CN106248687A - 一种非破坏性金属表面缺陷显微检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种非破坏性金属表面缺陷显微检测方法。本发明用于金属零件表面出现异常显示，宏观无法判定原因，需进一步显微观察确定的情况。通过使用AC纸覆盖在零件表面，拓印出缺陷形貌，实现对零件表面缺陷进行显微观察，确定缺陷类型，能有效缩短检测周期，减少零件报废风险，提高产品合格率，降低生产成本。本发明操作简单，适用范围广，具有较高的推广价值和良好的市场前景。

Description

一种非破坏性金属表面缺陷显微检测方法

技术领域

本发明适用于金属表面形貌显微观察，是一种可以在不破坏金属零件的前提下，检验金属表面缺陷的方法。

背景技术

金属零件在加工过程中，表面可能会出现异常显示，例如斑点、凹坑、疑似裂纹及无损检测发现的缺陷等。但由于大多数零件仅通过宏观观察，无法判断异常显示的原因，因此需要显微观察对其进行判定。如果将零件解剖并制备金相制样后进行显微观察，不但试验周期较长，而且零件也会因为直接取样检验而报废，无法继续使用。通过非破坏性的金属表面缺陷检验方法，不但试验周期缩短，而且可以不损伤零件，挽回可以继续使用的零件，有效减少零件的报废，降低生产成本。目前，国内外对金属零件表面异常显示的非破坏性显微观察手段单一，一般使用便携式显微镜进行观察，但该方法对零件形状和表面要求较高，适用范围较窄。

发明内容

本发明的目的在于提供一种非破坏性金属表面缺陷显微检测方法。

为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案：

(1)AC纸的制备

AC纸可采用醋酸纤维素、丙酮以及甲基酯制备。将醋酸纤维素溶解在丙酮中,比率为7～10％Wt(醋酸纤维素的质量分数)，加入3～5滴甲基酯进行染色，在干净密封的容器中放置7天，使醋酸纤维素溶解均匀化，而后按照以下步骤在玻璃板上制作AC纸：将干净的玻璃板用水平仪测试水平后，将溶液倾倒在玻璃板上，轻轻摇动使溶液在玻璃板上均匀涂覆，然后用防尘罩将涂覆区域盖住，等待干燥后在涂敷区域形成的覆膜，即AC纸。

(2)待检样品的制备

根据样品表面状态不同，可用丙酮或酒精清洗样品表面后直接检测，或采用120#、320#、600#、800#、1000#/1200#砂纸研磨、抛光、腐蚀对样品表面进行处理后再检测。其中，需要观察金属显微组织的，必须进行表面处理；如果表面处理不会破坏缺陷特征，或对缺陷判定无影响，可以进行表面处理，从而获得较好的观察效果；如果表面处理会破坏缺陷特征，影响缺陷判定的，则不能进行表面处理。

在研磨前，了解零件最大允许去除量，磨抛时应充分考虑样品的尺寸公差要求，选用粒度尽可能小的砂纸研磨或直接进行抛光，得到一个彻底没有划痕和假象的表面后，进行检测。如需对零件表面进行腐蚀，需选择腐蚀剂对抛光区域进行局部腐蚀，腐蚀中防止试剂流淌，造成表面污染，一般优选擦拭方法，也就是用脱脂棉浸蘸腐蚀剂后，在抛光区域擦拭，至表面无反光能力，或有清晰组织显现，用干净脱脂棉吸收少量残留腐蚀剂，而后用浸透酒精的脱脂棉擦拭表面，再用电吹风或压缩空气吹干后进行检测。操作中要注意保护零件表面、边缘，防止划伤、碰伤。

(3)样品检测步骤

a)用浸透丙酮的棉球擦拭制备好的零件待检表面，或用小滴管滴丙酮至零件待检表面。

b)用电吹风或干燥压缩空气干燥零件待检表面。

c)将AC纸剪切成零件待检表面大小的形状。

d)用镊子将预先剪切好的AC纸夹紧，用小滴管吸适量丙酮，先给零件待检表面滴数滴，使其浸润整个待检表面，再将丙酮滴在AC纸一面，使其浸润整个AC纸。

e)立即将滴有丙酮的AC纸贴覆在零件待检表面，用手指沿一个方向轻轻擀压，排出空气，而后按压5～10秒钟，使AC纸与零件待检表面完全接触，且无气泡。丙酮在此起到了软化AC纸的作用，有助于在按压过程中实现AC纸与待检表面充分接触，拓印表面显示异常位置形貌的效果。丙酮挥发较快，所以，应及时按压，而按压时间也无需过长。此外，按压过程中应避免力度过大导致AC纸破损。

f)室温下充分干燥后，一般不少于15min，用镊子将AC纸轻轻取下。

g)用双面胶带将AC纸贴在载玻片上(注意：与零件接触一侧为观察表面，贴附时应将其反面贴于胶面上)，用玻璃板压平，以备观测。

h)将贴在载玻片上的AC纸用金相显微镜进行观察，选择合适的放大倍数(一般大于等于50倍)进行显微评定或拍照，为提高覆膜(AC纸)表面反差，可对步骤f)中充分干燥后的覆膜作喷金处理，以提高缺陷识别效率。

i)若覆膜表面有气泡影响判定，应该清理零件待测表面后重新检验。

本发明的有益效果体现在：

本发明用于金属零件表面出现异常显示，宏观无法判定原因，需进一步显微观察确定的情况。通过使用AC纸覆盖在零件表面，拓印出缺陷形貌，以便实现对零件表面缺陷进行显微观察，确定缺陷类型，能有效缩短检测周期，减少零件报废风险，提高产品合格率，降低生产成本。本发明操作简单，适用范围广，具有较高的推广价值和良好的市场前景。

附图说明

图1为GH188薄壁和GH536薄壁焊缝部位荧光显示位置。

图2为焊缝部位显微形貌(50×)。

图3为焊缝部位显微形貌(100×)。

图4为某锻件异常显示位置。

图5为锻件异常区域显微形貌(100×)。

图6为锻件正常区域显微形貌(100×)。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做详细说明。

本发明提供了一种金属零件表面异常显示的非破坏性显微观察方法，可以在不损伤、破坏金属零件的前提下，准确判定金属零件表面缺陷。

实施例1

参见图1，以GH188薄壁和GH536薄壁之间的电子束焊后，荧光发现焊缝附近线性显示疑似裂纹为例，对其具体实施步骤说明如下：

由于荧光显示部位位于焊缝，线性显示是否为裂纹不易判断，因此不对该部位进行表面处理，直接检测。

1、用浸透丙酮的棉球清洁焊缝荧光显示位置。

2、用电吹风干燥焊缝表面。

3、将AC纸剪切成宽度15mm、长度40mm的长条。

4、用镊子将预先剪切好的AC纸夹紧，用小滴管吸适量丙酮，先给焊缝待测表面滴数滴，使其浸润整个待检面，再将丙酮滴在AC纸一面，使其浸润整个AC纸。

5、立即将上述滴有丙酮的AC纸贴覆在焊缝表面(将显示异常的部位进行覆盖)，用手指沿焊缝方向轻轻擀压，排出空气，而后按压5～10秒钟，使AC纸与焊缝表面完全接触，且无气泡。

6、室温下充分干燥15min，用镊子将AC纸轻轻取下。

7、用双面胶带将AC纸贴在载玻片上，将与焊缝接触一侧为观察表面，贴附时将其反面贴于胶面上，用玻璃板压平，以备观测。

8、将贴在载玻片上的AC纸用金相显微镜进行观察，选择50倍和100倍进行显微评定并拍照。

参见图2及图3，由检测结果可知，电子束焊缝附近线性荧光显示不属于裂纹，部分荧光显示为焊缝与基体交界处的缝隙，部分荧光显示为材料基体表面的机械损伤沟痕。建议对荧光显示处修理后再次荧光检查。

实施例2

某锻件加工后进行腐蚀工序检查，发现局部区域有异常显示，参见图4，为了观察金属显微组织，对异常显示区域进行表面处理。然后，参照实施例1的方法将AC纸覆在异常显示位置并拓印，然后对AC纸进行显微观察。参见图5、图6，异常显示区域与正常区域晶粒度级别有明显差异，正常区域晶粒度为10级，异常显示区域晶粒度为5级。根据显微观察结果，通过相关标准判定该零件出现的这种情况是否可以使用。

本发明所述方法的优点：操作简单、适用范围较广，可以在不破坏金属零件的前提下，通过在显微镜下观察判定缺陷类型。

Claims (7)

1.一种非破坏性金属表面缺陷显微检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

用AC纸拓印金属表面包括异常显示位置的局部区域的形貌，对拓印后的AC纸进行显微观察，然后进行显微评定或拍照。

2.根据权利要求1所述一种非破坏性金属表面缺陷显微检测方法，其特征在于：所述拓印具体包括以下步骤：

1)用丙酮分别浸润待检金属表面以及AC纸；

2)经过步骤1)后，将AC纸贴覆在待检金属表面，并沿一个方向擀压排出空气，然后通过按压使AC纸与待检金属表面完全接触；

3)经过步骤2)后，在室温下干燥至少15min，然后将AC纸从待检金属表面上取下。

3.根据权利要求2所述一种非破坏性金属表面缺陷显微检测方法，其特征在于：所述步骤2)中，按压的时间为5～10秒钟。

4.根据权利要求2所述一种非破坏性金属表面缺陷显微检测方法，其特征在于：所述步骤3)还包括以下步骤：将AC纸从待检金属表面上取下后，对AC纸作喷金处理。

5.根据权利要求1所述一种非破坏性金属表面缺陷显微检测方法，其特征在于：所述显微观察具体包括以下步骤：

1)将AC纸贴附在载玻片上并压平；

2)将贴附在载玻片上的AC纸用金相显微镜进行观察。

6.根据权利要求5所述一种非破坏性金属表面缺陷显微检测方法，其特征在于：所述步骤1)中，以AC纸与待检金属表面接触一侧为观察表面，将AC纸的另一侧表面贴附于载玻片上。

7.根据权利要求5所述一种非破坏性金属表面缺陷显微检测方法，其特征在于：所述金相显微镜的放大倍数大于等于50倍。