酸蚀法及印痕法为破坏性试验,一般均在被切取的试样上进行,即需要破坏被检验的零件。而在工业生产中往往要求对半成品乃至成品进行非破坏性的宏观检验,以了解在加工过程中是否产生了缺陷(如裂纹等),对于这种缺陷的检查可采用无损检验,例如用磁力检测、超声波检测等,但这些检验均需一整套仪器设备,操作也较繁杂。而采用着色渗透法则极为简便,几乎不需要什么专用设备,且检验结果能直观明了地显示出清晰的缺陷形貌,即在缺陷处取样,进行微观检测,从而判断缺陷的性质。因此,近年来该方法在工业中得到广泛应用,尤其是在失效分析及对半成品、成品的检验中往往能提供重要信息。相关标准有JB/T 9218—2007《无损检测 渗透检测》。以下简单介绍渗透检测方法中着色渗透剂在金相检验及热处理方面的作用。
1.原理 利用液体的毛细管作用,使液体着色渗透剂渗入试样表面不易被眼睛觉察的开口缺陷中,通过显示,在日光下观察出缺陷的形貌。
2.应用范围 可广泛应用于各种金属材料的铸、锻、焊接件及非金属材料中的陶瓷、塑料、玻璃制件等。凡开口缺陷(如裂纹、折叠、分层、疏松、未熔合等)均能清晰显示。对于电真空器件的慢漏气、高压密封情况也能取得良好效果。
3.着色渗透剂的特点 着色渗透剂由渗透液、显示液、洗净液和荧光显示液等组成。产品种类有多种,例如有红色溶剂去除型和绿色疏水性水洗型。其不同点为:红色溶剂去除型适用于光洁的表面,灵敏度高,可以检测1μm以下的缺陷,它由渗透液、显示液、洗净液和荧光显示液组成;绿色疏水性水洗型适用于表面粗糙的试样,可以检测3~6μm的缺陷,它由渗透液及显示液组成。
渗透剂有一定粘度,不易流失,可在10~50℃条件下使用,显示迅速,反差大,色泽鲜艳,不易褪色,试验重复性好。其中,红色溶剂去除型试剂一次渗透后,既可作颜色显示,又可作荧光显示,便于相互验证;绿色疏水性水洗型试剂不溶于水,但可用水冲洗,渗透速度快(最长1min),对显示铸件、锻件、焊接件的缺陷尤为优越。
4.渗透液的性能 化学稳定性好,不发生沉淀、分解现象,在pH值5.1~7.35范围内,洗涤性能良好,对试样无腐蚀现象。
5.显像剂的种类
显像剂有干粉、水溶性、水悬浮多种,它与渗透剂配套使用,根据产品的具体使用范围来进行选择。
6.操作方法
(1)清洗被检验面。着色渗透是否成功,很大程度上取决于被检验工件的清洁程度。不允许表面存在铁锈、氧化皮及其他表面膜、水分及灰尘等。可使用机械的或化学的方法仔细清洗,以去除污染物。
(2)施加渗透液。用喷或涂敷方法将渗透液加到工件表面上,渗透时间为5~60min。
(3)清洗多余的渗透液。用清洗液,洗去未渗入缺陷中多余的渗透液,擦净、吹干。
(4)显示方法
1)干粉显像剂:
采用喷粉、静电喷射、聚束极、流化床或喷粉枪等技术之一,均匀地将干粉显像剂施加到被检表面上,应在被检表面形成一薄层覆盖,不允许出现局部堆积。
2)水悬浮显像剂:(www.xing528.com)
通过浸没在搅动的悬浮液中或使用适当的设备喷射来施加此类显像剂,并在被检表面得到一均匀薄层。
3)溶剂型显像剂:
应喷射至且稍微湿润的被检表面,并得到一均匀薄层。
在去除多余渗透剂后尽快施加显像剂,使用上述显示方法,工件的表面温度不应超过50℃。
图4-11 直径3mm滚珠缺陷的显示
7.着色渗透法的若干实例
(1)钢球表面缺陷的显示。图4-11所示直径为3mm滚珠(钢球),因原材料中存在大量夹杂物,使其表面产生显微剥落和细小裂纹。经着色渗透后显示的红色堆集区即为夹杂物剥落,细红色线即为显微细裂纹。
(2)仪表游丝轧辊表面磨削裂纹的显示。精密仪表游丝轧辊在制造过程中,因磨削工艺不当造成磨削裂纹。图4-12所示为轧辊表面磨削裂纹的着色渗透显示。
(3)丝锥淬火裂纹的着色渗透显示。丝锥淬火温度过高又未及时回火,在螺纹尖角处易形成裂纹。图4-13所示为丝锥上应力裂纹的着色渗透显示。
图4-12 轧辊表面磨削裂纹的着色渗透显示
图4-13 丝锥上应力裂纹的着色渗透显示
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