粉末冶金制件裂纹检测技术分析

粉末冶金制件裂纹检测技术分析

张静1宋婉莉2

陕西省机械研究院

摘要：科学技术的快速进步促进了冶金行业的发展，冶金生产技术和生产能力得到显著提升，粉末冶金制件裂纹检测技术也快速发展。本文阐述了差动式涡流检测技术的基本原理，分析了粉末冶金制件裂纹检测技术，提出了裂纹检测技术在粉末冶金制件中的实际应用。

关键词：粉末冶金制件；裂纹检测技术；传感器

粉末冶金制件主要是指合金粉末受到外部给予的压力，通过使用专业的模具加压成型，根据固定的工艺温度将其烧结成件。在粉末冶金制件生产过程中，外部因素对生产制件质量会产生明显影响，制件会出现裂纹的情况，如果出现裂纹不能及时处理，必然会造成后续生产操作带来隐患，严重者甚至可能出现伤亡事故。粉末冶金制件检测主要使用涡流检测技术，检测技术中起到关键影响因素的是传感器，传感器部件的合理应用，必然会对后续检测时间、质量、结果产生影响。

一、差动式涡流检测技术的基本原理

现阶段，粉末冶金制件裂纹检测主要涉及的内容分别是：渗透技术、放射射线技术、涡流技术、超声技术等。很多粉末冶金制件生产企业，选择使用的检测技术特点是简单操作、成本投入偏低、人员数量少、设备质量稳定。由于粉末冶金制件材料制作工艺的特殊性，使用差动式涡流检测技术操作方式简单和成本投入较低，因此，差动式涡流检测技术能被全面的推广，被更多的冶金制件企业所接受[1]。差动式涡流检测技术中使用设备是两个线圈，检测方式分为两个部分，首先，将要标准工件放到第一个检测线圈内部，其次，将要被检测工件放到线圈内部，两个工件在外形、结构、尺寸和材质上均相同，检测人员让两个检测线圈呈现反向的连接构件，使用差动式涡流技术对金属冶金制件是否存在裂纹开展检测工作，两个线圈连接形式属于差动形式，检测的粉末冶金制件质量存在差异时，线圈则会有一个电源信号输出，确认金属制件存在裂纹的情况。差动式涡流检测技术优点，主要是操作内容简单、检测准确性较高、人力成本投入数量少等。

二、粉末冶金制件裂纹检测技术

（一）传感器设计

冶金企业的工作人员对粉末冶金制件裂纹检测时，检测设备中最为关键部分是传感器，所使用线圈的工作频率以及线圈匝数属于检测设备的重要参数，最先检测出来数据，属于工件的特征性频率，检验人员根据技术操作说明书要求，调整线圈找出最合适的频率，然后，根据数据计算公式求出工作频率。现阶段，线圈工作频率主要是在1.8～2 MHz范围内，线圈使用的匝数属于正交形式，线圈外壳以及骨架均是四氟乙烯类的塑料制品，检测的线圈直径为0.07毫米，将其放到检测附近的位置，选择使用激励线圈直径为0.15毫米，紧贴到测量线圈附近。技术人员在线圈缠绕过程中，要保证两个线圈直径向一个防线缠绕，避免传感器所传递出来的信号不准确。技术人员将线圈工作频率依据标准设定，让两个检测线圈形成差动形式，技术人员要将两个线圈端头相连接，将线圈尾端和继电器相互连接，技术人员让激励线圈端头与端尾相连接，主要是让传感器实现电压的减法，如果检测粉末冶金制件没有任何问题，则传感器电压输出数值处于零点，如果检测的粉末冶金制件存在质量问题，则传感器电压平衡数值会被破坏，电压传输信号数值会出现变化，进而能实现粉末冶金制件裂纹检验的目的，需要特别关注的事项是检测用线圈和激励用线圈的连接形式，两者要独立地完成。

（二）电路设计

裂纹检测技术中的电路组成较为复杂，主要涉及到元件主要是显示控制器、振荡器、信号放大器、数据传感器以及向敏检测器等部分，振荡器工作原理主要是振幅和工作频率能为激励线圈中提供所需要电流数值，让检测用的线圈周围能产生磁场，被检测的工件周围能形成涡流，涡流能被制件产生影响，线圈内所含有的电性质产生变化。被检测的制件质量存在问题，线圈会有信号输出，电路中的信号经过传输到向敏检测器中，经过专业的数据分析后，在显示控制器中展示出数值。

三、裂纹检测技术在粉末冶金制件中的实际应用

在粉末冶金制件工厂生产的金属件，由于生产工艺、原材料选择以及操作人员技能水平上的差异，造成生产出制件在质量上存在差异，制件会产生脱模裂纹或者烧结裂纹的情况。企业为了保证生产产品质量能达到市场要求，要使用专业检测设备对粉末冶金制件质量开展检测工作。企业在使用各种检测设备时发现，差动式涡流检测技术在使用过程中，操作形式简单方便、投入成本数量较低、设备使用周期长、检测数据准确性较高，检测方式不会对冶金制件产生任何损害，属于技术检测中最为常用的形式。工作人员在对粉末冶金制件支座开展检验时，使用裂纹检测技术的具体工作，能保证检验合格的设备具备优良的工作性能[2]。从粉末冶金制件的生产特点分析能发现，制件在生产中的脱模裂纹具备线性波动规律，较为常见是在螺栓连接处以及圆筒的下部位置。检验人员在开展人员在检测前，要按照技术标准要求，找出没有任何质量问题的支座，作为检验的参考依据。当工作人员对螺栓的连接孔位置开展检测工作时，检测人员要将传感探头上到标准件的孔内部，将另外一个传感器放入到被测量的螺栓孔内部，根据技术标准将两个检测的线圈使用差动的方式连到一起，将电路通电后对支座开展检验任务，通过电流数值变化确认检验件是否存在质量问题。

通过对裂纹检测技术使用方式分析能发现，主要是两个粉末冶金制件的对比分析，通过信号之间的差异对比分析，如果传输出来的信号之间的差异较为明显，则说明被检测的制件存在质量问题，显示器上面会将存在问题的部位展示出来，按照此工作原理，当其他位置出现问题后，检测设备也同样能确定质量问题的最终位置。

结语：

综上所述，粉末冶金制件生产属于冶金行业中的重要模块，冶金制件在人们的日常生产生活中占据着重要作用，选择使用何种裂纹检测技术对制件开展检验工作，也越来越引起企业的管理者的重视。科学技术在快速发展进步的过程中，粉末冶金制件裂纹检测技术也在不断更新，差动式涡流检测技术能将检测的时间、效率以及成本的投入上降低，并且检测的准确率也得到明显提升，为冶金企业市场竞争力提升起到明显的帮助。

参考文献：

[1] 林贯彻. 粉末冶金制件裂纹检测技术研究[J]. 企业技术开发：下旬刊, 2016, 35(3):2.

[2] 吴少波, 马晓莉, 胡昌欣,等. 基于机器视觉的锻钢表面裂纹检测技术研究[J]. 工业计量, 2020, 30(3):3.

作者简介：张静 女助理工程师 1978.12 主要从事机械加工和质量管理工作，陕西宝鸡 陕西省机械研究院
通讯作者：宋婉莉 女 助理工程师 1987.03 主要从事机械加工和质量管理工作，河南偃师      陕西省机械研究院