一种深孔内表面形貌和粗糙度的无损检测方法技术

本发明专利技术提供一种深孔内表面形貌和粗糙度的无损检测方法，属于精密测量领域，能够对复杂结构内表面形貌进行检测，基于混合胶、挤胶器、混合胶嘴实现，其中混合胶由A管胶和B管胶混合而成。利用挤胶器挤压混合管胶，A管胶和B管胶经混合胶嘴充分混合搅拌后在工作温度、工作时间内挤入到复杂结构内腔表面上，充分搅拌后的混合胶在短时间内自动发生反应固化成弹性胶体，对工件内表面的微观形貌进行复制，随后将固化后的弹性胶体从工件结构表面剥离，使用表面形貌测量仪器对其进行测量可精确观察到工件表面形貌信息。本发明专利技术能可以观察表面形貌的变化趋势；可以快速实时对多个工件或工件不同加工阶段表面形貌进行高精度复制记录，保证测量精度。证测量精度。证测量精度。

【技术实现步骤摘要】
一种深孔内表面形貌和粗糙度的无损检测方法


[0001]本专利技术属于精密测量领域，涉及一种深细小孔及其它复杂结构内表面形貌和粗糙度的无损检测方法。

技术介绍

[0002]随着电光源、半导体、光通信、军工、航空及生物医疗等领域的快速发展，高精密管件广泛应用于这些领域，对这些管件不仅在形状结构尺寸精度上要进行严格的限制，而且对其管内壁的粗糙度、清洁度也提出了更高要求。但零件精密的结构形式，往往不利于内表面粗糙度的测量，构成了内表面粗糙度检测的难点。
[0003]现阶段，深孔内表面粗糙度的测量方法一般分为两类：接触式测量和非接触式测量，非接触式测量方法主要包括光学法、机器视觉法等，接触式测量方法有触针法、印模法等。其中光学法如内窥镜系统和通过漫反射光通量原理，以及机器视觉法都一定程度上可以获取深孔内表面的形貌和粗糙度信息，但对入口尺寸小的深孔表面，受限于探头直径，无法伸入也难以检测。现有的触针式测量设备可以通过加配加长测杆的方法来实现有限深度的深孔内表面单母线上的粗糙度测量。但其测量范围同样受小孔长度和直径限制，无法对深细小孔内表面进行测量。
[0004]目前，采用印模法通过某种材料对表面形貌进行复制后，取出后进行间接测量的手段理论上可以实现对深细小孔内表面的形貌和粗糙度的无损检测。如专利CN103363946A
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一种非破坏性检测表面形貌的方法，专利CN107219109A
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一种基于光敏树脂的复杂结构表面裂纹检测，这两种方法都是通过对测量表面涂覆某种光感材料，经紫外光照射后凝固，取出进行测量，但此类方法对于深孔内表面测量存在着小孔深处表面复制材料涂覆困难，以及复制材料凝固后取出困难以及复制材料凝固需受紫外光照射限制的缺点；专利CN108663012A
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一种缝隙内壁微观形貌及粗糙度的检测方法，可以实现对较大尺寸孔内表面形貌和粗糙度进行检测，但对于孔径在3mm以下小孔，受柔性机构尺寸限制难以实现内表面形貌的检测，因此需要寻找一种适用于深细小孔以及其他复杂结构内表面形貌和粗糙度的检测方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术解决技术问题：针对深细小孔以及其它复杂结构内表面形貌和粗糙度难以检测的问题，提供了一种基于混合胶的复杂结构内表面形貌和粗糙度的检测方法，操作简单，成本低廉，测量精度高。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0007]一种深孔内表面形貌和粗糙度的无损检测方法，该无损检测方法能够对复杂结构内表面形貌进行检测，基于挤胶装置5实现，所述的挤胶装置5包括混合胶6、挤胶器4和混合胶嘴1，其中混合胶6由A管胶2和B管胶3混合而成，包括以下步骤：
[0008]1)将A管胶2和B管胶3由挤胶器4挤压后经混合胶嘴1搅拌配置成混合胶6，A管胶2
为基胶、B管胶3为凝固剂，其中A管胶2与B管胶3的摩尔比为10:1(如果B管胶凝固剂含量过低，会使混合胶无法固化，而过高则又会使固化后的弹性固体粘性强，拉伸性低，不易剥离工件内表面)。要求混合胶6在凝固前具有很好的流动性，要保证在工作时间内，通过挤胶器4挤压混合胶6，能够使其充分填充到待测工件的复杂结构内腔表面7处。
[0009]2)将混合胶6通过挤胶装置5挤入并充分填充到待测物体的复杂结构内腔表面7；
[0010]3)混合胶6在工作温度、工作时间内表现为流动胶体状态，随后混合胶6会自动发生反应固化成弹性胶体，对工件内表面微观形貌进行复制，随后固化完成后将其从待测物体表面剥离。所述固化反应收缩率低可忽略不计，所述弹性胶体具有高强度韧性和高度的伸缩性，能够保证剥离工件时即使承受较大压力或拉力，仍能保持100％复原率。
[0011]4)使用表面测量形貌测量仪器观察弹性胶体复制的工件内表面形貌信息。
[0012]进一步的，步骤3)中所述的工作温度为
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10℃
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80℃，所述的工作时间为3min
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5min内，固化时间为20min
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30min内。
[0013]进一步的，按A管胶2总质量分数100％计，所述的A管胶2由80
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90重量份基础聚合物、10
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15重量份的补强填料、1
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5重量份的稀释剂混合配置而成；所述基础聚合物可以是有机硅、环氧树脂、聚酯树脂中的一种或多种，可以优选为聚二甲基硅氧烷；所述补强填料通常采用纳米填料，可以是气相二氧化硅、炭黑、碳纳米纤维、碳纳米管、多面体低聚倍半硅氧烷、和石墨烯中的一种或多种，可以优选为气相二氧化硅和炭黑；所述稀释剂可以为丙酮、丁酮、环己酮的一种或多种。
[0014]进一步的，按B管胶3总质量分数100％计，所述的B管胶3由50
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60重量份催化剂、25
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30重量份的交联剂、15
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20重量份的脱模剂混合配置而成；所述催化剂可以是络合物催化剂、金属催化剂、金属氧化物催化剂等中的一种或多种，可以优选为铂系络化物；所述交联剂可以为有机硅类、多元醇类、有机物类、有机过氧化物类等中的一种或多种，可以优选为聚硅氧烷；所述脱模剂可以是高聚物脱模剂的一种或多种，可以优选为硅油和聚乙二醇。
[0015]本专利技术的原理在于，配置混合胶后，在工作时间内挤压到待测工件内表面时，混合胶会在重力及挤压力等作用下完全覆盖到工件表面微观结构上，在一定时间后，混合胶自动发生反应固化为弹性胶体，对工件内表面的微观形貌进行复制，弹性胶体固化收缩率很小可以忽略不计，并且具有高强度韧性和高度的伸缩性，能够保证剥离工件时即使承受较大压力或拉力，仍能保持100％复原率。随后将固化完成后的弹性胶体剥离工件表面，利用光学显微镜或扫描电镜等观测手段，可以观察复杂结构内表面的形貌信息。
[0016]本专利技术的有益效果如下：
[0017](1)混合胶凝固前具有很好的流动性，通过挤胶装置可以充分填充到复杂结构内表面，适用于3mm以下的小孔、毛细孔等其他复杂微细结构内表面测量。
[0018](2)混合胶凝固后为弹性胶体，具有高度的伸缩性和韧性，易于剥离工件表面，弹性胶体剥离工件能够保证即使承受较大压力或拉力，仍能保持100％复原率，能够实现对待测表面的高精度复制，保证测量精度。
[0019](3)适用于工件不同加工阶段表面形貌的留存和比较，针对同一工件不同加工阶段表面进行复制，标定同一测量表面，可以观察表面形貌的变化趋势。
[0020](4)混合胶固化时间短、检测简单、检测精度高，可以快速实时对多个工件或工件不同加工阶段表面形貌进行复制记录，随后可以统一带回实验室检测。
附图说明
[0021]图1为本专利技术检测方法的流程示意图；
[0022]图2为本专利技术测量深细长孔结构内表面形貌示意图；
[0023]图3为本专利技术测量复杂结构内表面形貌示意图；
[0024]图4为实例中待测物体(图a)与复制弹性胶体(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种深孔内表面形貌和粗糙度的无损检测方法，其特征在于，所述的无损检测方法能够对复杂结构内表面形貌进行检测，基于挤胶装置(5)实现，所述的挤胶装置(5)包括混合胶(6)、挤胶器(4)和混合胶嘴(1)，其中混合胶(6)由A管胶(2)和B管胶(3)混合而成，无损检测方法包括以下步骤：首先，将A管胶(2)和B管胶(3)由挤胶器(4)挤压后经混合胶嘴(1)搅拌配置成混合胶(6)，A管胶(2)为基胶、B管胶(3)为凝固剂，其中A管胶(2)与B管胶(3)的摩尔比为10:1；其次，混合胶(6)在工作温度、工作时间内表现为流动胶体状态，将混合胶(6)通过挤胶装置(5)挤入并充分填充到待测物体的复杂结构内腔表面7后，混合胶(6)会自动发生反应固化成弹性胶体，对工件内表面微观形貌进行复制，混合胶(6)固化完成后将其从待测物体表面剥离，并保持100％复原率；最后，采用表面测量形貌测量仪器观察弹性胶体复制的工件内表面形貌信息。2.根据权利要求1所述的一种深孔内表面形貌和粗糙度的无损检测方法，其特征在于，步骤3)中所述的工作温度为
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10℃
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80℃，所述的工作时间为3min
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5min内，固化时间为20min
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30min内。3.根据权利要求1所述的一种深孔内表面形貌和粗糙度的无损检测方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭江，康仁科，候飞，孙奥，秦璞，高菲，
申请(专利权)人：大连理工大学宁波研究院，
类型：发明
国别省市：