專利名稱：一種檢查鋼件滲碳表面加工缺陷的化學(xué)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于鋼件滲碳表面加工缺陷檢查領(lǐng)域，特別涉及一種檢查鋼件滲碳表面加工缺陷的化學(xué)方法。
背景技術(shù)：
鋼鐵零件在使用過(guò)程中，為了滿足某一部位對(duì)硬度的要求，采用滲碳處理，以增加鋼件表層的含碳量，并經(jīng)適當(dāng)?shù)臒崽幚砗?，使得表層具有高的硬度、耐磨性和接觸疲勞強(qiáng)度。但是在滲碳過(guò)程中、以及在后續(xù)對(duì)滲碳表面加工中會(huì)產(chǎn)生影響滲碳質(zhì)量的缺陷，這些缺陷在生產(chǎn)和應(yīng)用中危害極大，嚴(yán)重地影響零件的使用壽命。能夠準(zhǔn)確顯示滲碳、磨削加工中·產(chǎn)生的缺陷，對(duì)產(chǎn)品適量進(jìn)行監(jiān)控，直接影響著產(chǎn)品的使用安全。特別是對(duì)于在高速運(yùn)轉(zhuǎn)條件下的航空發(fā)動(dòng)機(jī)部件，保證其安全性和可靠性顯得尤為重要。所加工的零件其某一部位有滲碳層，由于零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，在加工過(guò)程中，有滲碳層的部位和無(wú)滲碳層的部位需要同時(shí)入槽處理，既要保證滲碳層部位缺陷清晰顯示，其他部位又不能產(chǎn)生腐蝕現(xiàn)象。目前，對(duì)于滲碳表面的缺陷檢查，采取在試樣上進(jìn)行金相檢查的方式，不僅操作周期長(zhǎng)，而且不能對(duì)零件加工過(guò)程產(chǎn)生的缺陷進(jìn)行宏觀檢查。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種檢查鋼件滲碳表面加工缺陷的化學(xué)方法，通過(guò)缺陷部位與正常部位的顏色不同，可以更加清晰、可靠地判斷出零件因滲碳或磨削加工原因造成的滲碳層軟化、再硬化、碳化軟點(diǎn)、脫碳、磨削痕跡或劃傷、裂紋、銹蝕等缺陷。具體操作方法如下
(1)水基除油采用濃度為3(T50g/L的Turco4215除油，用量為2(T60kg，工作溫度為50 60°C，工作時(shí)間為5 IOmin ；
(2)水洗工序室溫下用流動(dòng)水清洗l(T30s，并開啟噴淋裝置，用水槍沖洗零件，以去除殘留的溶液痕跡，零件不出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象；
(3)水膜檢查浙干5 20s后檢查水膜，水膜檢查時(shí)間為2(T30s；
(4)陽(yáng)極清理零件作為陽(yáng)極，槽體作為陰極，溶液組成是濃度為5(Tl00g/L的氫氧化鈉溶液4(Tl20kg和濃度為5(Tl00g/L的添加劑RR40 4(Tl20kg，采用恒壓電源，電壓為6 12V，工作時(shí)間I 5min ;用流動(dòng)水清洗l(T30s ；
(5)硫酸腐蝕零件作為陽(yáng)極，槽體作為陰極，采用濃度為88(T920g/L的硫酸溶液80(Tl350L腐蝕，工作溫度為1(T20°C，采用恒壓電源，電壓為7. 5 10V，工作時(shí)間15 30s ;用流動(dòng)水清洗l(T30s ；
(6)中和為防止零件銹蝕，必須去除零件表面殘留的酸液，采用濃度為25 35g/L的硅酸鈉溶液80(Tl350L，中和時(shí)間l(T30s ;用流動(dòng)水清洗l(T30s ；(7)硝酸腐蝕采用濃度為4.5^5. 5g/L的硝酸溶液80(Tl350L進(jìn)行腐蝕，腐蝕時(shí)間5^30s ;用流動(dòng)水清洗l(T30s ；
(8)中和為防止零件銹蝕，必須去除零件表面殘留的酸液，采用濃度為25 35g/L的硅酸鈉溶液80(Tl350L，中和時(shí)間l(T30s ;用流動(dòng)水清洗l(T30s ；
(9)浸熱脫水油采用1200L脫水油120D和25L添加劑6375的混合溶液進(jìn)行脫水，溫度控制在10(Tl05°C，時(shí)間大于5min ；
(10)檢查結(jié)果浙干冷卻后進(jìn)行檢驗(yàn)，滲碳表面顏色呈灰色，缺陷存在部位呈現(xiàn)不同的顏色和形態(tài)。其中，所述的步驟(3)水膜檢查中，要檢查水膜是否連續(xù)，如有破膜現(xiàn)象重新進(jìn)行水基除油工序。
所述的步驟(9)浸熱脫水油中，要上下反復(fù)移動(dòng)零件，保證不產(chǎn)生氣泡，在熱脫水油工序后，要檢查零件表面有無(wú)水珠殘留，若有水珠殘留，用濾紙或吸油紙將殘留水珠去除，然后重新進(jìn)行熱脫水油工序。本發(fā)明的有益效果在于
I、采用本發(fā)明提供的水基除油、陽(yáng)極清理、硫酸腐蝕前處理工藝，對(duì)滲碳表面氧化物有效清除，使得經(jīng)硝酸腐蝕后能夠清晰顯示缺陷部位。2、采用本發(fā)明可將零件有滲碳層和無(wú)滲碳層的表面同時(shí)入槽，且無(wú)滲碳層部位無(wú)需絕緣保護(hù)，可確保滲碳層部位缺陷清晰顯示，其他部位又不會(huì)產(chǎn)生過(guò)腐蝕現(xiàn)象。3、采用本發(fā)明能夠準(zhǔn)確顯示滲碳表面熱處理及磨削加工中產(chǎn)生的滲碳層軟化、再硬化、碳化軟點(diǎn)、脫碳、磨削痕跡或劃傷、裂紋、銹蝕等缺陷，能夠直接在零件上進(jìn)行宏觀檢查，更有效的對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行了監(jiān)控。


圖I為本發(fā)明的工藝方法流程 圖2為采用本發(fā)明的方法加工后顯現(xiàn)的碳化軟點(diǎn)缺陷 圖3為采用本發(fā)明的方法加工后顯現(xiàn)的再硬化缺陷 圖4為采用本發(fā)明的方法加工后顯現(xiàn)的銹蝕缺陷圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例I
某內(nèi)軸承環(huán)零件，其軸承環(huán)部位為滲碳表面，其余表面無(wú)滲碳層，采用本發(fā)明對(duì)其滲碳表面加工缺陷進(jìn)行宏觀檢查，按以下步驟進(jìn)行
(1)水基除油采用濃度為36g/L的1\11^04215除油，用量為28.81^，溶液溫度為55 0C ；
(2)進(jìn)行水洗工序時(shí)，室溫下用流動(dòng)水清洗10s，并開啟噴淋裝置，用水槍沖洗零件，以去除殘留的溶液痕跡，零件不出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象；
(3)水膜檢查浙干5s檢查水膜，水膜檢查時(shí)間為20s，水膜連續(xù)；
(4)陽(yáng)極清理零件作為陽(yáng)極，槽體作為陰極，溶液組成是濃度為45g/L的氫氧化鈉溶液52kg和濃度為40g/L的添加劑RR40 52kg，采用恒壓電源，電壓為8V，工作時(shí)間2min ；用流動(dòng)水清洗IOs ；
(5)硫酸腐蝕零件作為陽(yáng)極,槽體作為陰極,采用濃度為890g/L的硫酸溶液800L腐蝕，溫度為10°C，采用恒壓電源，電壓為7. 5V，工作時(shí)間15s ;用流動(dòng)水清洗IOs ；
(6)中和為防止零件銹蝕，必須去除零件表面殘留的酸液，采用濃度為32g/L的硅酸鈉溶液800L，中和時(shí)間IOs ;用流動(dòng)水清洗IOs ；
(7)硝酸腐蝕采用濃度為5.I g/L的硝酸溶液800L進(jìn)行腐蝕，腐蝕時(shí)間7s ;用流動(dòng)水清洗IOs ；
(8)中和為防止零件銹蝕，必須去除零件表面殘留的酸液，采用濃度為32g/L的硅酸鈉溶液800L，中和時(shí)間IOs ;用流動(dòng)水清洗IOs ；
(9)浸熱脫水油采用1200L脫水油120D和25L添加劑6375的混合溶液進(jìn)行脫水，溫 度控制在103°C，時(shí)間7min，在進(jìn)行熱脫水油工序時(shí)，上下反復(fù)移動(dòng)零件，保證不產(chǎn)生氣泡；熱脫水油工序后，檢查零件表面有無(wú)水珠殘留。進(jìn)行完硝酸腐蝕和浸熱脫水油后，經(jīng)檢查滲碳表面背景顏色呈灰色，可以清晰的顯示出在滲碳過(guò)程中產(chǎn)生的碳化軟點(diǎn)缺陷，其顏色為淺白色區(qū)域，形態(tài)為圓形，見(jiàn)圖2所示。通過(guò)本發(fā)明的方法對(duì)滲碳表面的質(zhì)量進(jìn)行了有效監(jiān)控，同時(shí)無(wú)滲碳表面無(wú)腐蝕現(xiàn)象。實(shí)施例2
某低壓短軸零件，其軸承環(huán)部位為滲碳表面，其余表面無(wú)滲碳層，采用本發(fā)明對(duì)其滲碳表面加工缺陷進(jìn)行宏觀檢查，按以下步驟進(jìn)行
(1)水基除油采用濃度為42g/L的Turco4215除油，用量為42kg，溶液溫度為60°C；
(2)進(jìn)行水洗工序時(shí)，室溫下用流動(dòng)水清洗20s，并開啟噴淋裝置，用水槍沖洗零件，以去除殘留的溶液痕跡，零件不出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象；
(3)水膜檢查浙干IOs檢查水膜，水膜檢查時(shí)間為25s，水膜連續(xù)；
(4)陽(yáng)極清理零件作為陽(yáng)極，槽體作為陰極，溶液組成是濃度為80g/L的氫氧化鈉溶液80kg和濃度為75 g/L的添加劑RR40 75kg，采用恒壓電源，電壓為10V，工作時(shí)間I. 5min ;用流動(dòng)水清洗20s ；
(5)硫酸腐蝕零件作為陽(yáng)極，槽體作為陰極，采用濃度為902g/L的硫酸溶液1000L腐蝕，溫度為15°C，采用恒壓電源，電壓為9V，工作時(shí)間20s ;用流動(dòng)水清洗20s ；
(6)中和為防止零件銹蝕，必須去除零件表面殘留的酸液，采用濃度為29g/L的硅酸鈉溶液1000L，中和時(shí)間20s ;用流動(dòng)水清洗20s ；
(7)硝酸腐蝕采用濃度為5.4g/L的硝酸溶液1000L進(jìn)行腐蝕，腐蝕時(shí)間15s ;用流動(dòng)水清洗20s ；
(8)中和為防止零件銹蝕，必須去除零件表面殘留的酸液，采用濃度為29g/L的硅酸鈉溶液1000L，中和時(shí)間20s ;用流動(dòng)水清洗20s ；
(9)浸熱脫水油采用1200L脫水油120D和25L添加劑6375的混合溶液進(jìn)行脫水，溫度控制在103°C，時(shí)間15min，在進(jìn)行熱脫水油工序時(shí)，上下反復(fù)移動(dòng)零件，保證不產(chǎn)生氣泡；熱脫水油工序后，檢查零件表面有無(wú)水珠殘留。進(jìn)行完硝酸腐蝕和浸熱脫水油后，經(jīng)檢查滲碳表面背景顏色呈灰色，可以清晰的顯示出在磨削加工過(guò)程中產(chǎn)生的再硬化缺陷，呈現(xiàn)出淺白色條片狀，邊界清晰，被一個(gè)較黑的腐蝕表象區(qū)圍繞著，見(jiàn)圖3所示。通過(guò)本發(fā)明的方法對(duì)滲碳表面的質(zhì)量進(jìn)行了有效監(jiān)控，同時(shí)無(wú)滲碳表面無(wú)腐蝕現(xiàn)象。實(shí)施例3
某壓縮機(jī)前短軸零件，其軸承環(huán)部位為滲碳表面，其余表面無(wú)滲碳層，采用本發(fā)明對(duì)其滲碳表面加工缺陷進(jìn)行宏觀檢查，按以下步驟進(jìn)行
(1)水基除油采用濃度為48g/L的Turco4215除油，用量為57.6kg，溶液溫度為50°C;
(2)進(jìn)行水洗工序時(shí)，室溫下用流動(dòng)水清洗30s，并開啟噴淋裝置，用水槍沖洗零件，以去除殘留的溶液痕跡，零件不出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象；
(3)水膜檢查浙干20s檢查水膜，水膜檢查時(shí)間為30s，水膜連續(xù)；
(4)陽(yáng)極清理零件作為陽(yáng)極，槽體作為陰極，溶液組成是濃度為110g/L的氫氧化鈉 溶液110. 4kg和濃度為120 g/L的添加劑RR40 104. 4kg，采用恒壓電源，電壓為12V，工作時(shí)間5min ;用流動(dòng)水清洗30s ；
(5)硫酸腐蝕零件作為陽(yáng)極，槽體作為陰極，采用濃度為916g/L的硫酸溶液1300L腐蝕，溫度為20°C，采用恒壓電源，電壓為10V，工作時(shí)間30s ;用流動(dòng)水清洗30s ；
(6)中和為防止零件銹蝕，必須去除零件表面殘留的酸液，采用濃度為34g/L的硅酸鈉溶液1300L，中和時(shí)間30s ;用流動(dòng)水清洗30s ；
(7)硝酸腐蝕采用濃度為4.8g/L的硝酸溶液1300L進(jìn)行腐蝕，腐蝕時(shí)間30s ;用流動(dòng)水清洗30s ；
(8)中和為防止零件銹蝕，必須去除零件表面殘留的酸液，采用濃度為34g/L的硅酸鈉溶液1300L，中和時(shí)間30s ;用流動(dòng)水清洗30s ；
(9)浸熱脫水油采用1200L脫水油120D和25L添加劑6375的混合溶液進(jìn)行脫水，溫度控制在103°C，時(shí)間20min，在進(jìn)行熱脫水油工序時(shí)，上下反復(fù)移動(dòng)零件，保證不產(chǎn)生氣泡；熱脫水油工序后，檢查零件表面有無(wú)水珠殘留。進(jìn)行完硝酸腐蝕和浸熱脫水油后，經(jīng)檢查滲碳表面背景顏色呈灰色，可以清晰的顯示出在軸承環(huán)表面出現(xiàn)了銹蝕斑點(diǎn)，見(jiàn)圖4所示。通過(guò)本發(fā)明的方法對(duì)滲碳表面的質(zhì)量進(jìn)行了有效監(jiān)控，同時(shí)無(wú)滲碳表面無(wú)腐蝕現(xiàn)象。
權(quán)利要求
1.一種檢查鋼件滲碳表面加工缺陷的化學(xué)方法，其特征在于包括以下步驟 (1)水基除油采用濃度為3(T50g/L的Turco4215除油，用量為2(T60kg，工作溫度為50 60°C，工作時(shí)間為5 IOmin ； (2)水洗工序室溫下用流動(dòng)水清洗l(T30s，并開啟噴淋裝置，用水槍沖洗零件，以去除殘留的溶液痕跡，零件不出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象； (3)水膜檢查浙干5 20s后檢查水膜，水膜檢查時(shí)間為2(T30s； (4)陽(yáng)極清理零件作為陽(yáng)極，槽體作為陰極，溶液組成是濃度為5(Tl00g/L的氫氧化鈉溶液4(Tl20kg和濃度為5(Tl00g/L的添加劑RR40 4(Tl20kg，采用恒壓電源，電壓為6 12V，工作時(shí)間I 5min ;用流動(dòng)水清洗l(T30s ； (5)硫酸腐蝕零件作為陽(yáng)極，槽體作為陰極，采用濃度為88(T920g/L的硫酸溶液80(Tl350L腐蝕，工作溫度為1(T20°C，采用恒壓電源，電壓為7. 5 10V，工作時(shí)間15 30s ;用流動(dòng)水清洗l(T30s ； (6)中和為防止零件銹蝕，必須去除零件表面殘留的酸液，采用濃度為25 35g/L的硅酸鈉溶液80(Tl350L，中和時(shí)間l(T30s ;用流動(dòng)水清洗l(T30s ； (7)硝酸腐蝕采用濃度為4.5^5. 5g/L的硝酸溶液80(Tl350L進(jìn)行腐蝕，腐蝕時(shí)間5^30s ;用流動(dòng)水清洗l(T30s ； (8)中和為防止零件銹蝕，必須去除零件表面殘留的酸液，采用濃度為25 35g/L的硅酸鈉溶液80(Tl350L，中和時(shí)間l(T30s ;用流動(dòng)水清洗l(T30s ； (9)浸熱脫水油采用1200L脫水油120D和25L添加劑6375的混合溶液進(jìn)行脫水，溫度控制在10(Tl05°C，時(shí)間大于5min ； (10)檢查結(jié)果浙干冷卻后進(jìn)行檢驗(yàn)，滲碳表面顏色呈灰色，缺陷存在部位呈現(xiàn)不同的顏色和形態(tài)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種檢查鋼件滲碳表面加工缺陷的化學(xué)方法，其特征在于所述的步驟(3)水膜檢查中，要檢查水膜是否連續(xù)，如有破膜現(xiàn)象重新進(jìn)行水基除油工序。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種檢查鋼件滲碳表面加工缺陷的化學(xué)方法，其特征在于所述的步驟(9)浸熱脫水油中，要上下反復(fù)移動(dòng)零件，保證不產(chǎn)生氣泡，在熱脫水油工序后，要檢查零件表面有無(wú)水珠殘留，若有水珠殘留，用濾紙或吸油紙將殘留水珠去除，然后重新進(jìn)行熱脫水油工序。
全文摘要
本發(fā)明屬于鋼件滲碳表面加工缺陷檢查領(lǐng)域，特別涉及一種檢查鋼件滲碳表面加工缺陷的化學(xué)方法，具體操作方法為預(yù)處理采用先水基除油，然后進(jìn)行堿性陽(yáng)極處理和硫酸陽(yáng)極腐蝕以去除表面氧化物獲得潔凈的表面，然后進(jìn)行硝酸腐蝕，硝酸腐蝕后，滲碳表面顏色呈灰色，缺陷存在部位呈現(xiàn)不同的顏色和形態(tài)，從而清晰的顯示出在滲碳及磨削過(guò)程中產(chǎn)生的滲碳層軟化、再硬化、碳化軟點(diǎn)、脫碳、磨削痕跡或劃傷、裂紋、銹蝕等缺陷。采用本發(fā)明可將零件有滲碳層和無(wú)滲碳層的表面同時(shí)入槽，且無(wú)滲碳層部位無(wú)需絕緣保護(hù)，可確保滲碳層部位缺陷清晰顯示，其他部位又不會(huì)產(chǎn)生過(guò)腐蝕現(xiàn)象，并且能夠直接在零件上進(jìn)行宏觀檢查，更有效的對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行了監(jiān)控。
文檔編號(hào)G01N1/28GK102901708SQ20121036916
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月29日
發(fā)明者趙永崗, 馮湛, 趙玉生, 王輝, 周英杰 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)黎明航空發(fā)動(dòng)機(jī)(集團(tuán))有限責(zé)任公司