專(zhuān)利名稱(chēng)：硬質(zhì)合金頂錘的無(wú)損檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬材料及粉末冶金領(lǐng)域，提供了一種硬質(zhì)合金頂錘無(wú)損檢測(cè)的裝置 和方法，
背景技術(shù)：
硬質(zhì)合金頂錘是構(gòu)成人造金剛石合成高壓腔體的關(guān)鍵部件，也是主要的消耗部 件，其費(fèi)用消耗約占人造金剛石生產(chǎn)成本的1/3。其使用壽命決定著硬質(zhì)合金生產(chǎn)的工藝技 術(shù)水平、金剛石合成的質(zhì)量及其經(jīng)濟(jì)效益，為了提高硬質(zhì)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(cè)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(cè)方法，一種是利用頂錘內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)狀態(tài)的高、中、低碳區(qū)樣品的物理量飽和磁化強(qiáng)度與 頂錘的使用壽命之間建立對(duì)應(yīng)關(guān)系，另外一種是借助超聲波無(wú)損檢測(cè)方法，揭示硬質(zhì)合金 頂錘的使用次數(shù)與回波次數(shù)的相關(guān)性。隨著頂錘生產(chǎn)設(shè)備和工藝的進(jìn)步，產(chǎn)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(yīng)力對(duì)頂錘壽命的影響作用就凸現(xiàn)出來(lái)。對(duì)于這種殘余應(yīng)力“缺陷”，現(xiàn)行的 兩種無(wú)損檢測(cè)的方法都無(wú)法做出很好的表征，一是因?yàn)轫斿N較大的體積無(wú)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(duì)照關(guān)系，造成實(shí)際應(yīng)用 中無(wú)法直接檢測(cè)和轉(zhuǎn)換過(guò)程的偏差；三是無(wú)論采用哪種檢測(cè)方法，其結(jié)果都是帶有經(jīng)驗(yàn)性， 不同人員檢測(cè)得到的結(jié)果往往不同。因此缺少一種可靠的、無(wú)損的、可量化的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)檢 測(cè)硬質(zhì)合金大制品頂錘質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種硬質(zhì)合金頂錘的無(wú)損檢測(cè)方法，以解決上 述背景技術(shù)中的缺點(diǎn)。本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)硬質(zhì)合金頂錘的無(wú)損檢測(cè)方法，通過(guò)對(duì)硬質(zhì)合金頂錘施加外載，模擬其在工況條 件下受力，測(cè)量其內(nèi)部應(yīng)力分布狀況，得到合格頂錘的定量的標(biāo)準(zhǔn)，用以產(chǎn)品檢測(cè)和指導(dǎo)生產(chǎn)。其具體步驟為1.待測(cè)頂錘貼應(yīng)變片第一步粘貼表面的準(zhǔn)備粘貼時(shí)首先除去頂錘需黏貼應(yīng)變片部位表面的油污、 斑跡等，用紗布交叉打磨以增加黏結(jié)力，接著用蘸有酒精或丙酮的脫脂棉球擦洗，并標(biāo)定出 貼片定位線。第二步貼片在應(yīng)變片基底涂上495膠水，立即將應(yīng)變片底部向下放在被測(cè)位置 上，并使應(yīng)變片軸線對(duì)準(zhǔn)定位線，然后將氟塑料薄膜蓋在應(yīng)變片上，用手指滾壓擠出多余膠 水，然后用拇指靜壓lmin，使應(yīng)變片與被測(cè)件完全黏合后再放開(kāi)。第三步連線將應(yīng)變片引線通過(guò)接線端子接入應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)，并與電腦連接。
2.加載測(cè)應(yīng)力響應(yīng)將貼好應(yīng)變片的頂錘置于液壓機(jī)上，采用專(zhuān)用墊塊和模具對(duì)待測(cè)頂錘上端面進(jìn)行 加壓，控制液壓機(jī)的壓力緩慢加載并最終保壓在設(shè)定壓力。此時(shí)可以從電腦上讀出通過(guò)應(yīng)變片采集的、應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)處理的頂錘大斜面上貼 片處的各向應(yīng)力值。3.數(shù)據(jù)處理分析在電腦上將測(cè)得的各向應(yīng)力值進(jìn)行轉(zhuǎn)換，得到斜面上的平面主應(yīng)力。結(jié)果判斷由于頂錘生產(chǎn)過(guò)程中缺陷和殘余應(yīng)力的存在，頂錘各部分在承載狀態(tài) 下的應(yīng)力響應(yīng)與理論值存在偏差。將使用該裝置測(cè)得的頂錘在外載作用下得到的應(yīng)力響 應(yīng)，與通過(guò)理論計(jì)算得到的應(yīng)力值的對(duì)比，結(jié)合批量頂錘的檢測(cè)結(jié)果，制定合格頂錘的應(yīng)力 響應(yīng)量化標(biāo)準(zhǔn)。在本發(fā)明中，對(duì)不同規(guī)格的頂錘進(jìn)行了檢測(cè)，具有缺陷的不合格頂錘其斜面關(guān)鍵 點(diǎn)處的應(yīng)力響應(yīng)與在相同外載作用下標(biāo)準(zhǔn)合格錘的應(yīng)力值有著明顯的區(qū)別，基于此就可以 判斷頂錘是否合格。又因?yàn)樵摲椒ㄟx用的保壓外載力(約為400KN)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于材料的破壞 極限，因此該方法對(duì)頂錘來(lái)說(shuō)也是一種無(wú)損的檢測(cè)手段。在本發(fā)明中，由于硬質(zhì)合金頂錘是一種脆性材料，在實(shí)際使用時(shí)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(kāi)始破裂。因而在檢測(cè)前選擇在被測(cè)頂 錘的易破損關(guān)鍵點(diǎn)處粘貼應(yīng)變片，具體為釘錘的軸線兩側(cè)。在本發(fā)明中，由于頂錘生產(chǎn)過(guò)程中缺陷和殘余應(yīng)力的存在，頂錘各部分在承載狀 態(tài)下的應(yīng)力響應(yīng)與理論值存在偏差，通過(guò)實(shí)驗(yàn)應(yīng)力法測(cè)量頂錘在外載作用下得到實(shí)際的應(yīng) 力響應(yīng)，通過(guò)與理論值的對(duì)比，結(jié)合批量頂錘的檢測(cè)，制定合格頂錘的應(yīng)力響應(yīng)量化標(biāo)準(zhǔn)， 作為頂錘定量是否合格的判據(jù)。在本發(fā)明中，將貼好應(yīng)變片的頂錘置于液壓機(jī)上，采用專(zhuān)用墊塊和模具給待測(cè)頂 錘進(jìn)行加壓，控制液壓機(jī)的壓力緩慢加載并最終保壓在設(shè)定壓力，此時(shí)可以從電腦上讀出 通過(guò)應(yīng)變片采集的、動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀處理的頂錘大斜面上的應(yīng)力值。有益效果本發(fā)明能有效測(cè)量硬質(zhì)合金頂錘的相關(guān)應(yīng)力值，測(cè)量精度高，同時(shí)能有效保護(hù)硬 質(zhì)合金頂錘，提高了安全性能，降低了相關(guān)成本。


圖1為本發(fā)明的裝置示意圖；
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié) 合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。參見(jiàn)圖1的裝置示意圖，硬質(zhì)合金頂錘的無(wú)損檢測(cè)方法，在本實(shí)施例中的具體步 驟為待測(cè)頂錘貼應(yīng)變片硬質(zhì)合金頂錘4是一種脆性材料，在實(shí)際使用時(shí)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(kāi)始破裂。檢測(cè)前在被測(cè)頂錘的易破損關(guān)鍵點(diǎn)處粘貼應(yīng) 變片3。加載測(cè)應(yīng)力響應(yīng) 將貼好應(yīng)變片的頂錘置于液壓機(jī)7上，采用專(zhuān)用墊塊6和模具5給待測(cè)頂錘4進(jìn) 行加壓，控制液壓機(jī)的壓力緩慢加載并最終保壓在設(shè)定壓力，此時(shí)可以從電腦1上讀出通 過(guò)應(yīng)變片采集的、動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀2處理的頂錘大斜面上的應(yīng)力值。數(shù)據(jù)處理分析由于頂錘生產(chǎn)過(guò)程中缺陷和殘余應(yīng)力的存在，頂錘各部分在承載狀態(tài)下的應(yīng)力響 應(yīng)與理論值存在偏差，通過(guò)實(shí)驗(yàn)應(yīng)力法測(cè)量頂錘在外載作用下得到實(shí)際的應(yīng)力響應(yīng)，與通 過(guò)與理論值的對(duì)比，結(jié)合批量頂錘的檢測(cè)，制定合格頂錘的應(yīng)力響應(yīng)量化標(biāo)準(zhǔn)，作為頂錘定 量是否合格的判據(jù)。以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征，以及本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的 技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說(shuō)明書(shū)中描述的只是說(shuō) 明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這 些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書(shū) 及其等效物界定。
權(quán)利要求
1.硬質(zhì)合金頂錘的無(wú)損檢測(cè)方法，通過(guò)對(duì)硬質(zhì)合金頂錘施加外載，模擬其在工況條件 下受力，其具體步驟包括待測(cè)頂錘貼應(yīng)變片；加載測(cè)應(yīng)力響應(yīng)；數(shù)據(jù)處理分析。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬質(zhì)合金頂錘的無(wú)損檢測(cè)方法，其特征在于，所述待測(cè)頂錘 貼應(yīng)變片，包括三個(gè)步驟第一步粘貼表面的準(zhǔn)備粘貼時(shí)首先除去頂錘需黏貼應(yīng)變片部位表面的油污、斑跡 等，用紗布交叉打磨以增加黏結(jié)力，接著用蘸有酒精或丙酮的脫脂棉球擦洗，并標(biāo)定出貼片 定位線；第二步貼片在應(yīng)變片基底涂上495膠水，立即將應(yīng)變片底部向下放在被測(cè)位置上， 并使應(yīng)變片軸線對(duì)準(zhǔn)定位線，然后將氟塑料薄膜蓋在應(yīng)變片上，用手指滾壓擠出多余膠水， 然后用拇指靜壓lmin，使應(yīng)變片與被測(cè)件完全黏合后再放開(kāi)；第三步連線將應(yīng)變片引線通過(guò)接線端子接入應(yīng)變測(cè)試系統(tǒng)，并與電腦連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硬質(zhì)合金頂錘的無(wú)損檢測(cè)方法，其特征在于，在檢測(cè)前，選擇 在被測(cè)頂錘的易破損關(guān)鍵點(diǎn)處粘貼應(yīng)變片，具體為釘錘的軸線兩側(cè)。
全文摘要
硬質(zhì)合金頂錘的無(wú)損檢測(cè)方法，通過(guò)對(duì)硬質(zhì)合金頂錘施加外載，模擬其在工況條件下受力，測(cè)量其斜面，特別是關(guān)鍵點(diǎn)處的應(yīng)力響應(yīng)，得到合格頂錘的定量的標(biāo)準(zhǔn)，并以此作為是否合格的判據(jù)。用以產(chǎn)品檢測(cè)和指導(dǎo)生產(chǎn)，其具體步驟包括待測(cè)頂錘貼應(yīng)變片，加載測(cè)應(yīng)力響應(yīng)和數(shù)據(jù)處理分析，又因?yàn)閷?shí)驗(yàn)選用的保壓外載力(400kN)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于材料的破壞極限，因此該方法對(duì)頂錘來(lái)說(shuō)也是一種無(wú)損的檢測(cè)手段。
文檔編號(hào)G01L1/04GK102147301SQ20101060982
公開(kāi)日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2010年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月28日
發(fā)明者姜勇, 陳鼎 申請(qǐng)人:湖南大學(xué)