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基于3MA的氣門彈簧硬度和殘余應(yīng)力深度的無損測(cè)試

文/ 發(fā)布于 2020-04-08 瀏覽次數(shù):2262

在汽車或卡車中,氣門彈簧常處于極端條件下。 因此,關(guān)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(shì)都必須非常低,疲勞強(qiáng)度必須足夠高。為了實(shí)現(xiàn)并確保很好的材料性能和加工質(zhì)量,除了現(xiàn)代制造技術(shù)外,使用過程中質(zhì)量保證方法也至關(guān)重要。為了評(píng)估生產(chǎn)質(zhì)量,必須隨機(jī)測(cè)試組件的機(jī)械和技術(shù)特性。 為此,在彈簧的內(nèi)表面上以規(guī)則的間隔對(duì)彈簧的硬度和殘余應(yīng)力的深度分布進(jìn)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(shí)且昂貴,因此阻礙了生產(chǎn)率的提高和經(jīng)濟(jì)可行性。

解決方案:

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

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

全自動(dòng)氣門彈簧掃描儀檢查氣門彈簧
手動(dòng)氣門彈簧掃描儀檢查氣門彈簧

圖1:通過全自動(dòng)(左)和手動(dòng)(右)氣門彈簧掃描儀檢查氣門彈簧

3MA可以對(duì)部件表層0-8mm深度范圍內(nèi)多個(gè)相關(guān)質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行快速同步評(píng)估。同時(shí)綜合分析不同微結(jié)構(gòu)狀態(tài)和應(yīng)力引起的檢測(cè)量變化。 將氣門彈簧插入測(cè)試系統(tǒng),然后測(cè)試過程是全自動(dòng)的。 閥彈簧的內(nèi)表面被傳感器掃描時(shí),閥彈簧逐漸旋轉(zhuǎn)。 在每個(gè)測(cè)試位置,局部解析硬度分布的七個(gè)節(jié)點(diǎn)和殘余應(yīng)力分布的六個(gè)節(jié)點(diǎn)。 彈簧線圈的掃描花費(fèi)不到一分鐘的測(cè)量時(shí)間。 而類似的破壞性測(cè)量將需要幾個(gè)小時(shí)。

3MA所有檢測(cè)數(shù)據(jù)在同一個(gè)測(cè)量步驟中同時(shí)獲得。測(cè)量速度可達(dá)每秒40次以上。根據(jù)預(yù)先設(shè)定好的工作曲線,系統(tǒng)將測(cè)量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示出來。3MA測(cè)量過程可以完全自動(dòng)化,也可以集成到制造工藝中。3MA檢測(cè)速度快,可以在生產(chǎn)節(jié)拍中或直接在生產(chǎn)步驟之后,確保100%地表征和分析材料。

對(duì)于校準(zhǔn),基材應(yīng)取自當(dāng)前生產(chǎn)的產(chǎn)品。 另外,生產(chǎn)特定的過程樣品。 這套校準(zhǔn)樣品涵蓋了要測(cè)試的目標(biāo)量的整個(gè)范圍,以及各種干擾變量(例如幾何形狀或物料批次)的預(yù)期變化范圍。 校準(zhǔn)后,即可使用3MA檢查系統(tǒng)。 對(duì)于3MA的新應(yīng)用,建議執(zhí)行驗(yàn)證。

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