專利名稱：一種滾動(dòng)軸承殘余奧氏體的電磁在線檢測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用U型傳感器和交流橋式電路檢測(cè)軸承產(chǎn)品殘余奧氏體含量的一種新方法，特別是根據(jù)試件磁回路強(qiáng)磁體磁阻的變化來(lái)表征殘奧體積變化的方法。
背景技術(shù)：
軸承鋼中殘余奧氏體的數(shù)量，對(duì)軸承的機(jī)械性能、尺寸穩(wěn)定性有決定性影響。與軸承材料的抗拉強(qiáng)度、沖擊韌性和疲勞強(qiáng)度往往存在對(duì)應(yīng)關(guān)系。為保證軸承的質(zhì)量，國(guó)外對(duì)軸承產(chǎn)品殘余奧氏體的含量有著明確的規(guī)定，超出規(guī)定的范圍，軸承就成為不合格產(chǎn)品。目前國(guó)內(nèi)對(duì)軸承產(chǎn)品的要求也越來(lái)越嚴(yán)格，也提出了對(duì)軸承產(chǎn)品的殘奧含量不能超出一定范圍的要求。但到目前為止，國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有一種在線檢測(cè)軸承產(chǎn)品的方法。一般都在實(shí)驗(yàn)室對(duì)試樣用X射線法或金相法進(jìn)行檢測(cè)。這兩種方法都存在檢測(cè)速度慢、重現(xiàn)性差等缺點(diǎn)，不可能在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行大面積在線檢測(cè)。國(guó)內(nèi)外用電磁法對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)已較普遍。美國(guó)利用巴克豪森效應(yīng)對(duì)材料進(jìn)行評(píng)價(jià)[莊又青，利用巴克豪森效應(yīng)綜合評(píng)價(jià)材料表面質(zhì)量，無(wú)損檢測(cè)，(02) (1994)41-43]。 日本吉永等利用磁致伸縮效應(yīng)檢查鋼材的熱處理狀態(tài)和含碳量[遠(yuǎn)藤和芳，吉永昭男，磁気的方法(二上3鋼材O材料評(píng)価O -考察，非破壊検查，40 (8) (1991)552-557。]。北川等用渦流檢測(cè)鋼材表面的馬氏體含量[日本非破壊計(jì)測(cè)研究所，北川茂，新方式O材質(zhì) 亀裂子Λ 7力-T，內(nèi)外技術(shù)二 H, (351) (1990)]，均得到較好的結(jié)果。國(guó)內(nèi)甘宅平等用磁法檢測(cè)高鉻鑄鐵殘奧含量[甘宅平，高鉻鑄鐵殘余奧氏體測(cè)定的探討，理化檢驗(yàn)(物理分冊(cè))，43(11) (2007)571-574.]；肖柯則等用磁法測(cè)定球墨鑄鐵中的殘奧值[肖柯則，樂(lè)茂康，馬慶國(guó)，磁性法與X光衍射分析等淬貝氏體球墨鑄鐵中殘余奧氏體，現(xiàn)代鑄鐵，( (1989)38-42 ；劉紅櫻，王海華，王程，基于單片機(jī)的殘余奧氏體磁性測(cè)量法，(12) 0007)35-38.]。這些方法有制備試樣慢，測(cè)量誤差大等缺點(diǎn)，和傳統(tǒng)的X射線法的結(jié)果相比相差較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服X射線法、金相法、磁性法等現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種基于電路及磁路分析，利用U形傳感器直接與待測(cè)試件接觸測(cè)定奧氏體的新方法，國(guó)內(nèi)外還沒(méi)有先例。它有快速(每點(diǎn)測(cè)量速度小于1分鐘)、準(zhǔn)確(與X射線相差小于1%)，重復(fù)性好(重復(fù)測(cè)量誤差小于0. 5% )等優(yōu)點(diǎn)，特別適合在現(xiàn)場(chǎng)在線檢測(cè)。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取如下解決方案。一種滾動(dòng)軸承殘余奧氏體的電磁法在線檢測(cè)方法，該方法包括下述步驟1)首先，建立交流橋式電路用以構(gòu)建在線檢測(cè)磁回路的等效電路；2)交流橋式電路由計(jì)算機(jī)通過(guò)控制正弦波信號(hào)發(fā)生器向交流橋式電路中的恒流源提供勵(lì)磁電流信號(hào)；3)恒流源將勵(lì)磁電流信號(hào)分別輸入至連接在恒流源的一端的可調(diào)電阻器上，恒流源的另一端接在由第一電阻器、第二電阻器、基準(zhǔn)探頭、測(cè)量探頭以及可調(diào)電阻器構(gòu)成的交流橋式電路的勵(lì)磁回路上；4)第一電阻器和基準(zhǔn)探頭構(gòu)成交流橋式電路同側(cè)的2個(gè)臂，第二電阻器和測(cè)量探頭構(gòu)成交流橋式電路同側(cè)的另2個(gè)臂，基準(zhǔn)探頭和測(cè)量探頭用于檢測(cè)被測(cè)材料；5)可調(diào)電阻器的輸入端連接有第一互感器，第一互感器測(cè)量激勵(lì)電流的大小，并輸出與電流大小成正比的電壓信號(hào)送入數(shù)據(jù)采集卡，數(shù)據(jù)采集卡將與電壓信號(hào)相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)送入計(jì)算機(jī)；6)基準(zhǔn)探頭和第一電阻器的第一連接點(diǎn)與測(cè)量探頭和第二電阻器的第二連接點(diǎn)間連接有第二互感器，第二互感器測(cè)量交流橋式電路的不平衡電流的大小，并將該不平衡電流信號(hào)送入數(shù)據(jù)采集卡，數(shù)據(jù)采集卡將與不平衡電流信號(hào)相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)送入計(jì)算機(jī)；7)計(jì)算機(jī)根據(jù)步驟5)輸入的激勵(lì)電流(100 200mA)調(diào)整交流橋式電路達(dá)到最大靈敏度，由步驟6)輸入的交流橋式電路不平衡電流數(shù)字信號(hào)計(jì)算被測(cè)件的殘余奧氏體含量。本發(fā)明進(jìn)一步的特征在于所述殘余奧氏體含量按照下式計(jì)算
權(quán)利要求
1.一種滾動(dòng)軸承殘余奧氏體的電磁法在線檢測(cè)方法，其特征在于，該方法包括下述步驟1)首先，建立交流橋式電路用以構(gòu)建在線檢測(cè)磁回路的等效電路；2)交流橋式電路由計(jì)算機(jī)(17)通過(guò)控制正弦波信號(hào)發(fā)生器向交流橋式電路中的恒流源(4)提供勵(lì)磁電流信號(hào)；3)恒流源(4)將勵(lì)磁電流信號(hào)分別輸入至連接在恒流源(4)的一端的可調(diào)電阻器(5) 上，恒流源(4)的另一端接在由第一電阻器(9)、第二電阻器(10)、基準(zhǔn)探頭(11)、測(cè)量探頭 (12)以及可調(diào)電阻器(5)構(gòu)成的交流橋式電路的勵(lì)磁回路上；4)第一電阻器(9)和基準(zhǔn)探頭(11)構(gòu)成交流橋式電路同側(cè)的2個(gè)臂，第二電阻器(10) 和測(cè)量探頭(12)構(gòu)成交流橋式電路同側(cè)的另2個(gè)臂，基準(zhǔn)探頭(11)和測(cè)量探頭(12)用于檢測(cè)被測(cè)材料(3)；5)可調(diào)電阻器(5)的輸入端連接有第一互感器(8)，第一互感器(8)測(cè)量激勵(lì)電流的大小，并輸出與電流大小成正比的電壓信號(hào)送入數(shù)據(jù)采集卡(16)，數(shù)據(jù)采集卡(16)將與電壓信號(hào)相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)送入計(jì)算機(jī)(17)；6)基準(zhǔn)探頭(11)和第一電阻器(9)的第一連接點(diǎn)(13)與測(cè)量探頭(12)和第二電阻器(10)的第二連接點(diǎn)(14)間連接有第二互感器(15)，第二互感器(1 測(cè)量交流橋式電路的不平衡電流的大小，并將該不平衡電流信號(hào)送入數(shù)據(jù)采集卡(16)，數(shù)據(jù)采集卡(16)將與不平衡電流信號(hào)相應(yīng)的數(shù)字信號(hào)送入計(jì)算機(jī)(17)；7)計(jì)算機(jī)(17)根據(jù)步驟幻輸入的激勵(lì)電流調(diào)整交流橋式電路達(dá)到最大靈敏度，由步驟6)輸入的交流橋式電路不平衡電流數(shù)字信號(hào)計(jì)算被測(cè)件的殘余奧氏體含量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種滾動(dòng)軸承殘余奧氏體的電磁法在線檢測(cè)方法，其特征在于，所述殘余奧氏體含量按照下式計(jì)算a-b\I\式中，m為實(shí)測(cè)的殘余奧氏體含量；111為實(shí)測(cè)的交流橋式電路不平衡電流值；a、b為常數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種滾動(dòng)軸承殘余奧氏體的電磁法在線檢測(cè)方法，其特征在于，所述常數(shù)a、b根據(jù)標(biāo)定試驗(yàn)法得到，分別制備兩對(duì)不同殘奧含量的經(jīng)熱處理鋼材， 一種含量為實(shí)際值，另一為100%殘余奧氏體的鋼材標(biāo)定電流值，按照下式計(jì)算a「i-ι max\I max_bTnl -Z1W1 h _式中，Hi1為用X射線法或金相法測(cè)出殘余奧氏體的含量，I1為測(cè)定出交流橋式電路不平衡電流的電流實(shí)際值，Imax為100%殘余奧氏體的鋼材標(biāo)定電流值。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種滾動(dòng)軸承殘余奧氏體的電磁法在線檢測(cè)方法，包括1)建立交流橋式電路構(gòu)建磁回路的等效電路；2)恒流源提供勵(lì)磁電流信號(hào)；3)恒流源將勵(lì)磁電流輸入至勵(lì)磁回路；4)電阻器和基準(zhǔn)探頭、測(cè)量探頭構(gòu)成交流橋式電路的4個(gè)臂，基準(zhǔn)探頭和測(cè)量探頭檢測(cè)被測(cè)材料；5)電阻器連接一互感器將輸出電流信號(hào)送入數(shù)據(jù)采集卡至計(jì)算機(jī)；6)基準(zhǔn)探頭和與測(cè)量探頭間連接另一互感器將不平衡電流信號(hào)送入數(shù)據(jù)采集卡至計(jì)算機(jī)；7)計(jì)算機(jī)據(jù)根據(jù)輸入的激勵(lì)電流調(diào)整交流橋式電路達(dá)到最大靈敏度，由不平衡電流信號(hào)計(jì)算被測(cè)件的殘余奧氏體含量。該法靈敏度高、重復(fù)性好，操作方便，檢測(cè)速度快，與X射線法的結(jié)果吻合較好，適合在線檢測(cè)、推廣使用。
文檔編號(hào)G01N27/72GK102507723SQ20111028669
公開(kāi)日2012年6月20日 申請(qǐng)日期2011年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月23日
發(fā)明者關(guān)志剛, 張相臣, 李建忠, 王振山, 董光能, 雷建中, 高元安 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)