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基于3MA的氣門彈簧硬度和殘余應力深度的無損測試

文/ 發(fā)布于 2020-04-08 瀏覽次數(shù)：2468

在汽車或卡車中，氣門彈簧常處于極端條件下。 因此，關于氣門彈簧特性的要求是非常具有挑戰(zhàn)性的：功率公差和松弛趨勢都必須非常低，疲勞強度必須足夠高。為了實現(xiàn)并確保很好的材料性能和加工質量，除了現(xiàn)代制造技術外，使用過程中質量保證方法也至關重要。為了評估生產質量，必須隨機測試組件的機械和技術特性。 為此，在彈簧的內表面上以規(guī)則的間隔對彈簧的硬度和殘余應力的深度分布進行采樣。在破壞性的方法如常規(guī)的金相和X射線方法中，這種檢查非常耗時且昂貴，因此阻礙了生產率的提高和經濟可行性。

解決方案：

前面提到的破壞性測試方法可以被快速且經濟高效的非破壞性測試方法所取代，所謂的“ 3MA”技術（3MA –?Mikromagnetische Multiparameter-Mikrostruktur- und -Spannungs--Analyse?，3MA:微磁、多參數(shù)、微觀結構和應力分析，是IZFP超過30年持續(xù)研發(fā)的一種測定多種材料性能的綜合無損檢測技術。）。 作為硬件和成熟工藝的結合，3MA包含四種微磁測試方法：

?       巴克豪森噪音分析(BN)、
?       增量磁導率分析(△μ、
?       切向磁場諧波分析(Ht)
?       多頻渦流分析(MFE)

圖1：通過全自動（左）和手動（右）氣門彈簧掃描儀檢查氣門彈簧

3MA可以對部件表層0-8mm深度范圍內多個相關質量指標進行快速同步評估。同時綜合分析不同微結構狀態(tài)和應力引起的檢測量變化。 將氣門彈簧插入測試系統(tǒng)，然后測試過程是全自動的。 閥彈簧的內表面被傳感器掃描時，閥彈簧逐漸旋轉。 在每個測試位置，局部解析硬度分布的七個節(jié)點和殘余應力分布的六個節(jié)點。 彈簧線圈的掃描花費不到一分鐘的測量時間。 而類似的破壞性測量將需要幾個小時。

3MA所有檢測數(shù)據在同一個測量步驟中同時獲得。測量速度可達每秒40次以上。根據預先設定好的工作曲線，系統(tǒng)將測量數(shù)據實時顯示出來。3MA測量過程可以完全自動化，也可以集成到制造工藝中。3MA檢測速度快，可以在生產節(jié)拍中或直接在生產步驟之后，確保100%地表征和分析材料。

對于校準，基材應取自當前生產的產品。 另外，生產特定的過程樣品。 這套校準樣品涵蓋了要測試的目標量的整個范圍，以及各種干擾變量（例如幾何形狀或物料批次）的預期變化范圍。 校準后，即可使用3MA檢查系統(tǒng)。 對于3MA的新應用，建議執(zhí)行驗證。