鍍鎳鉻零件熒光滲透檢測(cè)乳化參數(shù)的選擇

黃瑞龍

（中航工業(yè)慶安集團(tuán)有限公司 檢測(cè)計(jì)量處，西安 710077）

經(jīng)鍍鎳鉻的零件通常是工作條件嚴(yán)峻的重要關(guān)鍵件，所以對(duì)鎳鉻鍍層質(zhì)量的要求很高，對(duì)鍍鎳鉻零件的無損檢測(cè)尤為重要。

鍍鎳鉻零件的優(yōu)點(diǎn)是可降低零件的表面粗糙度、提高其耐磨性。缺點(diǎn)是：① 鍍鎳鉻層硬度比較高，在磨削加工時(shí)易產(chǎn)生磨削裂紋。② 若零件基體存在裂紋則鍍層通常也會(huì)產(chǎn)生裂紋。裂紋不僅減少了零件的承載面積，而且零件服役時(shí)由于缺陷處的應(yīng)力集中往往成為疲勞源，使裂紋擴(kuò)展導(dǎo)致零件工作失效。因此及早發(fā)現(xiàn)和消除裂紋非常重要。為此，應(yīng)對(duì)檢測(cè)過程的幾個(gè)方面進(jìn)行有效的控制，降低每一環(huán)節(jié)的誤操作，確保檢測(cè)的準(zhǔn)確性。

1 問題的發(fā)生及解決方案

某鍍鎳鉻零件，經(jīng)親水性后乳化熒光滲透檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)裂紋，但顯示效果不佳，為取得滿意的檢測(cè)效果，采用鎳鉻鍍層裂紋試片進(jìn)行檢測(cè)參數(shù)的選擇試驗(yàn)。因磨削裂紋、鍍層裂紋通常比較淺，乳化處理不當(dāng)便達(dá)不到滿意的檢測(cè)效果。

1.1 親水性后乳化法相關(guān)操作流程

該操作流程為：預(yù)清洗除油 → 滲透處理 → 預(yù)水洗→乳化處理→終水洗→干燥→顯像→檢驗(yàn)→后處理。

關(guān)鍵工序是乳化處理：乳化作用的機(jī)理是乳化劑的親水基與水層相連接，親油基與油層相連，將油性滲透劑與水結(jié)合，有利于終水洗時(shí)將零件表面殘余的滲透劑清洗干凈［1］。乳化劑濃度和乳化時(shí)間的控制很重要，控制不當(dāng)便會(huì)造成終水洗失敗。

1.2 相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)推薦的操作參數(shù)

對(duì)鍍鎳鉻零件，標(biāo)準(zhǔn)中通常推薦采用以下參數(shù)進(jìn)行熒光滲透檢測(cè)。

（1）滲透處理 采用浸入法，浸入15min，滴落20min。

（2）水洗 水壓≤0.27MPa，氣壓≤0.17MPa，距離≥30cm。

（3）乳化處理 乳化劑體積分?jǐn)?shù)范圍9%～11%［2］。

采用浸入法，浸入5s，乳化最長(zhǎng)20s。

（4）干燥 采用熱循環(huán)空氣干燥箱，最高溫度不大于65℃ 。

在保證零件干燥的前提下，干燥時(shí)間盡量短。

（5）顯像 采用非水濕顯像劑。

1.3 經(jīng)試驗(yàn)所得的操作參數(shù)

試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)在乳化處理階段，浸入乳化劑僅5s，操作時(shí)間很短，對(duì)整批零件數(shù)量較多的檢測(cè)，非常不利于操作，而一旦乳化處理失誤則整批零件往往需重新處理。

可以通過降低乳化劑的濃度，延長(zhǎng)乳化時(shí)間來達(dá)到同等的檢測(cè)靈敏度。對(duì)乳化劑濃度和乳化時(shí)間進(jìn)行了一些調(diào)整，得到一些可行的乳化處理參數(shù)，以下簡(jiǎn)述一下。

（1）滲透處理、水洗、干燥、顯像等參數(shù)保持不變。

（2）乳化處理 降低乳化劑體積分?jǐn)?shù)至3.5%～4.0%。

采用浸入法，浸入15s，乳化最長(zhǎng)20s。

采用以上參數(shù)處理即可得到同等的檢測(cè)靈敏度，又使操作人員有相對(duì)充裕的時(shí)間進(jìn)行乳化處理，減少誤操作，確保乳化處理正確實(shí)施。

2 試驗(yàn)過程

使用3組裂紋深度分別為10，20，30μm的鎳鉻鍍層裂紋試片。10μm試片試驗(yàn)過程如下：

（1）滲透處理（滲透劑II級(jí)靈敏度：ZL－2C）、水洗、干燥、顯像等參數(shù)保持不變。

（2）乳化處理 （乳化劑：ZR－10B）

A試片：乳化劑體積分?jǐn)?shù)范圍9%～11%。

采用浸入法，浸入5s，乳化最長(zhǎng)20s。

B試片：降低乳化劑體積分?jǐn)?shù)至3.5%～4.0%。

采用浸入法，浸入20s，乳化最長(zhǎng)30s。

（3）顯像（顯像劑：9D1B）

顯像結(jié)果見圖1。

從圖1中可以看到，B試片與A試片相比裂紋顯示略顯不足，乳化時(shí)間還需作以下調(diào)整。

乳化劑體積分?jǐn)?shù)3.5%～4.0%不變。

采用浸入法，調(diào)整浸入時(shí)間至15s，乳化最長(zhǎng)20s。

顯像結(jié)果見圖2。

圖1 裂紋深度10μm試片顯示結(jié)果

圖2 乳化時(shí)間調(diào)整后的裂紋深度10μm試片顯示結(jié)果

按照II級(jí)靈敏度標(biāo)準(zhǔn)要求：裂紋深度10μm的試片，顯像后的裂紋顯示隱約可現(xiàn)［3］。

20，30μm試片仍采用浸入法，浸入20s，乳化最長(zhǎng)30s。顯像結(jié)果見圖3，圖4。

圖3 裂紋深度20μm試片顯示結(jié)果

圖4 裂紋深度30μm試片顯示結(jié)果

按照II級(jí)靈敏度標(biāo)準(zhǔn)要求：裂紋深度20μm的試片，顯像后的裂紋顯示清晰［3］。

按照II級(jí)靈敏度標(biāo)準(zhǔn)要求：裂紋深度30μm的試片，顯像后的裂紋顯示清晰可現(xiàn)［3］。

3 應(yīng)用結(jié)果

通過試驗(yàn)可知：乳化參數(shù)對(duì)檢測(cè)深度10μm的細(xì)小裂紋，有很大的影響，對(duì)于檢測(cè)深度20μm，30μm相對(duì)較大的裂紋時(shí)，乳化參數(shù)的影響已可忽略。因此，鍍鎳鉻層零件通常在檢測(cè)時(shí)應(yīng)采用推薦的乳化劑濃度和乳化時(shí)間，需要調(diào)整時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際的檢測(cè)狀況（如：檢測(cè)零件的數(shù)量），按照零件不同的表面狀態(tài)，以試驗(yàn)為依據(jù)，調(diào)整乳化劑濃度、乳化時(shí)間等參數(shù)。采用試驗(yàn)所得到的合理參數(shù)進(jìn)行乳化處理，確保熒光滲透檢測(cè)的正確實(shí)施。

4 結(jié)語

針對(duì)鍍鎳鉻零件的熒光滲透檢測(cè)試驗(yàn)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況制定了與試驗(yàn)相符的檢測(cè)工藝，提高了檢測(cè)靈敏度和工作效率，經(jīng)與鍍鎳鉻層裂紋試片的同步處理檢查，可以達(dá)到滿意的檢測(cè)靈敏度。

［1］林猷文，任學(xué)冬.滲透檢測(cè)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

［2］PS79－2010Fluorescent Penetrant Inspection［S］.

［3］NDT3－2006Non－destructive Testing Inspection of Ground Chromium Plated Parts［S］.