CN113188938A - 采用干涉法结合Photoshop软件评价表面改性层耐磨性的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了采用干涉法结合Photoshop软件评价表面改性层耐磨性的方法，包括样品掩蔽方法、漏计磨损的获得、干涉条纹的处理和磨损体积的测量。采用该方法，不仅可以减小同批样品预处理条件和真空处理条件波动的影响，可在不破坏真空的情况下提高材料真空表面处理的处理效率，提高处理工艺的可重复性，而且采用胶带清除松动的磨屑，可以有效消除通常磨损试验中往往出现的漏计磨损；采用SmartDeblur软件并结合人工识别确定干涉条纹可以有效地消除常见的伪磨损；采用PS软件的直方图工具测量相对耐磨性既直观又简便，从而有效地提高材料表面轻微磨损的测量效率，提高测量的可信度。
Description
技术领域
本发明涉及耐磨性测量技术领域，特别是涉及采用干涉法结合Photoshop软件评价表面改性层耐磨性的方法。
背景技术
高精密零件广泛地应用在航天、军事等先进领域。提高精密零件的耐磨性一直是机械行业追求的目标。目前，由于国外的技术封锁，因此我国的高精密零件微米级磨损定量测量还是一个尚未很好解决的问题。上海大学理学院利用Gamma技术对不同光照条件下带钢表面的缺陷检测进行了研究；西安广播电视大学利用X射线对铝管表面的缺陷检测进行了研究；日本基恩士通过“实时浓淡补正技术”对轴承钢珠表面缺陷实现了检测；清华大学的邹茜等人曾提出了用干涉法测量磨损的思想，但他们的测量方法需要编制复杂的干涉条纹锐化程序，而且对比较模糊的干涉条纹可能导致锐化失败。考虑到很多情况下，我们仅需要计算不同样品的相对耐磨性。由于精密零件的磨损量较小，用“称重法”测得的结果精密度不高；台阶仪的探针在遇到没有脱落的磨屑时则会发生跳跃而使深度信息失真。为了解决这一问题，必须提供一种直观而精密的方法测量和评价轻微磨损表面的耐磨性。对于用磨损机在零件或样品上形成的很浅的磨痕，可以用干涉显微镜来测量磨痕的深度和横截面积。但是如何考虑漏计磨损的影响、磨痕干涉条纹的处理和选用什么方法来计算磨损体积仍然是一个没有很好解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供采用干涉法结合Photoshop软件评价表面改性层耐磨性的方法，采用这一方法可以减小同批样品预处理条件和真空处理条件波动的影响，消除漏计磨损的影响，去除可能的伪磨损，快速比较样品不同处理区域的相对耐磨性。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
采用干涉法结合Photoshop软件评价表面改性层耐磨性的方法，包括如下步骤：
步骤S1、在大样品的部分表面放置一个小样品进行掩蔽处理，然后将被掩蔽了部分表面的大样品置于真空环境中进行预处理，在所述大样品的表面形成处理区域和未处理区域；
步骤S2、对所述处理区域和未处理区域依次使用丙酮和酒精进行超声清洗处理，然后再通过销盘式或者往复式磨损机对所述处理区域和所述未处理区域进行磨损试验，形成磨痕；
步骤S3、去除所述处理区域和所述未处理区域表面上的磨粒或磨屑之后，再对其依次使用丙酮和酒精超声清洗处理，使用干涉显微镜获得所述处理区域和所述未处理区域的等厚干涉图像；
步骤S4、采用SmartDeblur软件并结合人工识别确定所述等厚干涉图像中干涉条纹的形状；
步骤S5、首先采用Photoshop软件中的直方图工具测量干涉条纹所围区域内的像素点总数，再分别读取所述未处理区域上多条清晰的干涉条纹畸变内的像素点数值，取其平均值，通过该平均值与所述处理区域上相应区域的像素点数值之比，从而确定该区域的相对耐磨性。
进一步的，所述小样品的面积为所述大样品面积的一半。
进一步的，在所述步骤S3中，通过使用胶带去除所述处理区域和所述未处理区域表面上的磨粒或磨屑。
本发明的有益效果是：
1、本发明采用单层和双层掩蔽技术，不仅可以在同一块样品上形成未处理区和处理区，实现一次磨损试验就可以对未处理区和处理区的磨损性能进行测量和评价，保证了预处理条件和磨损测试条件的完全一致，而且可以得到与对应磨损样品预处理条件完全一致的小样品，这些小样品通常可以用来进行其他表面性能测试。
2、本发明采用胶带清除松动的磨屑，可以有效消除漏计磨损，可得到更为真实、相对清晰的等厚干涉照片，这同样可用于台阶仪测量磨损的实验前准备之中。
3、本发明采用SmartDeblur软件并结合人工识别确定干涉条纹可以有效地消除常见的伪磨损，提高干涉花样的清晰度。
4、在本发明提供的方案中，磨损体积的测量采用PS软件的直方图工具测量干涉条纹所围区域内像素点总数，分别读取未处理样品上多条比较清晰的干涉条纹畸变内的像素点数值，取其平均，用两种样品对应区域的像素点之比来确定不同磨损区域的相对耐磨性，该种方法既可以减小误差也不会使测量过程太过复杂。
附图说明
图1为本发明用大样品面积一半的小样品掩蔽大样品的示意图。
图2为本发明中磨损试验后形成的磨痕示意图。
图3为本发明中磨痕照片和磨痕干涉显微照片示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
参见图1-图3，本实施例提供采用干涉法结合Photoshop软件评价表面改性层耐磨性的方法，包括掩蔽技术、未计磨损的获得、干涉条纹的处理和相对磨损体积的计算，具体的说，包括如下步骤：
步骤S1、在大样品的部分表面放置一个小样品进行掩蔽处理，该小样品的面积为大样品面积的一半，然后将被掩蔽了部分表面的大样品置于真空环境中进行预处理，在大样品的表面形成处理区域和未处理区域。
步骤S2、对处理区域和未处理区域依次使用丙酮和酒精进行超声清洗处理，然后再通过销盘式或者往复式磨损机对处理区域和未处理区域进行磨损试验，形成磨痕,磨痕参见图2；
步骤S3、通过使用胶带去除处理区域和未处理区域表面上松动的磨粒或磨屑之后，再对其依次使用丙酮和酒精超声清洗处理，以便获得真实的磨损结果，使用干涉显微镜获得处理区域和未处理区域的真实、相对清晰的等厚干涉图像，该图像参加图3。
步骤S4、采用SmartDeblur软件并结合人工识别确定等厚干涉图像中干涉条纹的形状。
步骤S5、首先采用Photoshop软件中的直方图工具测量干涉条纹所围区域内的像素点总数，再分别读取未处理区域上多条清晰的干涉条纹畸变内的像素点数值，取其平均值，通过该平均值与处理区域上相应区域的像素点数值之比，确定该区域的相对耐磨性。
综上，采用上述方法，不仅可以减小同批样品预处理条件和真空处理条件波动的影响，可在不破坏真空的情况下提高材料真空表面处理的处理效率，提高处理工艺的可重复性；采用胶带清除松动的磨屑，可以有效消除通常磨损试验中往往出现的漏计磨损；采用SmartDeblur软件并结合人工识别确定干涉条纹可以有效地消除常见的伪磨损；磨损体积的测量采用PS软件的直方图工具测量选定区域内像素点总数，可快速确定不同磨损区域的相对耐磨性。
发明主要用在材料的真空表面处理领域，这些领域主要是指高能束处理等。例如，有一种基于金属蒸汽真空弧的宽束离子源的离子注入技术就可以借助该掩蔽技术提高注入效率和处理工艺的可重复性。
本发明未详述之处，均为本领域技术人员的公知技术。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。
Claims (3)
1.采用干涉法结合Photoshop软件评价表面改性层耐磨性的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、在大样品的部分表面放置一个小样品进行掩蔽处理，然后将被掩蔽了部分表面的大样品置于真空环境中进行预处理，在所述大样品的表面形成处理区域和未处理区域；
步骤S2、对所述处理区域和未处理区域依次使用丙酮和酒精进行超声清洗处理，然后再通过销盘式或者往复式磨损机对所述处理区域和所述未处理区域进行磨损试验，形成磨痕；
步骤S3、去除所述处理区域和所述未处理区域表面上的磨粒或磨屑之后，再对其依次使用丙酮和酒精超声清洗处理，使用干涉显微镜获得所述处理区域和所述未处理区域的等厚干涉图像；
步骤S4、采用SmartDeblur软件并结合人工识别确定所述等厚干涉图像中干涉条纹的形状；
步骤S5、首先采用Photoshop软件中的直方图工具测量干涉条纹所围区域内的像素点总数，再分别读取所述未处理区域上多条清晰的干涉条纹畸变内的像素点数值，取其平均值，通过该平均值与所述处理区域上相应区域的像素点数值之比，从而确定该区域的相对耐磨性。
2.根据权利要求1所述的采用干涉法结合Photoshop软件评价表面改性层耐磨性的方法，其特征在于，所述小样品的面积为所述大样品面积的一半。
3.根据权利要求1所述的采用干涉法结合Photoshop软件评价表面改性层耐磨性的方法，其特征在于，在所述步骤S3中，通过使用胶带去除所述处理区域和所述未处理区域表面上的磨粒或磨屑。
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