粉末冶金汽车零件的裂纹检测设备

付瑶 马文娟 李渊

摘要：近年来，伴随新型粉末冶金材料和新工艺的飞速开展，粉末冶金汽车结构件的生产在粉末冶金零件中的份额有所增加。对于粉末冶金汽车零件，裂纹是最致命的缺陷。 当前的粉末冶金制造商除了将成型零件放置在泡沫板上之外，还避免了运输过程中发生的振动和生裂纹，调整了成型的密度差，并采用了更先进的CNC成型设备使用，此方法可以完全防止破裂。因此，粉末冶金公司迫切需要后续的裂纹检测方法，尤其是无损检测方法。近年来，我们不断采用各种无损检测方法，以有效降低汽车公司裂纹的风险。

关键词：粉末冶金;汽车零件;裂纹检测设备

所谓粉末冶金部分是指用于在低于压制成型后的粉末的熔点的温度下烧结合金粉末或金属粉末的部分。在粉末冶金汽车零件的实际制造过程中，由于某些原因可能会出现裂纹。如果发现出现的裂纹并没有及时进行处理，则它们会给冶金和制造人员带来安全问题，甚至引起冶金人员的安全问题。因此，使用科学有效的裂纹检测技术来检测粉末冶金汽车零件的运行状态非常重要。

一、各类裂纹检测和探伤技术应用

（一）电子放大镜裂纹检测仪

如图1所示，使用电子放大镜裂缝检测器检测裂缝的基本原理是：将要测试的产品放在旋转的夹具上，然后将电子放大镜对准容易产生裂纹的凹面根部，调整为透明并旋转产品。检查人员将根据裂缝的大小确定密封样品是否破裂或松动，适用于分步检测产品。

（二）机械视觉外观缺陷检测机

使用工业视觉缺陷检查器检测裂纹的基本原理是：自动旋转，通过自动进纸盘装载材料，并装载中央传送带。通过后，使用旋转机械手夹紧产品。视觉系统执行计算机分析，并将其与计算机上存储的图像进行比较。破裂或缺少材料的产品将从斜坡上直接放入红色垃圾箱，计算机会计算出有缺陷和合格零件的数量。工业视觉方法在裂缝检测中具有较高的自动化程度，但是由于诸如色差和油渍等原因，其具有一定的假阳性率。同时，无法确定内部裂纹。由于该设备的结构，它仅适用于检测中小型产品的缺角和明显的外部裂纹。

（三）磁粉探伤仪

使用磁粉缺陷检测仪检测裂纹的工作原理：用磁性粉末喷涂产品，使用线圈或铜棒对产品通电并磁化，然后将磁化的产品置于紫色荧光灯下并检查。荧光粉聚集在裂缝中并发出绿光。为了去除残留的磁性粉末，必须在检查磁性颗粒之后对产品进行消磁和清洁。磁粉检测仅适用于结构简单的产品，例如单台阶产品，不适合表面有台阶和角松的产品。在磁粉检查中，由于粉末流动引起的松动经常被误认为是裂纹，因此在这种情况下，有必要使用金属结构方法检查裂纹。由于磁化是切断磁力线的功能，因此对于徑向裂纹，必须使用线圈划痕检测方法，对于轴向裂纹，必须使用铜棒划伤检测方法。另外，新型磁性粒子缺陷检测仪还具有复合磁化功能。

（四）超声波探伤仪

超声波探伤的工作原理是超声波反射的原理。也就是说，超声波在两种不同介质（裂纹表面）之间的界面处反射。反射能量通过反射波的高度进行测量和测试。在零件的底表面上产生的反射波称为底表面波，当底表面与测量面之间存在裂纹时，也称为在断裂面上回波的缺陷波，但通常仅产生反射波，会发生坏波。这表明在测试表面和底表面之间存在缺陷，如果超声波探伤仪的增益太大，则会在底表面波之前产生干扰波。这些干扰波容易与次品波混淆，但通常不会太高。为方便操作，我们将除下波以外的其他波归纳为坏波，证明了坏波高度小于30%的零件的性能与普通零件相同，并且通过金属结构检查未发现裂纹。超声波探伤仪可以显示的最高峰值为126%，而高于126%的所有峰高仪均显示126%。如果缺陷的波高为30%<AM%<126%，则破坏程度被认为是微弱的。

（五）金相分析

各种类型的裂纹中的可疑裂纹和缺陷检测可以通过金相显微镜分析来识别。金相方法是确定裂纹的最准确方法，如果对上述其他方法有任何疑问，或者需要各种裂纹的标准样品，则可以使用金属组织学方法进行检查。但是，应该强调的是，金相方法不是非破坏性的测试。该产品必须通过金相技术销毁，并且只能用于实验和验证，实际的100%检查方法仅用于以上几种设备。

二、裂纹检测技术在粉末冶金制件中的实际应用

粉末冶金零件加工厂主要生产铁磁粉末冶金零件。在制造过程中，由于各种原因，零件的质量存在一定的缺陷，并且某些零件存在脱模裂纹或烧结裂纹。为了确保产品质量采样的有效性和准确性，必须使用先进的裂纹检测技术对采样的样品进行精确的裂纹检测。根据许多实际验证，差动涡流检测技术不仅操作方便快捷，成本低廉，检测结果准确，而且检测过程不会损坏产品。这是一种更实用的裂缝检测方法。例如，我们将以冶金零件支架的脱模裂纹为例，说明裂纹检测技术的具体工作过程及其在确保粉末冶金零件正常运行中的重要意义。由于粉末冶金制造过程的性质，对于所使用的所有类型的工件都有一定的脱模裂纹规定，并且支撑脱模裂纹通常出现在螺栓连接孔和气缸底部周围。在进行测试之前，应选择无裂纹的轴承作为标准零件，以供参考和比较测试的轴承。如果要检测螺栓连接孔，请将一个传感器连接到标准组件螺栓孔，将另一个传感器连接到经过测试的支撑螺栓孔，两个传感器的检测线圈将有差异地运动。连接泡沫，打开检测电路，并开始检测所测试的支撑物的裂纹。从以上分析可以看出，裂纹检测技术的实质是比较未破裂和破裂的零件产生的不同输出信号;如果两个输出信号不一致。如果测试的支撑螺栓的孔中有裂纹缺陷，则显示屏将显示相应的测试结果以及声光警报。根据相同的原理，可以使用相同的裂纹检测技术来检测支撑筒和其他粉末冶金部件底部的裂纹。

结语：

总体而言，随着科学技术水平的不断提高，粉末冶金汽车零件的裂纹检测技术也需要不断改进和完善，只有这种方法才能真正有效的发挥作用。

参考文献：

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[4]彭光俊，赵志.粉末冶金制件裂纹检测技术[J].无损探伤，2006（02）：18-19.

作者简介：付瑶（1974—），女，陕西咸阳人，助理工程师。研究方向：粉末冶金零部件设计、制造过程的质量管理。

通讯作者简介：马文娟（1982—），女，陕西咸阳人，工程师。主要从事棉检仪器设计、电气自动化及科技咨询服务等工作。

作者简介：李渊（1979—），男，陕西咸阳人，高级政工师。研究方向：装备制造业领域科技服务。

陕西省机械研究院