一种PDC复合片结合面质量的无损检测方法技术

本发明专利技术公开了一种PDC复合片结合面质量的无损检测方法。该检测方法利用超声波扫描显微镜进行检测，包括以下步骤：1)将PDC复合片的金刚石层朝上，水平浸于水中；2)对PDC复合片进行A‑扫描，调节换能器的位置，使PDC复合片位于换能器的焦点；根据A‑扫描的反射波形确定PDC复合片的结合面区域；3)对PDC复合片的结合面区域进行C‑扫描，根据所得超声波扫描图像，判断PDC复合片的结合面质量。区别于传统的破坏性检测方法，该检测方法不会对产品造成破坏，并且能够分辨结合面的缺陷类型、位置和尺寸；具有扫描速度快、效率高的特点，可以实现产品的批量化扫描和检测，有效提高了产品的质量可靠性。

Nondestructive testing method for PDC composite sheet joint surface quality

The invention discloses a nondestructive testing method for the quality of the bonding surface of the PDC composite sheet. The detection method using ultrasonic scanning microscope, which comprises the following steps: 1) the diamond layer at PDC composite sheet, soaked in water level; 2) A scan of PDC composite plate, adjusting the position of the transducer, the focus of PDC composite in transducer; according to the A scanning reflection waveform to determine the surface area of PDC composite film; 3) based on the PDC composite film C scanning surface area, according to the ultrasonic scanning image, combined with the judgment of PDC composite film surface quality. Destructive testing different from the traditional method, this method will not cause damage to the product, and can distinguish with the type, location and size of the defects; has the characteristics of fast scanning speed, high efficiency, can realize batch scanning and detection products, improve the quality of the product reliability.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于超声波的无损检测和评价
，具体涉及一种PDC复合片结合面质量的无损检测方法。
技术介绍
PDC复合片是聚晶金刚石层和硬质合金基体在高温高压条件下烧结而成的层状复合体。PDC复合片具有良好的强度、耐磨性和抗冲击性能，广泛应用于机械加工工具、石油和地质钻头、砂轮修整工具等领域。聚晶金刚石层和硬质合金基体的结合面质量直接影响了PDC复合片的结合强度，结合面上的分层、裂纹、孔洞等任何缺陷都会导致金刚石层开裂或脱落，严重影响了PDC复合片的使用性能和使用寿命。目前，对PDC复合片结合强度的质量检测主要采取落球冲击法等破坏性检测方法，其难以反应结合面的真实状态，也无法实现产品的批量化检验。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种PDC复合片结合面质量的无损检测方法，从而解决现有的检测方法，无法反应结合面的真实状态，无法实现批量化检验的目的。为了实现以上目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种PDC复合片结合面质量的无损检测方法，利用超声波扫描显微镜进行检测，包括以下步骤：1)将PDC复合片的金刚石层朝上，水平浸于水中；2)对PDC复合片进行A-扫描，调节换能器的位置，使PDC复合片位于换能器的焦点；根据A-扫描的反射波形确定PDC复合片的结合面区域；3)对PDC复合片的结合面区域进行C-扫描，根据所得超声波扫描图像，判断PDC复合片的结合面质量。超声波扫面显微镜由包括换能器、扫描机构、工控机、计算机的部件构成，其工作原理为：超声波探伤仪产生高频的窄脉冲激励探头，由探头发射持续时间极短的脉冲超声波，通过耦合介质在被探工件中传播；当遇到缺陷或底面等异质界面即产生反射，反射的超声波回波被探头接收，并转换成电信号在仪器示波屏上显示反射脉冲回波，根据回波的状态(波形形状、高度和在时间轴上的位置)对工件质量状况予以评定。超声波扫描显微镜使用前应经过校准。步骤1)中，PDC复合片浸入水中的深度为14～16mm。优选的，浸入水中的深度为15mm。所述深度为金刚石层的上表面至液面的高度。步骤2)中，换能器的频率为35MHz，焦距为30mm。步骤2)中，在A-扫描窗口观察到样品的表面及结合面的反射波形时，PDC复合片位于换能器的焦点。通过调节扫描参数，可获得良好的检测效果。步骤3)中，C-扫描的增益值不小于15dB。优选的，C-扫描的增益值为17～20dB。C-扫描的扫描范围不小于PDC复合片的横截面尺寸。本专利技术的PDC复合片结合面质量的无损检测方法，利用超声波扫描显微镜，实现了对PDC复合片结合面质量的检测，该方法可以检测50μm以上的产品缺陷；区别于传统的破坏性检测方法，该检测方法不会对产品造成破坏，并且能够分辨结合面的缺陷类型、位置和尺寸。同时，该检测方法具有扫描速度快、效率高的特点，可以实现产品的批量化扫描和检测，有效提高了产品的质量可靠性。附图说明图1为PDC复合片试样的实物图；图2为对PDC复合片进行A-扫描的反射波形图；图3为对PDC复合片的结合面进行C-扫描的扫描图像；图4为本专利技术实施例1对PDC复合片进行A-扫描的反射波形图；图5为本专利技术实施例1对PDC复合片的结合面进行C-扫描的扫描图像；图6为本专利技术实施例2对PDC复合片进行A-扫描的反射波形图；图7为本专利技术实施例2对PDC复合片的结合面进行C-扫描的扫描图像。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。PDC复合片的实物图如图1所示，由聚晶金刚石层和硬质合金基体而成；利用超声波扫描显微镜对PDC复合片进行A-扫描，反射波形图如图2所示，可确定表面回波位置、结合面回波位置等信息，进而可确定结合面回波区域；图3为对PDC复合片的结合面进行C-扫描的扫描图像，可由扫描图像直观看出结合面是否存在分层、裂纹、孔洞等缺陷。实施例1本实施例的PDC复合片结合面质量的无损检测方法，试样尺寸为Φ16mm×13mm，采用以下步骤：同意尺寸符号更改1)启动校准好的超声波扫描显微镜并进行自检；2)调节水槽的水深高于30mm，控制PDC复合片水平浸入水中的深度为15mm，保持PDC复合片的金刚石层朝上；3)安装频率为35MHz，焦距为30mm的换能器；将换能器移动到复合片上方并使其入水；对PDC复合片进行A-扫描，沿Z轴方向调节换能器的位置，当在A-扫描窗口观察到样品的表面及结合面的反射波形(如图4所示)时，复合片位于换能器的焦点；由图4的反射波形图可知，表面回波位置在7344ns附近，结合面回波位置在7540ns附近；确定从7424ns到7579ns的扫描区域为待扫描结合面区域，该扫描区域的扫描宽度为155ns；4)调节增益值为17dB，扫描范围为17mm×17mm，对待扫描结合面区域进行C-扫描，得到扫描图像如图5所示；由图5的扫描图像可知，第一齿1、第二齿2、第三齿3均有明显白色亮点，可判断该三个位置聚晶金刚石层与硬质合金基体结合不紧密，存在分层缺陷。实施例2本实施例的PDC复合片结合面质量的无损检测方法，试样尺寸为Φ19mm×16mm，采用以下步骤：1)启动校准好的超声波扫描显微镜并进行自检；2)调节水槽的水深高于30mm，控制PDC复合片水平浸入水中的深度为15mm，保持PDC复合片的金刚石层朝上；3)安装频率为35MHz，焦距为30mm的换能器；将换能器移动到复合片上方并使其入水；对PDC复合片进行A-扫描，沿Z轴方向调节换能器的位置，当在A-扫描窗口观察到样品的表面及结合面的反射波形(如图6所示)时，复合片位于换能器的焦点；由图6的反射波形图可知，表面回波位置在14080ns附近，结合面回波位置在14300ns附近；确定从14210ns到14388ns的扫描区域为待扫描结合面区域，该扫描区域的扫描宽度为178ns；4)调节增益值为20dB，扫描范围为20mm×20mm，对待扫描结合面区域进行C-扫描，得到扫描图像如图7所示；由图7的扫描图像可知，硬质合金基体的齿形清晰完整，可判断该PDC复合片聚晶金刚石层与硬质合金基体结合紧密，不存在缺陷。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种PDC复合片结合面质量的无损检测方法，其特征在于，利用超声波扫描显微镜进行检测，包括以下步骤：1)将PDC复合片的金刚石层朝上，水平浸于水中；2)对PDC复合片进行A‑扫描，调节换能器的位置，使PDC复合片位于换能器的焦点；根据A‑扫描的反射波形确定PDC复合片的结合面区域；3)对PDC复合片的结合面区域进行C‑扫描，根据所得超声波扫描图像，判断PDC复合片的结合面质量。

【技术特征摘要】
1.一种PDC复合片结合面质量的无损检测方法，其特征在于，利用超声波扫描显微镜进行检测，包括以下步骤：1)将PDC复合片的金刚石层朝上，水平浸于水中；2)对PDC复合片进行A-扫描，调节换能器的位置，使PDC复合片位于换能器的焦点；根据A-扫描的反射波形确定PDC复合片的结合面区域；3)对PDC复合片的结合面区域进行C-扫描，根据所得超声波扫描图像，判断PDC复合片的结合面质量。2.如权利要求1所述的PDC复合片结合面质量的无损检测方法，其特征在于，步骤1)中，PDC复合片浸入水中的深度为14～16mm。3.如权利要求1所述的PDC复合片结合面质量的无损检测方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯颖，马越，于琦，李夏，孔永刚，张永乾，孙永安，张玲，
申请(专利权)人：洛阳轴研科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41