专利名称：硬质合金顶锤的无损检测方法
技术领域：
本发明涉及金属材料及粉末冶金领域，提供了一种硬质合金顶锤无损检测的装置 和方法，
背景技术：
硬质合金顶锤是构成人造金刚石合成高压腔体的关键部件，也是主要的消耗部 件，其费用消耗约占人造金刚石生产成本的1/3。其使用寿命决定着硬质合金生产的工艺技 术水平、金刚石合成的质量及其经济效益，为了提高硬质合金顶锤寿命，降低顶锤的消耗， 各使用厂家采用不同的检测方法，跟踪考察顶锤的使用寿命。其中较为普遍采用的两种检 测方法，一种是利用顶锤内部微观结构状态的高、中、低碳区样品的物理量饱和磁化强度与 顶锤的使用寿命之间建立对应关系，另外一种是借助超声波无损检测方法，揭示硬质合金 顶锤的使用次数与回波次数的相关性。随着顶锤生产设备和工艺的进步，产品的宏观缺陷和微观组织缺陷都得到有效地 控制，因此残余应力对顶锤寿命的影响作用就凸现出来。对于这种残余应力“缺陷”，现行的 两种无损检测的方法都无法做出很好的表征，一是因为顶锤较大的体积无法保证完全饱和 磁化或超声波声束的穿透和分辨率；二是都要建立与使用寿命的对照关系，造成实际应用 中无法直接检测和转换过程的偏差；三是无论采用哪种检测方法，其结果都是带有经验性， 不同人员检测得到的结果往往不同。因此缺少一种可靠的、无损的、可量化的检测标准来检 测硬质合金大制品顶锤质量。
发明内容
本发明所解决的技术问题在于提供一种硬质合金顶锤的无损检测方法，以解决上 述背景技术中的缺点。本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现硬质合金顶锤的无损检测方法，通过对硬质合金顶锤施加外载，模拟其在工况条 件下受力，测量其内部应力分布状况，得到合格顶锤的定量的标准，用以产品检测和指导生产。其具体步骤为1.待测顶锤贴应变片第一步粘贴表面的准备粘贴时首先除去顶锤需黏贴应变片部位表面的油污、 斑迹等，用纱布交叉打磨以增加黏结力，接着用蘸有酒精或丙酮的脱脂棉球擦洗，并标定出 贴片定位线。第二步贴片在应变片基底涂上495胶水，立即将应变片底部向下放在被测位置 上，并使应变片轴线对准定位线，然后将氟塑料薄膜盖在应变片上，用手指滚压挤出多余胶 水，然后用拇指静压lmin，使应变片与被测件完全黏合后再放开。第三步连线将应变片引线通过接线端子接入应变测试系统，并与电脑连接。
2.加载测应力响应将贴好应变片的顶锤置于液压机上，采用专用垫块和模具对待测顶锤上端面进行 加压，控制液压机的压力缓慢加载并最终保压在设定压力。此时可以从电脑上读出通过应变片采集的、应变测试系统处理的顶锤大斜面上贴 片处的各向应力值。3.数据处理分析在电脑上将测得的各向应力值进行转换，得到斜面上的平面主应力。结果判断由于顶锤生产过程中缺陷和残余应力的存在，顶锤各部分在承载状态 下的应力响应与理论值存在偏差。将使用该装置测得的顶锤在外载作用下得到的应力响 应，与通过理论计算得到的应力值的对比，结合批量顶锤的检测结果，制定合格顶锤的应力 响应量化标准。在本发明中，对不同规格的顶锤进行了检测，具有缺陷的不合格顶锤其斜面关键 点处的应力响应与在相同外载作用下标准合格锤的应力值有着明显的区别，基于此就可以 判断顶锤是否合格。又因为该方法选用的保压外载力(约为400KN)远远小于材料的破坏 极限，因此该方法对顶锤来说也是一种无损的检测手段。在本发明中，由于硬质合金顶锤是一种脆性材料，在实际使用时在承受外载情况 下顶锤大斜面部分的轴心线上离顶面1/3高度处最开始破裂。因而在检测前选择在被测顶 锤的易破损关键点处粘贴应变片，具体为钉锤的轴线两侧。在本发明中，由于顶锤生产过程中缺陷和残余应力的存在，顶锤各部分在承载状 态下的应力响应与理论值存在偏差，通过实验应力法测量顶锤在外载作用下得到实际的应 力响应，通过与理论值的对比，结合批量顶锤的检测，制定合格顶锤的应力响应量化标准， 作为顶锤定量是否合格的判据。在本发明中，将贴好应变片的顶锤置于液压机上，采用专用垫块和模具给待测顶 锤进行加压，控制液压机的压力缓慢加载并最终保压在设定压力，此时可以从电脑上读出 通过应变片采集的、动态应变仪处理的顶锤大斜面上的应力值。有益效果本发明能有效测量硬质合金顶锤的相关应力值，测量精度高，同时能有效保护硬 质合金顶锤，提高了安全性能，降低了相关成本。
图1为本发明的装置示意图；
具体实施例方式为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结 合具体图示，进一步阐述本发明。参见图1的装置示意图，硬质合金顶锤的无损检测方法，在本实施例中的具体步 骤为待测顶锤贴应变片硬质合金顶锤4是一种脆性材料，在实际使用时在承受外载情况下顶锤大斜面部分的轴心线上离顶面1/3高度处最开始破裂。检测前在被测顶锤的易破损关键点处粘贴应 变片3。加载测应力响应 将贴好应变片的顶锤置于液压机7上，采用专用垫块6和模具5给待测顶锤4进 行加压，控制液压机的压力缓慢加载并最终保压在设定压力，此时可以从电脑1上读出通 过应变片采集的、动态应变仪2处理的顶锤大斜面上的应力值。数据处理分析由于顶锤生产过程中缺陷和残余应力的存在，顶锤各部分在承载状态下的应力响 应与理论值存在偏差，通过实验应力法测量顶锤在外载作用下得到实际的应力响应，与通 过与理论值的对比，结合批量顶锤的检测，制定合格顶锤的应力响应量化标准，作为顶锤定 量是否合格的判据。以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征，以及本发明的优点。本行业的 技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说 明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这 些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书 及其等效物界定。
权利要求
1.硬质合金顶锤的无损检测方法，通过对硬质合金顶锤施加外载，模拟其在工况条件 下受力，其具体步骤包括待测顶锤贴应变片；加载测应力响应；数据处理分析。
2.根据权利要求1所述的硬质合金顶锤的无损检测方法，其特征在于，所述待测顶锤 贴应变片，包括三个步骤第一步粘贴表面的准备粘贴时首先除去顶锤需黏贴应变片部位表面的油污、斑迹 等，用纱布交叉打磨以增加黏结力，接着用蘸有酒精或丙酮的脱脂棉球擦洗，并标定出贴片 定位线；第二步贴片在应变片基底涂上495胶水，立即将应变片底部向下放在被测位置上， 并使应变片轴线对准定位线，然后将氟塑料薄膜盖在应变片上，用手指滚压挤出多余胶水， 然后用拇指静压lmin，使应变片与被测件完全黏合后再放开；第三步连线将应变片引线通过接线端子接入应变测试系统，并与电脑连接。
3.根据权利要求1所述的硬质合金顶锤的无损检测方法，其特征在于，在检测前，选择 在被测顶锤的易破损关键点处粘贴应变片，具体为钉锤的轴线两侧。
全文摘要
硬质合金顶锤的无损检测方法，通过对硬质合金顶锤施加外载，模拟其在工况条件下受力，测量其斜面，特别是关键点处的应力响应，得到合格顶锤的定量的标准，并以此作为是否合格的判据。用以产品检测和指导生产，其具体步骤包括待测顶锤贴应变片，加载测应力响应和数据处理分析，又因为实验选用的保压外载力(400kN)远远小于材料的破坏极限，因此该方法对顶锤来说也是一种无损的检测手段。
文档编号G01L1/04GK102147301SQ20101060982
公开日2011年8月10日 申请日期2010年12月28日 优先权日2010年12月28日
发明者姜勇, 陈鼎 申请人:湖南大学
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