CN112326550A - 一种巴氏合金与基体结合强度的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于检测巴氏合金与基体结合强度的检测方法。步骤是：将表面制备有巴氏合金层的基体制成剪切试样，将试样平稳放在夹具中并装夹牢固后，将装夹好试样的夹具放置在拉伸试验机平台上，压头以0.1mm/s‑0.4mm/s的速率沿堆焊结合面方向下压巴氏合金层，直到巴氏合金层从基体剥离，停止下压；记录巴氏合金层剥离时的最大载荷与断口截面面积，根据公式W＝F/S计算出巴氏合金层的结合强度值。本发明可以对巴氏合金与基体结合强度进行定量测量，解决了定性分析存在的误差大，不能量化评级的缺点，能够获得精确、直观的结合强度数据，具有分析周期短、试样加工容易、操作简单、检测成本低、数据精准、灵敏度高等优点。
Description
技术领域
本发明属于检测技术领域，涉及一种表面材料与基体结合强度的检测方法，具体涉及一种巴氏合金与基体结合强度的检测方法。
背景技术
巴氏合金因其具有优良的耐磨性能，被广泛的用于各种机械领域的滑动轴承中。采用堆焊的方法将柔软的巴氏合金制备在高强度的基体上，使其能更好地服役于耐磨耐冲击，但是，如果巴氏合金与基体的结合强度不佳，就会有巴氏合金层脱落的风险，因此对巴氏合金堆焊层与基体的结合强度进行检测十分重要。
在巴氏合金层结合强度检测方面，GB/T 12948-91规定了滑动轴承双金属结合强度破坏性试验方法，标准规定巴氏合金层厚度不低于2mm，然而该标准要求较高的尺寸精度，试样制作步骤比较复杂；另外，企业中经常采用Chisel试验法可以快速定性分析巴氏合金与基体的结合性能，然而却无法定量表征巴氏合金与基体的结合强度，在多组制备工艺中无法给予强度数值作为参考。
因此，本发明提供了一种既可以定量测量巴氏合金与基体的结合强度，而且试样加工简单，节省加工成本，便于产品抽样检查，可以对结合强度进行定量检测。
发明内容
本发明的目的在于，针对上述检测巴氏合金与基体结合强度试验方法的不足，提供了一种巴氏合金与基体结合强度的检测方法。
本发明的方法操作简便，试样加工简单，节省加工成本，便于产品抽样检查，可以对堆焊巴氏合金结合强度进行定量的检测。
为了实现上述目的，本发明解决其技术问题的技术方案是：
步骤一：采用剪切方法，将表面堆焊有巴氏合金层的基体剪切成试样；
步骤二：将试样平稳放置在夹具中并装夹牢固；
步骤三：将装夹好试样的夹具安置在拉伸试验机平台上，压头以0.1mm/s-0.4mm/s的速率沿堆焊结合面方向下压巴氏合金层，直到巴氏合金层从基体剥离，停止下压；
步骤四：记录巴氏合金层剥离时的最大载荷与断口截面面积，根据如下公式计算出巴氏合金层的结合强度值：
W＝F/S
其中W为结合强度，单位为Pa；F为最大载荷，单位为N；S为断口截面面积，即巴氏合金与基体结合面面积，单位为m2。
进一步优选，所述基体的材料为铸铁或碳钢，其基体的厚度为6mm-10mm，表面巴氏合金层厚度为4mm-10mm。
进一步优选，步骤一所述试样为长方体，所述长方体的长为基体厚度与巴氏合金层厚度之和，宽为5mm-10mm，厚为2mm-4mm，剪切取样时为沿垂直于巴氏合金层与基体结合面的纵截面方向剪切取样。
进一步优选，步骤二所述装夹为沿水平方向夹紧试样基体部分，使巴氏合金层悬空。
相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明可以对巴氏合金与基体结合强度进行定量测量，解决了定性分析存在的误差大，不能量化评级的缺点，能够获得精确、直观的结合强度数据，具有分析周期短、试样加工容易、操作简单、检测成本低、数据精准、灵敏度高等优点。
附图说明
图1为本发明提供的巴氏合金与基体结合强度的检测方法流程框图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如附图1所示，为本发明的一种低碳钢表面堆焊巴氏合金与基体结合强度的检测方法，包括如下步骤：
步骤一：将分别在50A、70A、90A的焊接电流下，采用电弧堆焊法在厚度为6mm的Q235B低碳钢的基体表面堆焊厚度为4mm的巴氏合金层制得的巴氏合金堆焊工件，采用线切割加工制作成长×宽×厚为10mm×5mm×2mm的长方体试样，
每个焊接电流下制得的工件取样三个。所使用的巴氏合金焊材和低碳钢成分分别如表1和表2所示；
步骤二：将试样平稳放置在夹具中并装夹牢固；
步骤三：将装配好试样的夹具放置在拉伸试验机平台上，压头以0.2mm/s的速率沿堆焊结合面方向下压巴氏合金堆焊层，直到巴氏合金堆焊层从基体剥离，停止下压；
步骤四：记录巴氏合金堆焊层剥离时的最大载荷，根据如下公式计算出巴氏合金层的结合强度值：
W＝F/S
其中W为结合强度，单位为Pa；F为最大载荷，单位为N；S为断口截面面积，单位为m2。
测得的结合强度值见表3中所示。
表1巴氏合金焊材成分表
| Sb | Cu | Sn |
| 10-12 | 5.5-6.5 | 余量 |
表2低碳钢基体成分表
| C | Mn | Si | S | P | Fe |
| 0.14-0.22 | 0.30-0.65 | ≤0.30 | ≤0.05 | ≤0.045 | 余量 |
表3结合强度检测结果
上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明，但本发明的保护范围并不局限于此，凡本发明所提示的技术精神下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利范围。
Claims (5)
1.一种巴氏合金与基体结合强度的检测方法，其特征在于：具体步骤如下：
步骤一：采用剪切方法，将表面堆焊有巴氏合金层的基体剪切成试样；
步骤二：将试样平稳放置在夹具中并装夹牢固；
步骤三：将装夹好试样的夹具安置在拉伸试验机平台上，压头以0.1mm/s-0.4mm/s的速率沿堆焊结合面方向下压巴氏合金层，直到巴氏合金层从基体剥离，停止下压；
步骤四：记录巴氏合金层剥离时的最大载荷与断口截面面积，根据如下公式计算出巴氏合金层的结合强度值：
W＝F/S
其中W为结合强度，单位为Pa；F为最大载荷，单位为N；S为断口截面面积，即巴氏合金与基体结合面面积，单位为m2。
2.如权利要求1所述的一种巴氏合金与基体结合强度的检测方法，其特征在于，所述基体的材料为铸铁或碳钢，其基体的厚度为6mm-10mm，表面巴氏合金层厚度为4mm-10mm。
3.如权利要求1所述的一种巴氏合金与基体结合强度的检测方法，其特征在于，步骤一所述试样为长方体。
4.如权利要求3所述的一种巴氏合金与基体结合强度的检测方法，其特征在于，所述长方体的长为基体厚度与巴氏合金层厚度之和，宽为5mm-10mm，厚为2mm-4mm，剪切取样时为沿垂直于巴氏合金层与基体结合面的纵截面方向剪切取样。
5.如权利要求1所述的一种巴氏合金与基体结合强度的检测方法，其特征在于，步骤二所述装夹为沿水平方向夹紧试样基体部分，使巴氏合金层悬空。
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