混料分选的不同方法及仪器介绍

按被检物（材料或零件）的硬度、硬化层深度、组织、化学成分、抗拉强度等性能或质量指标（单一或组合指标）并采用相应的无损检测方法进行混料分选。同类被检物（材料或零件）某一性能或质量指标的分选也归于混料分选。

与被检物性能或质量指标相应的（物理）检测参数通常以在示波器荧光屏上获得扫描图或从检测仪表上得出的读数为读出手段并据此分选。除手工分选外，还可依靠电子分选系统实现自动分选。

混料分选按检测装备的原理与型式可分为直读式、差动式和桥臂比较式分选等。以下分类举例说明。

7.4.4.1 直读式分选

便携式GDC型钢铁材质电磁无损检测仪为涡流法直读式检测装置，其检测分选基本原理为：开磁路下的交流弱磁场中，感应电流与钢材μ0（初始磁导率）相对应。

利用标准（定标）试样建立GDC仪指示值（μA）与钢材化学成分或磁性能（如H_C、B_v等）或力学性能（如硬度）的关系，即建立标准测量曲线，然后对被检物逐件检测并与标准测量曲线对照，即可实现按化学成分或磁性能或力学性能分选混料。图7-111所示为GDC仪μA值与碳钢含碳量的关系。

碳素钢混料分选并可判定被检物钢种（钢号）；而合金钢混料只有当被检物含碳量相同（如20Cr与20CrMnTi）或含合金元素量一致（如20Cr与40Cr），分选时才能判定被检物钢种。碳素钢与合金钢混料时，一般只能分选而难以判定被检物钢种（除非已知被混钢种）。

GC-1钢件无损检测仪为矫顽力法检测装置，图7-112所示为应用该装置测定的某些钢材（标准标样）的F_c值，以此为依据分选混料。

混料分选方法与装置除用于不同材料分选外，还适用于对同种（材料）被检物进行硬度、热处理状态（如退火态、淬火回火态等）、抗拉强度、物理性能（如H_C等）或硬化层深度等的分选。

按硬化层深度分选，对于经过表面淬火硬化的零件较有效；对于采用渗碳淬火或渗氮等硬化表面（既有组织变化又有成分变化）的零件则分选检测精度较低。

图7-111 μA与含碳量的关系（GDC检测仪）

图7-112 不同钢材的F_c值（GC-1检测仪）

7.4.4.2 差动式和桥臂比较式分选

磁导率法差动分选。40Cr钢汽车连杆螺栓（860℃油淬、600℃回火）中混入35钢螺栓，可利用图7-90所示电磁差动仪进行分选：取一成分确定的40Cr螺栓作为标准件置于仪器线圈内，被检件依次放入另一线圈。若被检件为40Cr，则仪表（微安表）指示为零或较小；若被检件为35钢，则仪表指示很大。分选得以实现。(www.xing528.com)

磁Q仪（Magnatest Q仪）是采用桥臂比较的涡流法检测仪，图7-113所示为其原理图。仪器使用两个相同的双重缠绕线圈，一个放置标准试件，另一个放置被检件。两个一次侧绕组串联，由交流电激磁。两个二次侧绕组反接，其输出经补偿器等相反地输送到示波器垂直偏转板。合成波形的振幅与位相仅取决于两个输出之间的差别。使用时调整平衡控制，使空线圈输入时示波器上显示一条水平线。线圈中放入相同材料、相同尺寸的被检物时，波形近似正弦波。通过仪器调整使不同材料被检物在屏幕上所显示图形在幅值和形状上有最大区别，以实现分选。磁Q仪一次最多能同时分选4种钢材，如图7-114所示。

图7-113 磁Q仪基本线路图

图7-114 磁Q仪（在相同仪器调整下）同时分选4种钢材的波形及散布带图形

Magnatest RVH仪与磁Q仪属同类，但仅用一个线圈套，在磁化线圈内绕置测量线圈，如图7-115所示。此仪器应用“无负载电压补偿器”，使用空线圈时仪表指示值为零，因而也增加了灵敏度。此仪器配置沿被检物扫描的各种探头，检测时不必搬动被检物，减轻了操作者的劳动强度。

图7-115 Magnatest RVH仪线路原理图

FQR7501、7502电导仪，GCF-1钢材表面材质分选仪，F24磁感应分选仪，BS305-7电磁感应分选仪等均为国产电磁参数测量与混料分选仪器。

各类分选仪器配备电子鉴别系统，可实现混料自动分选工作。BS305-8智能分钢仪采用微机技术，仪器可将特性有差异的被检物按其具体情况与要求分类，实现自动分选；仪器同时记录和打印出各类被检物的参数。

为保证混料分选结果的可靠性，应当注意：

（1）检测性能（或质量）指标（如硬度、碳含量等）的正确选择。根据分选任务与条件选择恰当的以之区分混料的主要性能（或质量）指标，并据之选择相应的检测分选方法、装备及检测物理参数（如磁导率、矫顽力等）。原则上只有当选定的性能（或质量）指标以外的其他指标（因素）可视为常量时，分选结果才是可靠的。

（2）分选过程中检测条件（如温度、被检物检测部位等）应保持一致不变。

（3）注意识别、稳定、排除（或修正）其他因素对检测物理参数的影响。突出被检性能（或质量）指标，保证其与检测物物理参数（值）的良好对应关系。