CN109520924A - 金属基工件表面薄层金属涂层与本体结合强度检测方法 - Google Patents

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彭建强
宫伟兴
朴永伟
刘新新
薛红玉
韩明岩
魏双胜
赵义瀚
张小伍
曹鹏
胡宝成
冯天澍
韩亮
黄永亮
张晓旭
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Abstract

金属基工件表面薄层金属涂层与本体结合强度检测方法，涉及金属基工件表面薄层金属涂层与本体结合强度检测技术领域，为了解决现有技术无法高精度检测薄层金属涂层与本体结合强度的问题。将衬套装配到锥销的一端，且使圆台的上底与衬套一端的端面平齐，在该端面上形成涂层；将导向衬套装配到衬套的另一端内；将衬套放入外壳体内；将拉杆连接在锥销的另一端，将拉盖连接在外壳体的另一端；将拉杆和拉盖均与拉伸试验机进行连接；启动拉伸试验机，拉杆和拉盖背向运动，使涂层与锥销结合位置拉伸剥离，记录拉伸试验机测量的剥离拉伸力数值；根据圆台上底直径和剥离拉伸力数值计算结合强度。本发明的检测精度高。

Description

金属基工件表面薄层金属涂层与本体结合强度检测方法
技术领域
本发明涉及金属基工件表面薄层金属涂层与本体结合强度检测技术领域。
背景技术
随着电子束增材、激光增材等增材技术的发展，增材技术已经被广泛应用于汽轮机、燃气轮机和汽车等行业的工件制造和工件修复上。现有技术中，还没有较好的方法实现对金属基工件表面薄层金属涂层与本体结合强度的检测，即使在金属基工件表面熔化一定较厚厚度的金属涂层来制造拉伸试样，存在熔化厚度过厚，影响薄层金属涂层与本体结合强度拉伸试验检测数据的真实性，无法真实的表征薄层金属涂层与本体结合强度，检测精确度很低，进而影响到表面熔化薄层金属涂层工件运行的可靠性。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术无法高精度检测薄层金属涂层与本体结合强度的问题，从而提供金属基工件表面薄层金属涂层与本体结合强度检测方法。
本发明所述的金属基工件表面薄层金属涂层与本体结合强度检测方法，该方法包括：
步骤一、超声波清洗锥销2和衬套5；
步骤二、将衬套5装配到锥销2的一端，且使圆台的上底与衬套5一端的端面平齐；
步骤三、在圆台的上底与衬套5一端的端面上进行薄层金属涂层的熔化结合，形成涂层6，涂层6将锥销2和衬套5连接为一个整体部件；
步骤四、将导向衬套4装配到衬套5的另一端内，锥销2的另一端穿过导向衬套4；
步骤五、将衬套4放入外壳体3内，锥销2的另一端穿过外壳体3的一端；
步骤六、将拉杆1连接在锥销2的另一端，将拉盖7连接在外壳体3的另一端；
步骤七、将拉杆1和拉盖7均与拉伸试验机进行连接；
步骤八、启动拉伸试验机，拉杆1和拉盖7背向运动，使涂层6与锥销2结合位置拉伸剥离，记录拉伸试验机测量的剥离拉伸力数值；
步骤九、根据圆台上底直径和剥离拉伸力数值计算结合强度。
优选的是，步骤三中，圆台的上底、衬套5一端的端面与实际预涂层工件表面状态相同。
优选的是，步骤三中，通过电子束或激光进行薄层金属涂层的熔化结合。
优选的是，步骤三和步骤四之间还包括：
对步骤三的整体部件进行性能热处理和无损检查，使整体部件与实际预涂层工件状态一致。
优选的是，所述锥销2和衬套5的材质与实际预涂层工件的材质相同。
优选的是，所述拉杆1和拉盖7上均设有装夹孔15。
本发明改善了金属基工件表面薄层金属涂层与本体结合强度检测方式，提高了检测的精度，操作简单，劳动强度小，适合推广。
附图说明
图1是具体实施方式一中的金属基工件表面薄层金属涂层与本体结合强度检测装置的结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1具体说明本实施方式，本实施方式所述的金属基工件表面薄层金属涂层与本体结合强度检测方法，该方法包括：
步骤一、超声波清洗锥销2和衬套5；
步骤二、将衬套5装配到锥销2的一端，且使圆台的上底与衬套5一端的端面平齐；
步骤三、在圆台的上底与衬套5一端的端面上进行薄层金属涂层的熔化结合，形成涂层6，涂层6将锥销2和衬套5连接为一个整体部件；
步骤四、将导向衬套4装配到衬套5的另一端内，锥销2的另一端穿过导向衬套4；
步骤五、再将衬套4放入外壳体3内，锥销2的另一端穿过外壳体3的一端；
步骤六、将拉杆1连接在锥销2的另一端，将拉盖7连接在外壳体3的另一端；
步骤七、将拉杆1和拉盖7均与拉伸试验机进行连接；
步骤八、启动拉伸试验机，拉杆1和拉盖7背向运动，使涂层6与锥销2结合位置拉伸剥离，记录拉伸试验机测量的剥离拉伸力数值；
步骤九、根据圆台上底直径和剥离拉伸力数值计算结合强度。
本实施方式基于金属基工件表面薄层金属涂层与本体结合强度检测装置实现。
具体实施方式二：本实施方式是对具体实施方式一所述的金属基工件表面薄层金属涂层与本体结合强度检测方法作进一步说明，本实施方式中，步骤三中，圆台的上底、衬套5一端的端面与实际预涂层工件表面状态相同。
具体实施方式三：本实施方式是对具体实施方式二所述的金属基工件表面薄层金属涂层与本体结合强度检测方法作进一步说明，本实施方式中，步骤三中通过电子束或激光进行薄层金属涂层的熔化结合。
具体实施方式四：本实施方式是对具体实施方式三所述的金属基工件表面薄层金属涂层与本体结合强度检测方法作进一步说明，本实施方式中，步骤三和步骤四之间还包括：
对步骤三的整体部件进行性能热处理和无损检查，使整体部件与实际预涂层工件状态一致。
金属基工件表面薄层金属涂层与本体结合强度检测装置的导向衬套4的一端端面与圆台的下底、衬套5槽口所在的平面之间设有安全距离10；圆台的上底半径r与涂层6的厚度δ满足如下关系：δ＞r/2；衬套5与导向衬套4通过螺纹连接，衬套5的另一端设有内螺纹，导向衬套4设有外螺纹，图1中8为衬套5与导向衬套4连接用的螺纹；导向衬套4与锥销2之间存在间隙，外壳体3与锥销2之间存在间隙，图1中9为导向衬套4与锥销2之间的间隙，图1中12为外壳体3与锥销2之间的间隙；衬套5与外壳体3侧壁之间存在间隙，图1中11为衬套5与外壳体3侧壁之间的间隙；外壳体3与拉盖7通过螺纹连接，外壳体3的另一端设有内螺纹，拉盖7设有外螺纹，图1中13为外壳体3与拉盖7连接用的螺纹；锥销2与拉杆1通过螺纹连接，锥销2的另一端设有外螺纹，拉杆1设有内螺纹，图1中14为锥销2与拉杆1连接用的螺纹。
采用与实际制造或修复工件表面的相同表面状态、熔化相同的薄层金属涂层厚度、进行相同的性能热处理和无损探伤检查，实现了全部与工件实际制造或修复相同的状态下，进行拉伸剥离，保证了结合强度检测数据的真实性，提高了结合强度检测的精度。
通过对锥销2上底的直径进行测量，保证检测计算值的精确；通过与工件同材质锥销2和衬套5的使用，使金属涂层的熔化结合的本体材质与工件材质相同；通过锥销2与衬套5的圆台配合，配合精度高，形成锥销2最小端端面和衬套5一端端面与工件表面相同状态的表面；涂层6使锥销2与衬套5连接形成一个整体部件，进行性能热处理和无损探伤检查，保证该形成的一个整体部件与工件上熔化结合涂层的状态一致；通过整体部件与导向衬套4、外壳体3、拉杆1、拉盖7的连接装配，实现了锥销2与涂层6在拉伸时结合位置的背向运动；对锥体2和涂层6接触位置表面积、剥离拉伸力数值进行计算，计算更加精确。该测量过程操作简单，劳动强度小，适合推广。
具体实施方式五：本实施方式是对具体实施方式一所述的金属基工件表面薄层金属涂层与本体结合强度检测方法作进一步说明，本实施方式中，所述拉杆1和拉盖7上均设有装夹孔15。
装夹孔15与拉伸试验机装配，实现拉杆1和拉盖7与拉伸试验机的连接。
实施例：通过尺寸检查设备对锥销2上底的直径进行测量，采用与实际预涂层6工件同材质的锥销2与衬套5，锥销2与衬套采用圆台配合方式，通过锥销2与衬套的圆台配合形成锥销2上底和衬套5一端的端面与实际预涂层6工件表面相同状态的表面，在该锥销2和衬套5端面表面上通过电子束、激光等方式进行一定厚度薄层金属涂层6的熔化结合，形成涂层6，涂层6使锥销2与衬套5连接形成一个整体部件，对该形成的一个整体部件进行性能热处理和无损探伤检查，使其性能热处理、无损探伤检查合格，保证该形成的一个整体部件与实际预涂层6工件上熔化结合涂层6的状态一致，对该形成的合格的一个整体部件与导向衬套4进行装配，再通过外壳体3轴心孔放入外壳体3中，将拉杆1与锥销2进行螺纹连接，将外壳体3与拉盖7进行螺纹连接，再将拉杆1和拉盖7与拉伸试验机进行连接，启动拉伸试验机，使拉杆1和拉盖7的背向运动，使涂层6与锥销2结合位置进行拉伸剥离，完成表面金属涂层6与金属基本体结合强度检测工作。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

Claims (6)

1.金属基工件表面薄层金属涂层与本体结合强度检测方法，其特征在于，该方法包括：
步骤一、超声波清洗锥销(2)和衬套(5)；
步骤二、将衬套(5)装配到锥销(2)的一端，且使圆台的上底与衬套(5)一端的端面平齐；
步骤三、在圆台的上底与衬套(5)一端的端面上进行薄层金属涂层的熔化结合，形成涂层(6)，涂层(6)将锥销(2)和衬套(5)连接为一个整体部件；
步骤四、将导向衬套(4)装配到衬套(5)的另一端内，锥销(2)的另一端穿过导向衬套(4)；
步骤五、将衬套(4)放入外壳体(3)内，锥销(2)的另一端穿过外壳体(3)的一端；
步骤六、将拉杆(1)连接在锥销(2)的另一端，将拉盖(7)连接在外壳体(3)的另一端；
步骤七、将拉杆(1)和拉盖(7)均与拉伸试验机进行连接；
步骤八、启动拉伸试验机，拉杆(1)和拉盖(7)背向运动，使涂层(6)与锥销(2)结合位置拉伸剥离，记录拉伸试验机测量的剥离拉伸力数值；
步骤九、根据圆台上底直径和剥离拉伸力数值计算结合强度。
2.根据权利要求1所述的金属基工件表面薄层金属涂层与本体结合强度检测方法，其特征在于，步骤三中，圆台的上底、衬套(5)一端的端面与实际预涂层工件表面状态相同。
3.根据权利要求1所述的金属基工件表面薄层金属涂层与本体结合强度检测方法，其特征在于，步骤三中，通过电子束或激光进行薄层金属涂层的熔化结合。
4.根据权利要求1所述的金属基工件表面薄层金属涂层与本体结合强度检测方法，其特征在于，步骤三和步骤四之间还包括：
对步骤三的整体部件进行性能热处理和无损检查，使整体部件与实际预涂层工件状态一致。
5.根据权利要求1所述的金属基工件表面薄层金属涂层与本体结合强度检测方法，其特征在于，所述锥销(2)和衬套(5)的材质与实际预涂层工件的材质相同。
6.根据权利要求1所述的金属基工件表面薄层金属涂层与本体结合强度检测方法，其特征在于，所述拉杆(1)和拉盖(7)上均设有装夹孔(15)。
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