硬化层深度的涡流检测系统及检测方法技术方案

本发明专利技术提供了一种用于检测金属表面硬化层深度的涡流检测系统以及一种检测方法。所述涡流检测系统包括用于对检测目标件进行涡流检测的涡流检测设备及用于校准所述涡流检测设备的标准试样；通过改进标准试样的制备过程提高了标准试样的准确性和稳定性，并且，通过改进检测方法降低了干扰因素对设备的影响，从而提高了涡流检测的精度和稳定度。

Eddy current testing system and detection method for hardened layer depth

The invention provides an eddy current testing system for detecting the depth of hardened layer on metal surface and a detection method. The eddy current detection system includes a eddy current detection device for detecting the eddy current of the detection target and the standard sample used to calibrate the eddy current testing equipment. The accuracy and stability of the standard sample are improved by improving the preparation process of the standard sample, and the interference factor is reduced by the modified detection method. The accuracy and stability of eddy current testing are improved.

【技术实现步骤摘要】
硬化层深度的涡流检测系统及检测方法
本专利技术涉及用于检测金属表面硬化层深度的涡流无损检测系统和方法。
技术介绍
对于力矩传输的关键部件，例如凸轮轴和齿轮等，其受力表面硬化层的特性对其机械性能有重要的影响。因此，有必要在生产过程中对上述零件表面硬化层深度进行有效的检测。传统的金相分析法和显微硬度分析法是通过对抽取的样本进行的破坏性检测方法，有着显而易见的缺点：成本高、效率低、可靠性差，而且无法对生产质量进行及时追溯。涡流检测法是利用金属表面物理特性，如电导率和磁导率等的变化对涡流信号的作用规律来对金属表面进行分析的，是一种对金属表面进行无损检测的重要方法。在专利文献CN200620098397.3中公开了一种测量金属表面硬化层深度的涡流检测仪，其工作原理是：将待测金属材料和标准金属材料分别置于涡流传感器的两组完全相同的感应线圈的初次级之间，然后用一定频率和振幅的信号激励涡流传感器，通过对涡流传感器次级感应线圈的输出信号进行分析处理得到对待测金属表面硬化层深度的评价值。在专利文献CN201320013358.9中公开了一种等速万向节双工位涡流传感器检测装置，利用电流磁效应的原理对工件进行杆部硬化层深度的无损检测。在工件检测前需要对装置进行校准，即，用事先制作好的标准件放在涡流传感器内形成初始波形图，再调整分析系统的相关参数到对应数值。然后，将待测工件定位、测量，并将测量值形成的波形图与标准件的波形图进行相似度对比，以判断工件的硬化层深度是否合格。然而，在实际的生产检测过程中，由于对涡流检测设备存在人员、环境及标准试样等诸多影响因素，使得涡流检测法无法对金属表面硬化层深度进行精确可靠的测量。因此，如何制备更可靠的标准试样，以及如何减少对涡流检测的干扰，提高涡流检测的精确性和稳定性是当前要解决的课题。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术一方面提供了一种检测金属表面硬化层的涡流检测系统，通过对标准试样的制备工艺加以改进，以使得制备出的标准试样有更好的可靠性；另一方面提供了一种检测金属表面硬化层的检测方法，通过对检测流程的改进，减少了测试过程中干扰因素对测量结果的影响，从而提高了检测结果的准确性和稳定性。按照本专利技术的一种用于检测金属表面硬化层深度的涡流检测系统，包括用于对待测件进行涡流检测的涡流检测设备及用于标定所述涡流检测设备的标准试样。其中，所述标准试样的制备过程如下：步骤1，按照相同的生产工艺选用一系列硬化工艺参数值C1制备出一系列具有不同硬化层深度的试样D1；步骤2，通过金相法和显微硬度法确定出上述一系列试样D1的硬化层深度；步骤3，根据对上述一系列试样D1的检测结果确定出一系列硬化工艺参数值C2，并按照所述一系列硬化工艺参数值C2得出一系列具有不同硬化层深度的试样D2，其中，使用C2中的每个硬化工艺参数各制作n个试样；步骤4，通过涡流检测对D2中的试样进行一致性筛选；步骤5，确定D2中标准试样的硬化层深度。其中，确定D2中标准试样的硬化层深度的过程如下，首先，在同一组具有一致性的D2试样中选取m(m<n)个试样，通过金相法和显微硬度法确定其硬化层深度值，并且，将这些硬化层深度值的平均值作为该组标准试样的名义硬化层深度。按照本专利技术的一种用于检测金属表面硬化层深度的涡流检测方法，其中，该方法包括如下步骤：制备标准试样，用所述标准试样对涡流检测设备进行初始标定，用所述涡流检测设备对待测件进行检测，以及用所述标准试样对涡流检测设备进行中间标定。其中，所述对设备的初始标定包括如下步骤:S1：依据检测目标范围选择标准试样；S2：在涡流检测设备中输入标准试样数值；S3：标定涡流检测程序；S4：判断对标准试样的测量值是否正确。所述对设备的初始标定还可以包括如下步骤：S5：判断对待测试样的测量值是否可靠。其中，所述对待测试样测量值是否可靠的的判断是通过对所述待测试样用金相法和显微硬度法测量得到的硬化层深度值与用涡流法测量得到的硬化层深度值进行对比得出的。如上述的金属表面硬化层涡流检测方法，其中，所述对设备的中间标定包括如下步骤:S2：在涡流检测设备中输入标准试样数值；S3：标定涡流检测程序；S4：判断对标准试样的测量值是否正确；所述对设备的中间标定过程是周期性进行的。通过使用本专利技术的涡流检测系统，尤其是通过本专利技术对标准试样制备工艺的改进以及对测试方法的改进，提高了利用涡流对金属表面硬化层深度检测的准确性和稳定性，有力地保证了产品质量，提高了生产效率。附图说明图1示意性地给出了本专利技术检测金属表面硬化层深度的方法的流程。图2示意性地给出了本专利技术检测金属表面硬化层深度的方法中确定标准试样的流程。图3示意性地给出了按照本专利技术的方法在确定标准试样过程中的一系列试样D1和D2。图4示意性地给出了按照本专利技术的方法在确定标准试样过程中对同一组试样的一致性筛选。图5示意性地给出了按照本专利技术的方法在确定标准试样过程中对同一组试样硬化层深度的计算方法。图6示意性地给出了按照本专利技术的方法对待测工件进行测量时通过用标准试样的测量值拟合出的标准测量曲线来确定其硬化层深度的方法。具体实施方式为了使本专利技术所解决的技术问题、使用的技术方案及获得的有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本专利技术进行进一步的详细说明。图1-图6示出了本专利技术优选的实施方式。如图1所示，在使用所述涡流设备测量前，首先要依据待测试样的表面几何参数及表面物理性质选择合适的涡流测试线圈或者测试探头。并对待测试样选择适合的定位方式，以便提高测试的精度和效率。图2示出了本专利技术的一种制备标准试样的流程。在制备标准试样时，可以首先依据经验值和待测件表面参数的允许范围，如表面硬化层深度的上下限值，得出一系列硬化工艺参数C1。这里，如图3所示，当使用电子束对金属表面进行硬化处理时，C1可以是所述电子束硬化设备的电流值(A1，A2，A3，A4，A5，A6，…，Ax，Ay)。相应地，通过使用上述硬化工艺参数C1制备了一系列试样D1。通过用金相法和显微硬度法对D1进行测量，可以得到D1的一系列硬化层深度值(d1，d2，d3，d4，d5，d6，…，dx，dy)。其中，上述一系列硬化层深度值覆盖了待测试样硬化层深度上下限。然后，根据测量的具体需要从上述一系列试样D1中选取具有硬化层深度值(d1，d2，d5，…，dy)的一系列试样D2。按照D2对应的硬化工艺参数C2(A1，A2，A5，…，Ay)用相同的电子束硬化设备使用相同的硬化方法制备试样。其中，使用C2中的每个硬化工艺参数各制备出一组n个试样。通过对每组试样分别进行涡流检测，可以得到相应的硬化层深度涡流检测值D_WL。如图4所示，n＝10，该组中10个试样的硬化层深度涡流检测值分别为D_WL_1至D_WL_10。其中，在图中虚线圆圈中包含的测量值D_WL_1至D_WL_9具有良好的一致性，而D_WL_10与其他测量值没有足够的一致性，故被排除不用。如图5所示，从上述D_WL_1至D_WL_9对应的试样中选取4，6，8和9号试样进行金相法和显微硬度法测量，得到如图的硬化层深度值。把它们的平均值0.33作为该组剩余满足一致性要求的试样的硬化层深度。这样，就制备出来一组硬化层深度为0.33的标准试样。在制备出所有所需的标准试样本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于检测金属表面硬化层深度的涡流检测方法，包括利用标准试样对涡流检测设备进行初始标定，以及用所述经过初始标定的涡流检测设备对待测件进行检测，其中，所述标准试样按照以下方法制备：步骤4，通过涡流检测对制备的试样D2进行一致性筛选，并排除不在一致性范围内的试样；步骤5，确定D2中在一致性范围内的试样的硬化层深度，并作为相应的标准试样的硬化层深度。

【技术特征摘要】
1.一种用于检测金属表面硬化层深度的涡流检测方法，包括利用标准试样对涡流检测设备进行初始标定，以及用所述经过初始标定的涡流检测设备对待测件进行检测，其中，所述标准试样按照以下方法制备：步骤4，通过涡流检测对制备的试样D2进行一致性筛选，并排除不在一致性范围内的试样；步骤5，确定D2中在一致性范围内的试样的硬化层深度，并作为相应的标准试样的硬化层深度。2.按照权利要求1所述的用于检测金属表面硬化层深度的涡流检测方法，其中，确定D2中标准试样的硬化层深度的过程如下，首先，在同一组具有一致性的D2试样中选取m个试样，通过金相法和显微硬度法确定所述m个试样的硬化层深度值，并且，将所述m个硬化层深度值的平均值作为该组标准试样的硬化层深度。3.按照权利要求1或2的用于检测金属表面硬化层深度的方法，其中，制备所述标准试样的步骤还包括：步骤1，按照相同的生产工艺选用一系列硬化工艺参数值C1制备出一系列具有不同硬化层深度的试样D1；步骤2，通过金相法和显微硬度法确定出上述一系列试样D1的硬化层深度；步骤3，根据对上述一系列试样D1的检测结果确定出一系列硬化工艺参数值C2，并按照所述一系列硬化工艺参数值C2得出一系列具有不同硬化层深度的试样D2，其中，使用C2中的每个硬化工艺参数各制作n(n>m)个试样。4.如...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宏，邓方，李乐，T·孔茨，王滋让，A·马格努斯，
申请(专利权)人：大众汽车自动变速器大连有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁,21