域的檢測結(jié)果S2進(jìn)行處理，獲取最終檢測結(jié)果，將最終檢測結(jié)果與數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)于不同 損傷情況的標(biāo)定結(jié)果進(jìn)行比較，選擇與最終檢測結(jié)果對應(yīng)的標(biāo)定結(jié)果，根據(jù)預(yù)先建立的損 傷情況與標(biāo)定結(jié)果之間的映射關(guān)系，獲取與所述標(biāo)定結(jié)果對應(yīng)的損傷情況，進(jìn)而確定被測 模具鋼的缺陷類型。
[0111] 所述損傷情況包括當(dāng)量尺寸、缺陷深度。
[0112] 所述基于選取的頻率對差分歸一化頻域響應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化處理，包括：
[0113] (1)根據(jù)多個(gè)模具鋼缺陷的脈沖滿流響應(yīng)信號(hào)數(shù)據(jù)構(gòu)造數(shù)據(jù)矩陣D:
[0114]
[0115] 式中，dij表示第i個(gè)缺陷在第j個(gè)選取的頻率處的脈沖滿流響應(yīng)信號(hào)值，i = l， 2,…，P，j = l，2,…，q;
[0116] (2)對數(shù)據(jù)矩陣D中的各脈沖滿流響應(yīng)信號(hào)值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，定義標(biāo)準(zhǔn)化后的脈 沖滿流響應(yīng)信號(hào)值di/的計(jì)算公式為：
[0119] 則p個(gè)缺陷在第j個(gè)選取的頻率處的脈沖滿流響應(yīng)構(gòu)成向量為：
[0120] dj=(di/ ,d2/
[0121] (3)計(jì)算各脈沖滿流響應(yīng)構(gòu)成向量di，d2, 一,(19在選取的q個(gè)頻率處的相關(guān)系數(shù)矩 陣C:
[0122]
[0123] 式中，cmn(m=l，2,…，q，n=l，2，'''，q)為dm和dn的相關(guān)系數(shù)；
[0124] (4)確定k個(gè)優(yōu)化頻率Nr來反映選取的q個(gè)頻率的綜合效果，r = 1，2，…，k，k<q，優(yōu) 化頻率矩陣可表示為：
[0125]
[0126] 式中，hrj表示選取的q個(gè)頻率在優(yōu)化頻率上的加權(quán)系數(shù)，加權(quán)系數(shù)矩陣Η表示為：
[0127]
[012引加權(quán)系數(shù)hu的計(jì)算方式為：
[0129] 1)對特征方程I λΕ-C I = 0進(jìn)行求解，求取各特征值A(chǔ)j(j = 1，2，…，q)，將各特征值A(chǔ)j (j = 1，2，· · ·，q)按照從大到小順序進(jìn)行排列，λι>λ2>…>λ。，并求取特征值(j = 1,2，…， q)對應(yīng)特征向量ej，要求I |ej| I =1，即
[0130] 2)定義第r個(gè)優(yōu)化頻率Nr對綜合效果的貢獻(xiàn)率Gr:
[0131]
[0132] 3)計(jì)算k個(gè)優(yōu)化頻率Nr的累計(jì)貢獻(xiàn)率^
[0133]
[0134] k為滿足心90%>0的最小值；
[0135] 4)計(jì)算加權(quán)系數(shù)
[0136] 本優(yōu)選實(shí)施例對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，方便不同特征值進(jìn)行線性組合，提高 計(jì)算速度;通過頻域優(yōu)化，提高檢測效率;設(shè)置綜合檢測模塊3，能夠最大程度的減少檢測誤 差，并提高了對模具鋼缺陷的分類識(shí)別率，便于后續(xù)研究和解決問題，提高產(chǎn)品質(zhì)量。
[0137] 本應(yīng)用場景調(diào)整脈沖滿流傳感器與被測模具鋼表面之間的提離距離為0.6mm，設(shè) 定系數(shù)調(diào)整因子ξι= 1.1、ξ2 = 1.1，對模具鋼缺陷的分類識(shí)別率提高了4%。
[013引應(yīng)用場景3
[0139] 參見圖1，圖2,本實(shí)施例的一種能夠?qū)ψ陨硗旰眯赃M(jìn)行檢測的模具鋼，包括模具鋼 和與模具鋼相連的無損檢測裝置，其特征是，所述的模具鋼制作步驟包括：
[0140] a、誘注模具鋼巧料步驟
[OW] 模具鋼毛巧中各成分按其重量配比：3Cr2Mo為0.4%-0.6%、Y20CrNi3AIMnMo (SM2)為0.7 %-0.9 %、Y55Cr化MnMoV(SM1)為3.0 %-4.0 %、5NiSCa為2.0-2.5 %、4Cr5MoVS 為4.0%-5.0%和C為0.2%-0.25%，其余為Fe，誘注成型的模具鋼毛巧溫度降至250°C，再 加熱至650-760°C，保溫5-6小時(shí)，爐冷至280-320°C，保溫3-5小時(shí)，再加熱至650-690°C，保 溫32小時(shí)，W40°C/小時(shí)冷卻至400°C，再W18°C/小時(shí)，冷卻至120°C ;
[0142] b、熱處理步驟
[0143] 對步驟a中得到的模具鋼，再加熱至1000°C并保溫1-化，油冷至不高于100°C后重 新加熱至680°c-71(rc的溫度范圍并保溫化，之后水冷;經(jīng)過回火處理后，再將模具鋼的頭 部加熱到320-400°C，保溫4-5小時(shí)，然后噴霧冷卻處理，模具鋼的尾部在900-1020°C，保溫 6-8小時(shí)，然后空冷，最后模具鋼中部再加溫至溫度為160~190°C，保溫2-3小時(shí)，放入鐵箱 中堆冷。
[0144] 優(yōu)選地，所述的模具鋼制作步驟還包括：
[0145] a、將熱處理后的模具鋼拋丸處理；
[0146] b、將模具鋼在-190°C左右液氮中處理5-6小時(shí)。
[0147] 本優(yōu)選實(shí)施例使模具鋼有顯著的硬度和初性，改善了冶金的質(zhì)量和澤透性。
[0148] 優(yōu)選地，所述的模具鋼制作步驟還包括：
[0149] a、升至室溫，保存24-36小時(shí)后，再加熱至240-260°C，保溫2-3小時(shí)，空冷；
[0150] b、憐化處理，在常溫下將模具鋼在熱火封閉，溫度為280-300°C，采用PH值為8的表 面調(diào)整劑處理l-2min，經(jīng)滴空l-2min后，采用憐化劑處理15-20min，再經(jīng)滴空l-2min后，采 用清水清洗。
[0151] 本優(yōu)選實(shí)施例使鋼的整體性能得到明顯的提高。
[0152] 優(yōu)選地，無損檢測裝置包括基于時(shí)域特征檢測模塊1、基于頻域特征檢測模塊2和 綜合檢測模塊3,具體為：
[0153] (1)基于時(shí)域特征檢測模塊1，其包括時(shí)域特征提取子模塊11、基于時(shí)域的缺陷檢 測子模塊12;所述時(shí)域特征提取子模塊11用于采用改進(jìn)的時(shí)域特征提取方法提取時(shí)域特征 值;所述基于時(shí)域的缺陷檢測子模塊12用于采用改進(jìn)的自動(dòng)分類識(shí)別方法對模具鋼缺陷進(jìn) 行檢測識(shí)別，W得到基于時(shí)域的檢測結(jié)果Si;
[0154] (2)基于頻域特征檢測模塊2,其包括預(yù)處理子模塊21、歸一化處理子模塊22、頻域 優(yōu)化子模塊23、頻域特征提取子模塊24和基于頻域的缺陷檢測子模塊25;所述預(yù)處理子模 塊21用于對缺陷區(qū)域時(shí)域響應(yīng)和參考區(qū)域時(shí)域響應(yīng)進(jìn)行快速傅里葉變換，得到缺陷區(qū)域頻 域響應(yīng)和參考區(qū)域頻域響應(yīng)，并對缺陷區(qū)域頻域響應(yīng)和參考區(qū)域頻域響應(yīng)分別進(jìn)行歸一化 處理后再進(jìn)行差分處理，計(jì)算出差分頻域響應(yīng);所述歸一化處理子模塊22用于對差分頻域 響應(yīng)進(jìn)行歸一化處理，進(jìn)而得到差分歸一化頻域響應(yīng);所述頻域優(yōu)化子模塊23用于按照集 膚效應(yīng)選取出適于對模具鋼缺陷進(jìn)行檢測的頻率，并基于選取的頻率對差分歸一化頻域響 應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化處理;所述頻域特征提取子模塊24用于提取優(yōu)化后的差分歸一化頻域響應(yīng)的差 分峰值譜、特定頻率差分幅值譜和差分過零頻率作為可用于表征模具鋼材料物理屬性的頻 域特征值;所述基于頻域的缺陷檢測子模塊25用于采用改進(jìn)的自動(dòng)分類識(shí)別方法對模具鋼 缺陷進(jìn)行檢測識(shí)別，W得到基于頻域的檢測結(jié)果S2 ;
[0155] (3)綜合檢測模塊3,用于根據(jù)基于時(shí)域的檢測結(jié)果Si和基于頻域的檢測結(jié)果S2,采 用預(yù)定缺陷分類識(shí)別規(guī)則進(jìn)行確定被測模具鋼的缺陷類型。
[0156] 本優(yōu)選實(shí)施例通過時(shí)域特征檢測和頻域特征檢測相結(jié)合的方式，有效抑制了提離 干擾，實(shí)現(xiàn)了模具鋼缺陷的準(zhǔn)確檢測。
[0157] 優(yōu)選地，所述基于改進(jìn)的時(shí)域特征提取方法提取時(shí)域特征值，包括：
[0158] (1)采用脈沖滿流傳感器對模具鋼缺陷進(jìn)行檢測，調(diào)整脈沖滿流傳感器與被測模 具鋼表面之間的提離距離，獲得缺陷區(qū)域時(shí)域響應(yīng)q(t)，選取被測模具鋼無缺陷部位的時(shí) 域響應(yīng)作為參考區(qū)域時(shí)域響應(yīng)c(t);
[0159] (2)對缺陷區(qū)域時(shí)域響應(yīng)q(t)和參考區(qū)域時(shí)域響應(yīng)c(t)進(jìn)行差分和歸一化處理， 得到差分歸一化時(shí)域響應(yīng)S(t)，定義處理公式為：
[0160]
[0161] 式中，ξι、ξ2為設(shè)定的系數(shù)調(diào)整因子，ξι、ξ2的取值范圍為[0.9，1.1];
[0162] (3)提取差分歸一化時(shí)域響應(yīng)S(t)的差分峰值時(shí)間和差分過零時(shí)間作為可用于表 征模具鋼材料物理屬性的時(shí)域特征值。
[0163] 所述改進(jìn)的自動(dòng)分類識(shí)別方法對模具鋼缺陷進(jìn)行檢測識(shí)別，包括：
[0164] (1)選用高斯徑向基核函數(shù)(RBF)作為Kernel函數(shù)，所述高斯徑向基核函數(shù)的表達(dá) 式為K(x，y)=exp{-丫 ||x-y|鬥，采用粒子群優(yōu)化算法對RBF函數(shù)的參數(shù)丫進(jìn)行優(yōu)化；
[0165] (2)執(zhí)行訓(xùn)練算法，采用訓(xùn)練數(shù)據(jù)獲得支持向量機(jī)分類模型；
[0166] (3)對訓(xùn)練數(shù)據(jù)進(jìn)行測試，對未知的模具鋼缺陷進(jìn)行預(yù)測。
[0167] 所述預(yù)定缺陷分類識(shí)別規(guī)則為:采用加權(quán)平均法對基于時(shí)域的檢測結(jié)果Si和基于 頻域的檢測結(jié)果S2進(jìn)行處理，獲取最終檢測結(jié)果，將最終檢測結(jié)果與數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)于不同 損傷情況的標(biāo)定結(jié)果進(jìn)行比較，選擇與最終檢測結(jié)果對應(yīng)的標(biāo)定結(jié)果，根據(jù)預(yù)先建立的損 傷情況與標(biāo)定結(jié)果之間的映射關(guān)系，獲取與所述標(biāo)定結(jié)果對應(yīng)的損傷情況，進(jìn)而確定被測 模具鋼的缺陷類型。
[0168] 所述損傷情況包括當(dāng)量尺寸、缺陷深度。
[0169] 所述基于選取的頻率對差分歸一化頻域響應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化處理，包括：
[0170] (1)根據(jù)多個(gè)模具鋼缺陷的脈沖滿流響應(yīng)信號(hào)數(shù)據(jù)構(gòu)造數(shù)據(jù)矩陣D:
[0171]
[0172] 式中，du表示第i個(gè)缺陷在第j個(gè)選取的頻率處的脈沖滿流響應(yīng)信號(hào)值，i = l， 2,…，ρ，j = l,2,…，q;
[0173] (2)對數(shù)據(jù)矩陣D中的各脈沖滿流響應(yīng)信號(hào)值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，定義標(biāo)準(zhǔn)化后的脈 沖滿流響應(yīng)信號(hào)值di/的計(jì)算公式為：
[0176] 則p個(gè)缺陷在第j個(gè)選取的頻率處的脈沖滿流響應(yīng)構(gòu)成向量為：
[0177] dj=(di/，d2j'，...，dp/)T
[0178] (3)計(jì)算各脈沖滿流響應(yīng)構(gòu)成向量di，d2，…，dq在選取的q個(gè)頻率處的相關(guān)系數(shù)矩 陣C:
[0179]
[0180]式中，Cmn(m=l，2,…，q，n=l，2,…，q)為dm和dn的相關(guān)系數(shù)；
[0181] (4)確定k個(gè)優(yōu)化頻率Nr來反映選取的q個(gè)頻率的綜合效果，r = 1，2，…，k，k<q，優(yōu) 化頻率矩陣可表示為：
[0182]
[0183] 式中，hrj表示選取的q個(gè)頻率在優(yōu)化頻率上的加權(quán)系數(shù)，加權(quán)系數(shù)矩陣Η表示為：
[0184]
[0185] 加權(quán)系數(shù)山^的計(jì)算方式為：
[0186] 1)對特征方程I λΕ-C I = 0進(jìn)行求解，求取各特征值A(chǔ)j(j = 1，2，…，q)，將各特征值A(chǔ)j (j = 1，2，· · ·，q)按照從大到小順序進(jìn)行排列，λι>λ2>…>λ。，并求取特征值(j = 1,2，…， q)對應(yīng)特征向量ej，要求I |ej| I =1，即
[0187] 2)定義第r個(gè)優(yōu)化頻率Nr對綜合效果的貢獻(xiàn)率Gr:
[018 引
[0189] 3)計(jì)算k個(gè)優(yōu)化頻率Nr的累計(jì)貢獻(xiàn)率^
[0190]
[0191] k為滿足心90%>0的最小值；
[OW] 4)計(jì)算加權(quán)系數(shù):知/ = (r = 1,2，···,孤;= 1,玄>'',姆。
[0193] 本優(yōu)選實(shí)施例對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，方便不同特征值進(jìn)行線性組合，提高 計(jì)算速度;通過頻域優(yōu)化，提高檢測效率;設(shè)置綜合檢測模塊3，能夠最大程度的減少檢測誤 差，并提高了對模具鋼缺陷的分類識(shí)別率，便于后續(xù)研究和解決問題，提高產(chǎn)品質(zhì)量。
[0194] 本應(yīng)用場景調(diào)整脈沖滿流傳感器與被測模具鋼表面之間的提離距離為0.8mm，設(shè) 定系數(shù)調(diào)整因子|1 = 〇.9點(diǎn)=1.1，對模具鋼缺陷的分類識(shí)別率提高了4.5%。
[0195] 應(yīng)用場景4
[0196] 參見圖1，圖2,本實(shí)施例的一種能夠?qū)ψ陨硗旰眯赃M(jìn)行檢測的模具鋼，包括模具鋼 和與模具鋼相連的無損檢測裝置，其特征是，所述的模具鋼制作步驟包括：
[0197] a、誘注模具鋼巧料步驟
[0198] 模具鋼毛巧中各成分按其重量配比：3Cr2Mo為0.4%-0.6%、Y20CrNi3AIMnMo (SM2)為0.7 %-0.9 %、Y55Cr化MnMoV(SM1)為3.0 %-4.0 %、5NiSCa為2.0-2.5 %、4Cr5MoVS 為4.0%-5.0%和C為0.2%-0.25%，其余為Fe，誘注成型的模具鋼毛巧溫度降至250°C，再 加熱至650-760°C，保溫5-6小時(shí)，爐冷至280-320°C，保溫3-5小時(shí)，再加熱至650-690°C，保 溫32小時(shí)，W40°C/小時(shí)冷卻至400°C，再W18°C/小時(shí)，冷卻至120°C ;
[0199] b、熱處理步驟
[0200] 對步驟a中得到的模具鋼，再加熱至1000°C并保溫1-化，油冷至不高于100°C后重 新加熱至680°C-71(rC的溫度范圍并保溫化，之后水冷;經(jīng)過回火處理后，再將模具鋼的頭 部加熱到320-400°C，保溫4-5小時(shí)，然后噴霧冷卻處理，模具鋼的尾部在900-1020°C，保溫 6-8小時(shí)，然后空冷，最后模具鋼中部再加溫至溫度為160~190°C，保溫2-3小時(shí)，放入鐵箱 中堆冷。
[0201 ]優(yōu)選地，所述的模具鋼制作步驟還包括：
[0202] a、將熱處理后的模具鋼拋丸處理；
[0203] b、將模具鋼在-190°C左右液氮中處理5-6小時(shí)。
[0204] 本優(yōu)選實(shí)施例使模具鋼有顯著的硬度和初性，改善了冶金的質(zhì)量和澤透性。
[0205] 優(yōu)選地，所述的模具鋼制作步驟還包括：
[0206] a、升至室溫，保存24-36小時(shí)后，再加熱至240-260°C，保溫2-3小時(shí)，空冷；
[0207] b、憐化處理，在常溫下將模具鋼在熱火封閉，溫度為280-300°C，采用PH值為8的表 面調(diào)整劑處理l-2min，經(jīng)滴空l-2min后，采用憐化劑處理15-20min，再經(jīng)滴空l-2min后，采 用清水清洗。
[0208] 本優(yōu)選實(shí)施例使鋼的整體性能得到明顯的提高。
[0209] 優(yōu)選地，無損檢測裝置包括基于時(shí)域特征檢測模塊1、基于頻域特征檢測模塊2和 綜合檢測模塊3,具體為：
[0210] (1)基于時(shí)域特征檢測模塊1，其包括時(shí)域特征提取子模塊11、基于時(shí)域的缺陷檢 測子模塊12;所述時(shí)域特征提取子模塊11用于采用改進(jìn)的時(shí)域特征提取方法提取時(shí)域特征 值;所述基于時(shí)域的缺陷檢測子模塊12用于采用改進(jìn)的自動(dòng)分類識(shí)別方法對模具鋼缺陷進(jìn) 行檢測識(shí)別，W得到基于時(shí)域的檢測結(jié)果Si;
[0211] (2)基于頻域特征檢測模塊2,其包括預(yù)處理子模塊21、歸一化處理子模塊22、頻域 優(yōu)化子模塊23、頻域特征提取子模塊24和基于頻域的缺陷檢測子模塊25;所述預(yù)處理子模 塊21用于對缺陷區(qū)域時(shí)域響應(yīng)和參考區(qū)域時(shí)域響應(yīng)進(jìn)行快速傅里葉變換，得到缺陷區(qū)域頻 域響應(yīng)和參考區(qū)域頻域響應(yīng)，并對缺陷區(qū)域頻域響應(yīng)和參考區(qū)域頻域響應(yīng)分別進(jìn)行歸一化 處理后再進(jìn)行差分處理，計(jì)算出差分頻域響應(yīng);所述歸一化處理子模塊22用于對差分頻域 響應(yīng)進(jìn)行歸一化處理，進(jìn)而得到差分歸一化頻域響應(yīng);所述頻域優(yōu)化子模塊23用于按照集 膚效應(yīng)選取出適于對模具鋼缺陷進(jìn)行檢測的頻率，并基于選取的頻率對差分歸一化頻域響 應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化處理;所述頻域特征提取子模塊24用于提取優(yōu)化后的差分歸一化頻域響應(yīng)的差 分峰值譜、特定頻率差分幅值譜和差分過零頻率作為可用于表征模具鋼材料物理屬性的頻 域特征值;所述基于頻域的缺陷檢測子模塊25用于采用改進(jìn)的自動(dòng)分類識(shí)別方法對模具鋼 缺陷進(jìn)行檢測識(shí)別，W得到基于頻域的檢測結(jié)果S2 ;
[0212] (3)綜合檢測模塊3,用于根據(jù)基于時(shí)域的檢測結(jié)果Si和基于頻域的檢測結(jié)果S2,采 用預(yù)定缺陷分類識(shí)別規(guī)則進(jìn)行確定被測模具鋼的缺陷類型。
[0213] 本優(yōu)選實(shí)施例通過時(shí)域特征檢測和頻域特征檢測相結(jié)合的方式，有效抑制了提離 干擾，實(shí)現(xiàn)了模具鋼缺陷的準(zhǔn)確檢測。
[0214] 優(yōu)選地，所述基于改進(jìn)的時(shí)域特征提取方法提取時(shí)域特征值，包括：
[0215] (1)采用脈沖滿流傳感器對模具鋼缺陷進(jìn)行檢測，調(diào)整脈沖滿流傳感器與被測模 具鋼表面之間的提離距離，獲得缺陷區(qū)域時(shí)域響應(yīng)q(t)，選取被測模具鋼無缺陷部位的時(shí) 域響應(yīng)作為參考區(qū)域時(shí)域響應(yīng)c(t);
[0216] (2)對缺陷區(qū)域時(shí)域響應(yīng)q(t)和參考區(qū)域時(shí)域響應(yīng)c(t)進(jìn)行差分和歸一化處理， 得到差分歸一化時(shí)域響應(yīng)S(t)，定義處理公式為：
[0217]
[0218]式中，ξ?、ξ2為設(shè)定的系數(shù)調(diào)整因子，ξι、ξ2的取值范圍為[0.9,1.
[0219] (3)提取差分歸一化時(shí)域響應(yīng)S(t)的差分峰值時(shí)間和差分過零時(shí)間作為可用于表 征模具鋼材料物理屬性的時(shí)域特征值。
[0220] 所述改進(jìn)的自動(dòng)分類識(shí)別方法對模具鋼缺陷進(jìn)行檢測識(shí)別，包括：
[0221] (1)選用高斯徑向基核函數(shù)(RBF)作為Kernel函數(shù)，所述高斯徑向基核函數(shù)的表達(dá) 式為K(x，y)=exp{-丫 ||x-y|鬥，采用粒子群優(yōu)化算法對RBF函數(shù)的參數(shù)丫進(jìn)行優(yōu)化；
[0222] (2)執(zhí)行訓(xùn)練算法，采用訓(xùn)練數(shù)據(jù)獲得支持向量機(jī)分類模型；
[0223] (3)對訓(xùn)練數(shù)據(jù)進(jìn)行測試，對未知的模具鋼缺陷進(jìn)行預(yù)測。
[0224] 所述預(yù)定缺陷分類識(shí)別規(guī)則為:采用加權(quán)平均法對基于時(shí)域的檢測結(jié)果Si和基于 頻域的檢測結(jié)果S2進(jìn)行處理，獲取最終檢測結(jié)果，將最終檢測結(jié)果與數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)于不同 損傷情況的標(biāo)定結(jié)果進(jìn)行比較，選擇與最終檢測結(jié)果對應(yīng)的標(biāo)定結(jié)果，根據(jù)預(yù)先建立的損 傷情況與標(biāo)定結(jié)果之間的映射關(guān)系，獲取與所述標(biāo)定結(jié)果對應(yīng)的損傷情況，進(jìn)而確定被測 模具鋼的缺陷類型。
[0225] 所述損傷情況包括當(dāng)量尺寸、缺陷深度。
[0226] 所述基于選取的頻率對差分歸一化頻域響應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化處理，包括：
[0227] (1)根據(jù)多個(gè)模具鋼缺陷的脈沖滿流響應(yīng)信號(hào)數(shù)據(jù)構(gòu)造數(shù)據(jù)矩陣D:
[022引
[0229] 式中，du表示第i個(gè)缺陷在第j個(gè)選取的頻率處的脈沖滿流響應(yīng)信號(hào)值，i = l， 2,…，ρ，j = l,2,…，q;
[0230] (2)對數(shù)據(jù)矩陣D中的各脈沖滿流響應(yīng)信號(hào)值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，定義標(biāo)準(zhǔn)化后的脈 沖滿流響應(yīng)信號(hào)值di/的計(jì)算公式為：
[0233] 則p個(gè)缺陷在第j個(gè)選取的頻率處的脈沖滿流響應(yīng)構(gòu)成向量為：
[0234] dj=(di/ 加 '，...，dp/)T
[0235] (3)計(jì)算各脈沖滿流響應(yīng)構(gòu)成向量di，d2, 一,(19在選取的q個(gè)頻率處的相關(guān)系數(shù)矩 陣C:
[0236]
[0237] 式中，cmn(m=l，2,…，q，n=l，2,…，q)為dm和dn的相關(guān)系數(shù)；
[0238] (4)確定k個(gè)優(yōu)化頻率Nr來反映選取的q個(gè)頻率的綜合效果，r = l，2,…，k，k<q，優(yōu) 化頻率矩陣可表示為：
[0239]
[0240] 式中，hrj表示選取的q個(gè)頻率在優(yōu)化頻率上的加權(quán)系數(shù)，加權(quán)系數(shù)矩陣Η表示為：
[0241]
[0242] 加權(quán)系數(shù)hrj的計(jì)算方式為：
[0243] 1)對特征方程I λΕ-C I = 0進(jìn)行求解，求取各特征值j = 1，2，…，q)，將各特征值 (j = 1，2，…，q)按照從大到小順序進(jìn)行排列，λι >λ2>…>λ。，并求取特征值(j = 1，2，…， q)對應(yīng)特征向量ej，要求I |ej| I =1，即
[0244] 2)定義第r個(gè)優(yōu)化頻率Nr對綜合效果的貢獻(xiàn)率Gr:
[0245]
[0246] 3)計(jì)算k個(gè)優(yōu)化頻率Nr的累計(jì)貢獻(xiàn)率^
[0247]
[024引 k為滿足心90%>0的最小值；
[0249] 4)計(jì)算加權(quán)系數(shù)：Ar/ =為為梯，.（Γ = = 1苗,…，.毎).。
[0250] 本優(yōu)選實(shí)施例對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，方便不同特征值進(jìn)行線性組合，提高 計(jì)算速度;通過頻域優(yōu)化，提高檢測效率;設(shè)置綜合檢測模塊3，能夠最大程度的減少檢測誤 差，并提高了對模具鋼缺陷的分類識(shí)別率，便于后續(xù)研究和解決問題，提高產(chǎn)品質(zhì)量。
[0251] 本應(yīng)用場景調(diào)整脈沖滿流傳感器與被測模具鋼表面之間的提離距離為1.0mm，設(shè) 定系數(shù)調(diào)整因子|1=1.1、^ = 0.9，對模具鋼缺陷的分類識(shí)別率提高了5.6%。
[0巧2] 應(yīng)用場景5
[0253] 參見圖1，圖2,本實(shí)施例的一種能夠?qū)ψ陨硗旰眯赃M(jìn)行檢測的模具鋼，包括模具鋼 和與模具鋼相連的無損檢測裝置，其特征是，所述的模具鋼制作步驟包括：
[0254] a、誘注模具鋼巧料步驟
[0巧5] 模具鋼毛巧中各成分按其重量配比：3Cr2Mo為0.4%-0.6%、Y20CrNi3AIMnMo (SM2)為0.7 %-0.9 %、Y55Cr化MnMoV(SM1)為3.0 %-4.0 %、5NiSCa為2.0-2.5 %、4Cr5MoVS 為4.0%-5.0%和C為0.2%-0.25%，其余為Fe，誘注成型的模具鋼毛巧溫度降至250°C，再 加熱至650-760°C，保溫5-6小時(shí)，爐冷至280-320°C，保溫3-5小時(shí)，再加熱至650-690°C，保 溫32小時(shí)，W40 °C /小時(shí)冷卻至400 °C，再W18 °C /小時(shí)，冷卻至120 °C ;
[0256] b、熱處理步驟
[0257] 對步驟a中得到的模具鋼，再加熱至1000°C并保溫1 -化，油冷至不高于100°C后重 新加熱至680°C-71(rC的溫度范圍并保溫化，之后水冷;經(jīng)過回火處理后，再將模具鋼的頭 部加熱到320-400°C，保溫4-5小時(shí)，然后噴霧冷卻處理，模具鋼的尾部在900-1020°C，保溫 6-8小時(shí)，然后空冷，最后模具鋼中部再加溫至溫度為160~190°C，保溫2-3小時(shí)，放入鐵箱 中堆冷。
[0258] 優(yōu)選地，所述的模具鋼制作步驟還包括：
[0259] a、將熱處理后的模具鋼拋丸處理；
[0260] b、將模具鋼在-190°C左右液氮中處理5-6小時(shí)。
[0261] 本優(yōu)選實(shí)施例使模具鋼有顯著的硬度和初性，改善了冶金的質(zhì)量和澤透性。
[0262] 優(yōu)選地，所述的模具鋼制作步驟還包括：
[0%3] a、升至室溫，保存24-36小時(shí)后，再加熱至240-260°C，保溫2-3小時(shí)，空冷；
[0264] b、憐化處理，在常溫下將模具鋼在熱火封閉，溫度為280-300°C，采用PH值為8的表 面調(diào)整劑處理l-2min，經(jīng)滴空l-2min后，采用憐化劑處理15-20min，再經(jīng)滴空l-2min后，采 用清水清洗。
[0265] 本優(yōu)選實(shí)施例使鋼的整體性能得到明顯的提高。
[0266] 優(yōu)選地，無損檢測裝置包括基于時(shí)域特征檢測模塊1、基于頻域特征檢測模塊2和 綜合檢測模塊3,具體為：
[0267] (1)基于時(shí)域特征檢測模塊1，其包括時(shí)域特征提取子模塊11、基于時(shí)域的缺陷檢 測子模塊12;所述時(shí)域特征提取子模塊11用于采用改進(jìn)的時(shí)域特征提取方法提取時(shí)域特征 值;所述基于時(shí)域的缺陷檢測子模塊12用于采用改進(jìn)的自動(dòng)分類識(shí)別方法對模具鋼缺陷進(jìn) 行檢測識(shí)別，W得到基于時(shí)域的檢測結(jié)果Si;
[0268] (2)基于頻域特征檢測模塊2,其包括預(yù)處理子模塊21、歸一化處理子模塊22、頻域 優(yōu)化子模塊23、頻域特征提取子模塊24和基于頻域的缺陷檢測子模塊25;所述預(yù)處理子模 塊21用于對缺陷區(qū)域時(shí)域響應(yīng)和參考區(qū)域時(shí)域響應(yīng)進(jìn)行快速傅里葉變換，得到缺陷區(qū)域頻 域響應(yīng)和參考區(qū)域頻域響應(yīng)，并對缺陷區(qū)域頻域響應(yīng)和參考區(qū)域頻域響應(yīng)分別進(jìn)行歸一化 處理后再進(jìn)行差分處理，計(jì)算出差分頻域響應(yīng);所述歸一化處理子模塊22用于對差分頻域 響應(yīng)進(jìn)行歸一化處理，進(jìn)而得到差分歸一化頻域響應(yīng);所述頻域優(yōu)化子模塊23用于按照集 膚效應(yīng)選取出適于對模具鋼缺陷進(jìn)行檢測的頻率，并基于選取的頻率對差分歸一化頻域響 應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化處理;所述頻域特征提取子模塊24用于提取優(yōu)化后的差分歸一化頻域響應(yīng)的差 分峰值譜、特定頻率差分幅值譜和差分過零頻率作為可用于表征模具鋼材料物理屬性的頻 域特征值;所述基于頻域的缺陷檢測子模塊25用于采用改進(jìn)的自動(dòng)分類識(shí)別方法對模具鋼 缺陷進(jìn)行檢測識(shí)別，W得到基于頻域的檢測結(jié)果S2 ;
[0269] (3)綜合檢測模塊3,用于根據(jù)基于時(shí)域的檢測結(jié)果Si和基于頻域的檢測結(jié)果S2,采 用預(yù)定缺陷分類識(shí)別規(guī)則進(jìn)行確定被測模具鋼的缺陷類型。
[0270] 本優(yōu)選實(shí)施例通過時(shí)域特征檢測和頻域特征檢測相結(jié)合的方式，有效抑制了提離 干擾，實(shí)現(xiàn)了模具鋼缺陷的準(zhǔn)確檢測。
[0271 ]優(yōu)選地，所述基于改進(jìn)的時(shí)域特征提取方法提取時(shí)域特征值，包括：
[0272] (1)采用脈沖滿流傳感器對模具鋼缺陷進(jìn)行檢測，調(diào)整脈沖滿流傳感器與被測模 具鋼表面之間的提離距離，獲得缺陷區(qū)域時(shí)域響應(yīng)q(t)，選取被測模具鋼無缺陷部位的時(shí) 域響應(yīng)作為參考區(qū)域時(shí)域響應(yīng)c(t);
[0273] (2)對缺陷區(qū)域時(shí)域響應(yīng)q(t)和參考區(qū)域時(shí)域響應(yīng)c(t)進(jìn)行差分和歸一化處理， 得到差分歸一化時(shí)域響應(yīng)s(t)，定義處理公式為：
[0274]
[0275] 式中，ξι、ξ2為設(shè)定的系數(shù)調(diào)整因子，ξι、ξ2的取值范圍為[0.9，1.1];
[0276] (3)提取差分歸一化時(shí)域響應(yīng)S(t)的差分峰值時(shí)間和差分過零時(shí)間作為可用于表 征模具鋼材料物理屬性的時(shí)域特征值。
[0277] 所述改進(jìn)的自動(dòng)分類識(shí)別方法對模具鋼缺陷進(jìn)行檢測識(shí)別，包括：
[0278] (1)選用高斯徑向基核函數(shù)(RBF)作為Kernel函數(shù)，所述高斯徑向基核函數(shù)的表達(dá) 式為K(x，y)=exp{-丫 ||x-y|鬥，采用粒子群優(yōu)化算法對RBF函數(shù)的參數(shù)丫進(jìn)行優(yōu)化；
[0279] (2)執(zhí)行訓(xùn)練算法，采用訓(xùn)練數(shù)據(jù)獲得支持向量機(jī)分類模型；
[0280] (3)對訓(xùn)練數(shù)據(jù)進(jìn)行測試，對未知的模具鋼缺陷進(jìn)行預(yù)測。
[0281] 所述預(yù)定缺陷分類識(shí)別規(guī)則為:采用加權(quán)平均法對基于時(shí)域的檢測結(jié)果Si和基于 頻域的檢測結(jié)果S2進(jìn)行處理，獲取最終檢測結(jié)果，將最終檢測結(jié)果與數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)于不同 損傷情況的標(biāo)定結(jié)果進(jìn)行比較，選擇與最終檢測結(jié)果對應(yīng)的標(biāo)定結(jié)果，根據(jù)預(yù)先建立的損 傷情況與標(biāo)定結(jié)果之間的映射關(guān)系，獲取與所述標(biāo)定結(jié)果對應(yīng)的損傷情況，進(jìn)而確定被測 模具鋼的缺陷類型。
[0282] 所述損傷情況包括當(dāng)量尺寸、缺陷深度。
[0283] 所述基于選取的頻率對差分歸一化頻域響應(yīng)進(jìn)行優(yōu)化處理，包括：
[0284] (1)根據(jù)多個(gè)模具鋼缺陷的脈沖滿流響應(yīng)信號(hào)數(shù)據(jù)構(gòu)造數(shù)據(jù)矩陣D:
[0285]
[0286] 式中，du表示第i個(gè)缺陷在第j個(gè)選取的頻率處的脈沖滿流響應(yīng)信號(hào)值，i = l， 2,…，ρ，j = l,2,…，q;
[0287] (2)對數(shù)據(jù)矩陣D中的各脈沖滿流響應(yīng)信號(hào)值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，定義標(biāo)準(zhǔn)化后的脈 沖滿流響應(yīng)信號(hào)值di/的計(jì)算公式為：
[0290] 則p個(gè)缺陷在第j個(gè)選取的頻率處的脈沖滿流響應(yīng)構(gòu)成向量為：
[0291] dj=(dij'，d2j'，...，dpj')τ
[0292] (3)計(jì)算各脈沖滿流響應(yīng)構(gòu)成向量di，d2, 一,(19在選取的q個(gè)頻率處的相關(guān)系數(shù)矩 陣C:
[0293]
[0294] 式中，cmn(m=l ,2,…，q，n=l ,2,... ,q)為dm和dn的相關(guān)系數(shù)；
[OWS] (4)確定k個(gè)優(yōu)化頻率Nr來反映選取的q個(gè)頻率的綜合效果，r = l，2,…，k，k<q，優(yōu) 化頻率矩陣可表示為：
[0296]
[0297] 式中，hrj表示選取的q個(gè)頻率在優(yōu)化頻率上的加權(quán)系數(shù)，加權(quán)系數(shù)矩陣Η表示為： [029引
[0299] 加權(quán)系數(shù)hrj的計(jì)算方式為：
[0300] 1)對特征方程I λΕ-C I = 0進(jìn)行求解，求取各特征值j = 1，2，…，q)，將各特征值 (j = 1，2，…，q)按照從大到小順序進(jìn)行排列，λι >λ2>…>λ。，并求取特征值(j = 1，2，…， q)對應(yīng)特征向量ej，要求II ej II = 1，即Σ.心1 f茍=1;:
[0301] 2)定義第r個(gè)優(yōu)化頻率Nr對綜合效果的貢獻(xiàn)率Gr:
[0302]
[0303] 3)計(jì)算k個(gè)優(yōu)化頻率Nr的累計(jì)貢獻(xiàn)率^
[0304]
[0305] k為滿足心90%>0的最小值；
[0306] 4)計(jì)算加權(quán)系數(shù)：/?'二 (r = 1,2, 二 的。
[0307] 本優(yōu)選實(shí)施例對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，方便不同特征值進(jìn)行線性組合，提高 計(jì)算速度;通過頻域優(yōu)化，提高檢測效率;設(shè)置綜合檢測模塊3，能夠最大程度的減少檢測誤 差，并提高了對模具鋼缺陷的分類識(shí)別率，便于后續(xù)研究和解決問題，提高產(chǎn)品質(zhì)量。
[0308] 本應(yīng)用場景調(diào)整脈沖滿流傳感器與被測模具鋼表面之間的提離距離為1.2mm，設(shè) 定系數(shù)調(diào)整因子ξι=1、ξ2 = 1，對模具鋼缺陷的分類識(shí)別率提高了 4%。
[0309] 最后應(yīng)當(dāng)說明的是，W上實(shí)施例僅用W說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對本發(fā)明保 護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對本發(fā)明作了詳細(xì)地說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng) 當(dāng)理解，可W對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的實(shí) 質(zhì)和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種能夠?qū)ψ陨硗旰眯赃M(jìn)行檢測的模具鋼，包括模具鋼和與模具鋼相連的無損檢測 裝置，其特征是，所述的模具鋼制作步驟包括： a、 澆注模具鋼坯料步驟 模具鋼毛坯中各成分按其重量配比：3Cr2Mo為0.4% -0.6 %、Y20CrNi3AMnMo (SM2)為 0·7 %-0·9 %、Y55CrNiMnMoV(SM1)為3·0 %-4·0 %、5NiSCa為2·0-2·5 %、4Cr5MoVS為4·0 % -5.0%和(：為0.2%-0.25%，其余為？6，澆注成型的模具鋼毛坯溫度降至250°(：，再加熱至 650-760°C，保溫5-6小時(shí)，爐冷至280-320°C，保溫3-5小時(shí)，再加熱至650-690°C，保溫32小 時(shí)，以40 °C /小時(shí)冷卻至400 °C，再以18 °C /小時(shí)，冷卻至120 °C ; b、 熱處理步驟 對步驟a中得到的模具鋼，再加熱至1000°C并保溫1 一 2h，油冷至不高于100°C后重新加 熱至680°C - 710°C的溫度范圍并保溫3h，之后水冷;經(jīng)過回火處理后，再將模具鋼的頭部加 熱到320-400°C，保溫4-5小時(shí)，然后噴霧冷卻處理，模具鋼的尾部在900-1020 °C，保溫6-8小 時(shí)，然后空冷，最后模具鋼中部再加溫至溫度為160~190°C，保溫2-3小時(shí)，放入鐵箱中堆 冷。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種能夠?qū)ψ陨硗旰眯赃M(jìn)行檢測的模具鋼，其特征是，所述的 模具鋼制作步驟還包括： a、 將熱處理后的模具鋼拋丸處理； b、 將模具鋼在-190 °C左右液氮中處理5-6小時(shí)。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種能夠?qū)ψ陨硗旰眯赃M(jìn)行檢測的模具鋼，其特征是，所述的 模具鋼制作步驟還包括： a、 升至室溫，保存24-36小時(shí)后，再加熱至240-260°C，保溫2-3小時(shí)，空冷； b、 磷化處理，在常溫下將模具鋼在熱火封閉，溫度為280-300°C，采用PH值為8的表面調(diào) 整劑處理l_2min，經(jīng)滴空l-2min后，采用磷化劑處理15-20min，再經(jīng)滴空l-2min后，采用清 水清洗。
【文檔編號(hào)】C22C33/06GK106011597SQ201610617565
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月28日
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請人】董超超