一种铜材料残余应力检测方法及用途技术

本发明专利技术提出了一种铜材料残余应力检测方法及用途。所述铜材料残余应力检测方法，包括如下步骤：步骤S1、选取铜材料样品；步骤S2、对铜材料样品进行前序清洗；步骤S3、通过裂纹扩展工艺对经前序清洗后的铜材料样品进行处理；步骤S4、对经裂纹扩展工艺处理后的铜材料样品进行后续清洗；步骤S5、采用裂纹显示剂处理经后续清洗后的铜材料样品；步骤S6、观察经裂纹显示剂处理后的铜材料样品，根据其上有色裂纹的情况获知铜材料样品残余应力的情况。本发明专利技术的铜材料残余应力检测方法及用途采用氨气与氢气的混合气体、高低温的复合方法来促进裂纹扩展，可加强微量残余应力对裂纹的作用效果，进而可以提升检测灵敏度。进而可以提升检测灵敏度。进而可以提升检测灵敏度。

【技术实现步骤摘要】
一种铜材料残余应力检测方法及用途


[0001]本专利技术涉及材料检测领域，尤其涉及一种铜材料残余应力检测方法及用途。

技术介绍

[0002]铜材料在工业中应用十分广泛，例如在手表、半导体、军事、高端家用电器等产品中，都存在大量由铜材料制作的零件。对于铜零件，尤其是经历了冷热变形加工的零件，容易在零件内部残留应力。这些应力在随后被释放出来，易使零件出现裂纹而失效。对于由铜材料制成的精密零件，应力的释放还会导致尺寸变化，使得零件精度变差。因此，有效检测和评估铜零件存在的内应力，是铜合金工业生产领域至关重要的一环。
[0003]在GB/T 10567.2
‑
2007《铜及铜合金加工材残余应力检验方法氨薰试验法》的标准中，介绍了一种通过氨熏实验来检验铜材料是否存在残余应力的方法，其原理是利用了铜在氨气气氛中，具有应力腐蚀破裂敏感性，从而使裂纹暴露出来，进而通过裂纹的形态来判断铜材料内是否存在残余应力。该方法对于判断存在较大残余应力的材料，如一些常规的厚板、管或精度要求不高的零件是有效的，但是对于一些精密制造领域，如钟表夹板、半导体、电子封装等尺寸精度在0.01mm以内的领域，就要求零件残余应力去除更为彻底，以防发生因残余应力释放而引起的变形，在这种情况下，现有的铜材料残余应力检验方法灵敏度是不足的，无法有效检测出精密铜零件内存在的微量残余应力。此外，现有的检测技术中，裂纹的显示不明显，易受材料显微组织的影响，导致出现误判。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对上述技术问题，提出一种铜材料残余应力检测方法及用途。
[0005]本专利技术所提出的技术方案如下：
[0006]本专利技术提出了一种铜材料残余应力检测方法，包括如下步骤：
[0007]步骤S1、选取铜材料样品；
[0008]步骤S2、对铜材料样品进行前序清洗；
[0009]步骤S3、通过裂纹扩展工艺对经前序清洗后的铜材料样品进行处理；
[0010]步骤S4、对经裂纹扩展工艺处理后的铜材料样品进行后续清洗；
[0011]步骤S5、采用裂纹显示剂处理经后续清洗后的铜材料样品；
[0012]步骤S6、观察经裂纹显示剂处理后的铜材料样品，根据其上有色裂纹的情况获知铜材料样品残余应力的情况。
[0013]本专利技术上述的铜材料残余应力检测方法中，步骤S2包括：
[0014]步骤S21、配置除蜡水溶液，将铜材料样品浸入除蜡水溶液中，再对该铜材料样品进行超声波清洗，而后取出该铜材料样品并用自来水对其冲洗，从而完成初次清洗；
[0015]步骤S22、配置除油粉溶液，将完成初次清洗后的铜材料样品浸入除油粉溶液中，再对该铜材料样品进行超声波清洗，而后取出该铜材料样品并用自来水对其冲洗，从而完成二次清洗；
[0016]步骤S23、配置第一硝酸溶液，将完成二次清洗后的铜材料样品浸入第一硝酸溶液中酸洗，而后取出该铜材料样品并用自来水对其冲洗，然后干燥。
[0017]本专利技术上述的铜材料残余应力检测方法中，在步骤S21中，对于除蜡水溶液的配比，除蜡水：水处于1/10和1/25之间；超声波清洗时水浴温度为65℃
‑
75℃，超声波清洗时间为8min
‑
12min，超声波清洗时铜材料样品翻面1次
‑
3次。
[0018]本专利技术上述的铜材料残余应力检测方法中，在步骤S22中，对于除油粉溶液的配比，除油粉：水处于1/10和1/25之间；超声波清洗时水浴温度为65℃
‑
75℃，超声波清洗时间为3min
‑
6min，超声波清洗时铜材料样品翻面1次
‑
3次。
[0019]本专利技术上述的铜材料残余应力检测方法中，在步骤S23中，对于第一硝酸溶液的配比，硝酸：水处于1和3之间；酸洗过程中铜材料样品翻面1次
‑
3次。
[0020]本专利技术上述的铜材料残余应力检测方法中，步骤S3包括：
[0021]步骤S31、将经前序清洗后的铜材料样品交替放在不同温度环境中进行热交换处理；交替次数为一次或多次；
[0022]步骤S32、将经热交换处理后的铜材料样品悬挂放入干燥器中，然后将氨气与氢气按一定比例持续通入到干燥器中；
[0023]步骤S33、密封干燥器，将其放入通风柜中，并保持一定时间。
[0024]本专利技术上述的铜材料残余应力检测方法中，在步骤S31中，所述不同温度环境之间的温差不小于40℃。
[0025]在步骤S32中，将氨气与氢气按一定比例持续通入到干燥器中的持续时间为3h
‑
6h。
[0026]在步骤S33中，在密封的干燥器中，氨气与氢气的混合比例为98:2
‑
90:10。
[0027]本专利技术上述的铜材料残余应力检测方法中，步骤S4包括：配置第二硝酸溶液，将经裂纹扩展工艺处理后的铜材料样品浸入第二硝酸溶液中酸洗，而后取出该铜材料样品并用自来水对其冲洗，然后干燥。
[0028]本专利技术上述的铜材料残余应力检测方法中，裂纹显示剂包括裂纹渗透剂和显像剂，步骤S5包括：
[0029]步骤Sb51、用沾有清洗剂的擦拭布擦拭经后续清洗后的铜材料样品；
[0030]步骤Sb52、对经沾有清洗剂的擦拭布擦拭后的铜材料样品喷涂裂纹渗透剂，并静置不少于10min；
[0031]步骤Sb53、用干净的布对静置后的铜材料样品擦拭多余的裂纹渗透剂；
[0032]步骤Sb54、对擦拭多余裂纹渗透剂后的铜材料样品喷涂显像剂。
[0033]本专利技术还提出了一种如上所述铜材料残余应力检测方法的用途，用于检测铜零件的残余应力。
[0034]本专利技术的优点为：采用氨气与氢气的混合气体、高低温的复合方法来促进裂纹扩展，可加强微量残余应力对裂纹的作用效果，进而可以提升检测灵敏度；采用复合清洗工艺，既可强化清洗效果，又避免过度清洗造成表面虚化，避免裂纹观察时的虚像；在裂纹观察时，采用渗透剂和显像剂，便于观察到更为细小的裂纹，提高检测灵敏度。
附图说明
[0035]下面将结合附图及实施例对本专利技术作进一步说明，附图中：
[0036]图1为本专利技术铜材料残余应力检测方法的步骤流程图；
[0037]图2为本专利技术实施例一中采用本专利技术铜材料残余应力检测方法检测的铜合金板料的应力检测结果照片；
[0038]图3为本专利技术实施例一中采用国家标准检测的铜合金板料氨薰结果照片；
[0039]图4为本专利技术实施例二中采用本专利技术铜材料残余应力检测方法检测的铜合金零件应力检测结果照片。
[0040]图5为本专利技术实施例三中采用本专利技术铜材料残余应力检测方法检测的铜合金精密零件应力检测结果照片。
[0041]图6为本专利技术实施例四中采用本专利技术铜材料残余应力检测方法检测的铜箔应力检测结果照片。
具体实施方式
[0042]如图1所示，本专利技术提出了一种铜材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种铜材料残余应力检测方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、选取铜材料样品；步骤S2、对铜材料样品进行前序清洗；步骤S3、通过裂纹扩展工艺对经前序清洗后的铜材料样品进行处理；步骤S4、对经裂纹扩展工艺处理后的铜材料样品进行后续清洗；步骤S5、采用裂纹显示剂处理经后续清洗后的铜材料样品；步骤S6、观察经裂纹显示剂处理后的铜材料样品，根据其上有色裂纹的情况获知铜材料样品残余应力的情况。2.根据权利要求1所述的铜材料残余应力检测方法，其特征在于，步骤S2包括：步骤S21、配置除蜡水溶液，将铜材料样品浸入除蜡水溶液中，再对该铜材料样品进行超声波清洗，而后取出该铜材料样品并用自来水对其冲洗，从而完成初次清洗；步骤S22、配置除油粉溶液，将完成初次清洗后的铜材料样品浸入除油粉溶液中，再对该铜材料样品进行超声波清洗，而后取出该铜材料样品并用自来水对其冲洗，从而完成二次清洗；步骤S23、配置第一硝酸溶液，将完成二次清洗后的铜材料样品浸入第一硝酸溶液中酸洗，而后取出该铜材料样品并用自来水对其冲洗，然后干燥。3.根据权利要求2所述的铜材料残余应力检测方法，其特征在于，在步骤S21中，对于除蜡水溶液的配比，除蜡水：水处于1/10和1/25之间；超声波清洗时水浴温度为65℃
‑
75℃，超声波清洗时间为8min
‑
12min，超声波清洗时铜材料样品翻面1次
‑
3次。4.根据权利要求2所述的铜材料残余应力检测方法，其特征在于，在步骤S22中，对于除油粉溶液的配比，除油粉：水处于1/10和1/25之间；超声波清洗时水浴温度为65℃
‑
75℃，超声波清洗时间为3min
‑
6min，超声波清洗时铜材料样品翻面1次
‑
3次。5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：靳磊，梁梦媛，凌真，鲍贤勇，
申请(专利权)人：深圳市飞亚达科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：