【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于金属镀层性能检测，涉及一种航空液压活塞零件表面镀铬层硬度检测系统及方法。
技术介绍
1、液压飞控作动器是飞行控制系统的执行机构，接收飞控计算机的指令，为稳定和控制飞行器提供需要的力和力矩，是影响飞机高可靠、高性能、高机动的关键部件。由于工作介质压力高，功率输出大，往复速度高，活塞杆密封部位承受着严酷的往复相对运动并不可避免存在摩擦磨损。由于活塞表面耐磨质量差，活塞杆表面过早出现磨损退化，造成密封性能下降，外部泄漏量增大，影响产品使用和飞行安全。这类活塞、活塞杆零件通常采用镀铬或其他表面强化技术增强耐磨性。硬度检测是评估其镀层或表面强化层生产质量稳定性、装调耐磨性、飞行安全性的重要方法，但其现有检测方法仅适用于随槽试片，缺少直接针对大规格活塞实物零件最终表面质量控制的方法。
2、产品失效分析发现，新品零件在调试过程出现不耐磨现象与实物零件硬度较低有关，生产过程中随槽试片的硬度检测无法真实反映大规格实物零件最终的表面硬度，大规格活塞零件在生产、装调、应用阶段存在实物质量差异无法监测、不合格品无法识别、剔除的难题，不利于航空液压产品质量隐患的发现和排除。
3、对于大规格活塞零件表面镀层的硬度检测，常用的检测方法为光学显微硬度法，检测设备为台式硬度机，因操作空间小、光学测量效率低，不适用大规格零件的实物检测。当前可采用的实物检测的方法为超声硬度法，检测设备为便携式超声硬度仪，虽可在实物零件表面进行快速检测，但存在以下问题：(1)检测过程易受人工操作、零件状态差异、环境振动等影响，测量结果差异大、行业
4、对于超声硬度仪在超小载荷(＜10n，hv类)范围内所进行的实物零件的镀层硬度的检测，更无可用的行业标准或检测规范，且当检测对象为非平面的轴类零件时，检测结果的差异性更大，无法实现不同厂家、不同批次、不同工况下同类零件测量结果的一致性、准确性、再现性评估，无法实现在航空制造业的工程化应用。
技术实现思路
1、本专利技术的目的：提出一种航空液压活塞零件表面镀铬层硬度检测系统及方法，用于实物零件表面镀铬层硬度的检测和评价，可在生产、验收、装调、服役、返修、故障分析等环节中得到广泛应用，为质量控制和安全评估提供方法保障。
2、本专利技术的技术方案：
3、一种航空液压活塞零件表面镀铬层硬度检测系统，包括：减震基座、工件快装定位机构、可调竖板组件、调整锁定机构、探头快夹滑动机构、检测探头组件、施力下压手柄；
4、所述减震基座固定在减震工作台上；所述工件快装定位机构固定在减震基座上方，所述工件快装定位机构用于固定待检测活塞零件；
5、所述探头快夹滑动机构固定在减震基座上表面一端，所述检测探头组件通过探头快夹滑动机构固定；所述调整锁定机构用于调整检测探头组件的姿态；所述施力下压手柄用于带动检测探头组件压紧在待检测活塞零件上。
6、一种航空液压活塞零件表面镀铬层硬度检测方法，所述方法包括以下步骤：
7、步骤一：建立待检测活塞零件镀层硬度标称值；
8、步骤二：为待测试活塞零件选择加压载荷；
9、步骤三：装夹待测活塞零件；
10、步骤四：校准硬度检测仪器的基准值；
11、步骤五：根据选择的加压载荷，使用硬度检测探头对待测活塞零件进行检测；
12、步骤六：对检测数据进行处理。
13、进一步，所述步骤一中，过程如下：
14、筛选一个镀层均匀、致密、表面粗糙度ra≤0.4μm的活塞镀铬零件作为标准样件，使用台式显微硬度机检测活塞零件镀层切片的心部硬度，至少测量5个点位，将测量的硬度均值作为待测活塞零件镀层硬度的标称值。
15、进一步，所述步骤二中，加压载荷选择标准为：对于直径≥50mm的液压活塞零件，当表面镀层厚度≥50um，镀层硬度≥800hv时,依据国际标准astm a1038中理论压痕深度与试验力的关系(压痕深度＝0.062×(试验力/硬度值)1/2)，以及最小镀层厚度应为压头压痕深度的十倍建议，确定了超声硬度测试仪的可用载荷范围为3n～10n，最佳试验载荷为5n。
16、进一步，所述步骤三中，装夹待检测活塞零件时，使得待检测活塞零件圆周表面最高点的中轴线与探头轴线对中。
17、进一步，所述步骤四中，硬度检测探头为超声硬度测试仪；
18、校准过程如下：
19、使用硬度检测探头对标准样件进行测量，测量点位不低于11个；
20、剔除测量数据中的最大值、最小值后计算剩余数据的均值；
21、根据剩余数据的均值与标称值对硬度检测探头进行校准。
22、进一步，所述步骤四中，还包括对校准后的硬度检测探头进行复核；
23、复核过程为：使用校准后的硬度检测探头检测1～2个已知硬度的标样零件，并计算误差及最大重复性；
24、误差计算公式如下：
25、
26、式中：e＝误差，dˉ＝实测结果的平均值，dref＝已知标称值；
27、重复性计算公式如下：
28、
29、式中：r＝最大重复性，dmax＝最大实测值，dmin＝最小实测值，dˉ＝实测均值；
30、误差≤7％，最大重复性≤6％则复核通过，否则对硬度检测探头进行重复校准直至合格。
31、进一步，所述步骤五中，在900mm2面积上至少进行11个点位的测量，测量点位呈锯齿型排布。
32、进一步，所述步骤六中，计算测量结果的均值和重复性，当重复性不超过10％时，认为测量结果符合要求；否则选取不同的检测区进行复测；若连续两次测量结果的重复性均超过10％，则判定相应的待测活塞零件硬度数据不可用，且相应待测活塞零件镀层质量不合格。
33、本专利技术的技术效果：提出一种航空液压活塞零件表面镀铬层硬度检测方法，利用便携的超声硬度检测仪，在大规格液压活塞零件上直接进行镀层硬度检测的可靠方法，该方法基于误差和重复性的控制，从标样、载荷、工装、设备校准、实物检测方法、数据处理和结果评定等方面，建立了详细的控制指标和方法要求，规范了检测过程的一致性要求，显著提高了超声硬度法测试结果的准确性，实现了大规格活塞零件镀层硬度的100％、高效、便捷检验。
34、该技术方法的应用，解决了航空液压活塞实物零件表面镀层性能无法直接准确测试的难题，为生产制造、装配调试、零件大修等过程的实物质量监控提供了检测技术支持。三家试验室上千件新品、反修件、故障件的检测数据比对表明，该检测方法测量精度较高，误差和重复性能够满足质量评价的要求，可有效监测实物产品的生产厂家差异、批次质量差异、使用耐磨性差异，解决了大规格活塞实物零件最终表面质量控制的技术指标和检测方法问题。
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1.一种航空液压活塞零件表面镀铬层硬度检测系统，其特征在于：所述系统包括：减震基座、工件快装定位机构、可调竖板组件、调整锁定机构、探头快夹滑动机构、检测探头组件、施力下压手柄；
2.一种航空液压活塞零件表面镀铬层硬度检测方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤一中，过程如下：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述步骤二中，加压载荷选择标准为：对于直径≥50mm的液压活塞零件，当表面镀层厚度≥50um，镀层硬度≥800HV时,超声硬度测试仪的载荷范围为3N～10N。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述步骤三中，装夹待检测活塞零件时，使得待检测活塞零件圆周表面最高点的中轴线与探头轴线对中。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述步骤四中，硬度检测探头为超声硬度测试仪；
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：所述步骤四中，还包括对校准后的硬度检测探头进行复核；
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述步骤五中，在
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：所述步骤六中，计算测量结果的均值和重复性，当重复性不超过10％时，认为测量结果符合要求；否则选取不同的检测区进行复测；若连续两次测量结果的重复性均超过10％，则判定相应的待测活塞零件硬度数据不可用，且相应待测活塞零件镀层质量不合格。
...【技术特征摘要】
1.一种航空液压活塞零件表面镀铬层硬度检测系统，其特征在于：所述系统包括：减震基座、工件快装定位机构、可调竖板组件、调整锁定机构、探头快夹滑动机构、检测探头组件、施力下压手柄；
2.一种航空液压活塞零件表面镀铬层硬度检测方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤一中，过程如下：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于：所述步骤二中，加压载荷选择标准为：对于直径≥50mm的液压活塞零件，当表面镀层厚度≥50um，镀层硬度≥800hv时,超声硬度测试仪的载荷范围为3n～10n。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：所述步骤三中，装夹待检测活塞零件时，使得待检测活塞零...
【专利技术属性】
技术研发人员：张青绒，崔延，郑保国，杨朋，霍登平，王晓丹，山磊，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所，
类型：发明
国别省市：
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