[发明专利]一种基于光照强度的工程陶瓷磨削损伤检测方法

说明书

本发明公开了一种基于光照强度的工程陶瓷磨削损伤检测方法，包括以下步骤：对待检测工件进行预处理，然后置于超景深光学显微镜下，打开光源使光源照射到工件表面，观察工件表面损伤情况；通过调节光照强度的大小，获得工件在超景深光学显微镜下不同亮度幅值的分层图；从所得到的分层图中选择一幅损伤层和无损层的亮度幅值分层最明显的图；根据所选择的分层图来测量损伤层深度，获得损伤层深度。本发明能够克服传统的无损伤检测方法和破坏性检测方法对工程陶瓷加工的亚表面损伤检测所存在的问题，具有操作简单安全、检测精度高、可直观显示表面损伤的形状和尺寸的特点，能够满足实际工程陶瓷加工的亚表面损伤的检测要求。

技术领域

本发明涉及一种基于光照强度的工程陶瓷磨削损伤检测方法。

背景技术

工程陶瓷具有在高温下强度高、硬度大、抗氧化、耐腐蚀、耐磨损、耐烧蚀等优点，是空间技术、军事技术、原子能、工业及化工设备等领域中的重要材料。由于工程陶瓷的硬脆特性，磨削加工时往往会引起陶瓷材料的裂纹等加工亚表面损伤。磨削亚表面损伤的存在严重影响工程陶瓷工件的使用性能，造成工件抗磨损性能、断裂强度、疲劳强度的大幅下降等，最终降低零件的使用寿命和可靠性。由于工程陶瓷加工表面不同于传统金属表面，相同粗糙度下的金属表面和工程陶瓷表面相差甚远，传统的表面粗糙度参数不能准确地反映出工程陶瓷磨削加工表面损伤信息。

现有条件下，对工程陶瓷材料加工的亚表面损伤检测分为无损伤检测法和破坏性检测法。常用的无损伤检测技术有超声检测法、射线探伤法、渗透检测法、涡流检测法、声发射检测法及磁粉探伤法等。虽然，无损伤检测法不影响被测件的再次使用，但检测深度有限、无法高效准确识别损伤类型，尤其在针对微观损伤的检测受到灵敏度的局限。相比较于无损伤检测，破坏性检测技术可以通过破坏待测样件（部分或全部），将损伤呈现出来，从而计算获得所需要的测量结果；但是，目前常见的破坏性检测方法普通存在一些问题，比如，BOE 差动腐蚀法和截面显微法存在检测精确度不高，只能适合检测损伤较大样品的问题。角度抛光法容易产生附加损伤，只能对特定区域进行检测，且对于损伤层较小的样件，观察人员用光学显微镜难以清晰地观察到损伤层的构型及进行客观定量测量。使用BallDimpling法测量过程中，当遇到工件材料硬度较低时，难以区分附加损伤与工件原有损伤；当遇到工件材料硬度较高时，测量效率较低。

因此，在现有条件下对工程陶瓷材料加工的亚表面损伤层难以进行精确测量，有必要提出有效的损伤检测方法，从而为磨削工艺参数的优化和后续加工阶段加工余量的分配提供指导。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种操作简单、检测精度高的基于光照强度的工程陶瓷磨削损伤检测方法。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种基于光照强度的工程陶瓷磨削损伤检测方法，包括以下步骤：

步骤一：对待检测工件进行预处理，然后置于超景深光学显微镜下，打开光源使光源照射到工件表面，观察工件表面损伤情况；

步骤二：通过调节光照强度的大小，获得工件在超景深光学显微镜下不同亮度幅值的分层图；

步骤三：从所得到的分层图中选择一幅损伤层和无损层的亮度幅值分层最明显的图；

步骤四：根据所选择的分层图来测量损伤层深度，获得损伤层深度。

上述基于光照强度的工程陶瓷磨削损伤检测方法，所述步骤一中，对工件进行预处理的具体步骤为：对工件进行镶嵌处理，镶嵌基体为胶木粉，保证镶嵌后工件与胶木粉粘结在一起，且抛光面裸露在外，边角为光滑的圆形；然后，采用砂纸和金刚石喷雾在抛光机上对工件进行抛光。

上述基于光照强度的工程陶瓷磨削损伤检测方法，所述步骤一中，工件抛光后，还进行清洗和腐蚀，具体步骤为：将抛光后的工件放入超声波清洗机中用无水乙醇清洗以去掉表层污染物；将清洗后的工件用腐蚀液腐蚀，去除工件上因抛光产生的塑性层，然后将工件再次放入超声波清洗机中用无水乙醇清洗至工件干净。