專利名稱：一種檢查鋼件滲碳表面加工缺陷的化學方法
技術領域：
本發明屬于鋼件滲碳表面加工缺陷檢查領域，特別涉及一種檢查鋼件滲碳表面加工缺陷的化學方法。
背景技術：
鋼鐵零件在使用過程中，為了滿足某一部位對硬度的要求，采用滲碳處理，以增加鋼件表層的含碳量，并經適當的熱處理后，使得表層具有高的硬度、耐磨性和接觸疲勞強度。但是在滲碳過程中、以及在后續對滲碳表面加工中會產生影響滲碳質量的缺陷，這些缺陷在生產和應用中危害極大，嚴重地影響零件的使用壽命。能夠準確顯示滲碳、磨削加工中·產生的缺陷，對產品適量進行監控，直接影響著產品的使用安全。特別是對于在高速運轉條件下的航空發動機部件，保證其安全性和可靠性顯得尤為重要。所加工的零件其某一部位有滲碳層，由于零件結構復雜，在加工過程中，有滲碳層的部位和無滲碳層的部位需要同時入槽處理，既要保證滲碳層部位缺陷清晰顯示，其他部位又不能產生腐蝕現象。目前，對于滲碳表面的缺陷檢查，采取在試樣上進行金相檢查的方式，不僅操作周期長，而且不能對零件加工過程產生的缺陷進行宏觀檢查。
發明內容
本發明針對現有技術存在的不足，提供了一種檢查鋼件滲碳表面加工缺陷的化學方法，通過缺陷部位與正常部位的顏色不同，可以更加清晰、可靠地判斷出零件因滲碳或磨削加工原因造成的滲碳層軟化、再硬化、碳化軟點、脫碳、磨削痕跡或劃傷、裂紋、銹蝕等缺陷。具體操作方法如下
(1)水基除油采用濃度為3(T50g/L的Turco4215除油，用量為2(T60kg，工作溫度為50 60°C，工作時間為5 IOmin ；
(2)水洗工序室溫下用流動水清洗l(T30s，并開啟噴淋裝置，用水槍沖洗零件，以去除殘留的溶液痕跡，零件不出現銹蝕現象；
(3)水膜檢查浙干5 20s后檢查水膜，水膜檢查時間為2(T30s；
(4)陽極清理零件作為陽極，槽體作為陰極，溶液組成是濃度為5(Tl00g/L的氫氧化鈉溶液4(Tl20kg和濃度為5(Tl00g/L的添加劑RR40 4(Tl20kg，采用恒壓電源，電壓為6 12V，工作時間I 5min ;用流動水清洗l(T30s ；
(5)硫酸腐蝕零件作為陽極，槽體作為陰極，采用濃度為88(T920g/L的硫酸溶液80(Tl350L腐蝕，工作溫度為1(T20°C，采用恒壓電源，電壓為7. 5 10V，工作時間15 30s ;用流動水清洗l(T30s ；
(6)中和為防止零件銹蝕，必須去除零件表面殘留的酸液，采用濃度為25 35g/L的硅酸鈉溶液80(Tl350L，中和時間l(T30s ;用流動水清洗l(T30s ；(7)硝酸腐蝕采用濃度為4.5^5. 5g/L的硝酸溶液80(Tl350L進行腐蝕，腐蝕時間5^30s ;用流動水清洗l(T30s ；
(8)中和為防止零件銹蝕，必須去除零件表面殘留的酸液，采用濃度為25 35g/L的硅酸鈉溶液80(Tl350L，中和時間l(T30s ;用流動水清洗l(T30s ；
(9)浸熱脫水油采用1200L脫水油120D和25L添加劑6375的混合溶液進行脫水，溫度控制在10(Tl05°C，時間大于5min ；
(10)檢查結果浙干冷卻后進行檢驗，滲碳表面顏色呈灰色，缺陷存在部位呈現不同的顏色和形態。其中，所述的步驟(3)水膜檢查中，要檢查水膜是否連續，如有破膜現象重新進行水基除油工序。
所述的步驟(9)浸熱脫水油中，要上下反復移動零件，保證不產生氣泡，在熱脫水油工序后，要檢查零件表面有無水珠殘留，若有水珠殘留，用濾紙或吸油紙將殘留水珠去除，然后重新進行熱脫水油工序。本發明的有益效果在于
I、采用本發明提供的水基除油、陽極清理、硫酸腐蝕前處理工藝，對滲碳表面氧化物有效清除，使得經硝酸腐蝕后能夠清晰顯示缺陷部位。2、采用本發明可將零件有滲碳層和無滲碳層的表面同時入槽，且無滲碳層部位無需絕緣保護，可確保滲碳層部位缺陷清晰顯示，其他部位又不會產生過腐蝕現象。3、采用本發明能夠準確顯示滲碳表面熱處理及磨削加工中產生的滲碳層軟化、再硬化、碳化軟點、脫碳、磨削痕跡或劃傷、裂紋、銹蝕等缺陷，能夠直接在零件上進行宏觀檢查，更有效的對產品質量進行了監控。
圖I為本發明的工藝方法流程 圖2為采用本發明的方法加工后顯現的碳化軟點缺陷 圖3為采用本發明的方法加工后顯現的再硬化缺陷 圖4為采用本發明的方法加工后顯現的銹蝕缺陷圖。
具體實施例方式以下結合實施例對本發明做進一步說明。實施例I
某內軸承環零件，其軸承環部位為滲碳表面，其余表面無滲碳層，采用本發明對其滲碳表面加工缺陷進行宏觀檢查，按以下步驟進行
(1)水基除油采用濃度為36g/L的1\11^04215除油，用量為28.81^，溶液溫度為55 0C ；
(2)進行水洗工序時，室溫下用流動水清洗10s，并開啟噴淋裝置，用水槍沖洗零件，以去除殘留的溶液痕跡，零件不出現銹蝕現象；
(3)水膜檢查浙干5s檢查水膜，水膜檢查時間為20s，水膜連續；
(4)陽極清理零件作為陽極，槽體作為陰極，溶液組成是濃度為45g/L的氫氧化鈉溶液52kg和濃度為40g/L的添加劑RR40 52kg，采用恒壓電源，電壓為8V，工作時間2min ；用流動水清洗IOs ；
(5)硫酸腐蝕零件作為陽極,槽體作為陰極,采用濃度為890g/L的硫酸溶液800L腐蝕，溫度為10°C，采用恒壓電源，電壓為7. 5V，工作時間15s ;用流動水清洗IOs ；
(6)中和為防止零件銹蝕，必須去除零件表面殘留的酸液，采用濃度為32g/L的硅酸鈉溶液800L，中和時間IOs ;用流動水清洗IOs ；
(7)硝酸腐蝕采用濃度為5.I g/L的硝酸溶液800L進行腐蝕，腐蝕時間7s ;用流動水清洗IOs ；
(8)中和為防止零件銹蝕，必須去除零件表面殘留的酸液，采用濃度為32g/L的硅酸鈉溶液800L，中和時間IOs ;用流動水清洗IOs ；
(9)浸熱脫水油采用1200L脫水油120D和25L添加劑6375的混合溶液進行脫水，溫 度控制在103°C，時間7min，在進行熱脫水油工序時，上下反復移動零件，保證不產生氣泡；熱脫水油工序后，檢查零件表面有無水珠殘留。進行完硝酸腐蝕和浸熱脫水油后，經檢查滲碳表面背景顏色呈灰色，可以清晰的顯示出在滲碳過程中產生的碳化軟點缺陷，其顏色為淺白色區域，形態為圓形，見圖2所示。通過本發明的方法對滲碳表面的質量進行了有效監控，同時無滲碳表面無腐蝕現象。實施例2
某低壓短軸零件，其軸承環部位為滲碳表面，其余表面無滲碳層，采用本發明對其滲碳表面加工缺陷進行宏觀檢查，按以下步驟進行
(1)水基除油采用濃度為42g/L的Turco4215除油，用量為42kg，溶液溫度為60°C；
(2)進行水洗工序時，室溫下用流動水清洗20s，并開啟噴淋裝置，用水槍沖洗零件，以去除殘留的溶液痕跡，零件不出現銹蝕現象；
(3)水膜檢查浙干IOs檢查水膜，水膜檢查時間為25s，水膜連續；
(4)陽極清理零件作為陽極，槽體作為陰極，溶液組成是濃度為80g/L的氫氧化鈉溶液80kg和濃度為75 g/L的添加劑RR40 75kg，采用恒壓電源，電壓為10V，工作時間I. 5min ;用流動水清洗20s ；
(5)硫酸腐蝕零件作為陽極，槽體作為陰極，采用濃度為902g/L的硫酸溶液1000L腐蝕，溫度為15°C，采用恒壓電源，電壓為9V，工作時間20s ;用流動水清洗20s ；
(6)中和為防止零件銹蝕，必須去除零件表面殘留的酸液，采用濃度為29g/L的硅酸鈉溶液1000L，中和時間20s ;用流動水清洗20s ；
(7)硝酸腐蝕采用濃度為5.4g/L的硝酸溶液1000L進行腐蝕，腐蝕時間15s ;用流動水清洗20s ；
(8)中和為防止零件銹蝕，必須去除零件表面殘留的酸液，采用濃度為29g/L的硅酸鈉溶液1000L，中和時間20s ;用流動水清洗20s ；
(9)浸熱脫水油采用1200L脫水油120D和25L添加劑6375的混合溶液進行脫水，溫度控制在103°C，時間15min，在進行熱脫水油工序時，上下反復移動零件，保證不產生氣泡；熱脫水油工序后，檢查零件表面有無水珠殘留。進行完硝酸腐蝕和浸熱脫水油后，經檢查滲碳表面背景顏色呈灰色，可以清晰的顯示出在磨削加工過程中產生的再硬化缺陷，呈現出淺白色條片狀，邊界清晰，被一個較黑的腐蝕表象區圍繞著，見圖3所示。通過本發明的方法對滲碳表面的質量進行了有效監控，同時無滲碳表面無腐蝕現象。實施例3
某壓縮機前短軸零件，其軸承環部位為滲碳表面，其余表面無滲碳層，采用本發明對其滲碳表面加工缺陷進行宏觀檢查，按以下步驟進行
(1)水基除油采用濃度為48g/L的Turco4215除油，用量為57.6kg，溶液溫度為50°C;
(2)進行水洗工序時，室溫下用流動水清洗30s，并開啟噴淋裝置，用水槍沖洗零件，以去除殘留的溶液痕跡，零件不出現銹蝕現象；
(3)水膜檢查浙干20s檢查水膜，水膜檢查時間為30s，水膜連續；
(4)陽極清理零件作為陽極，槽體作為陰極，溶液組成是濃度為110g/L的氫氧化鈉 溶液110. 4kg和濃度為120 g/L的添加劑RR40 104. 4kg，采用恒壓電源，電壓為12V，工作時間5min ;用流動水清洗30s ；
(5)硫酸腐蝕零件作為陽極，槽體作為陰極，采用濃度為916g/L的硫酸溶液1300L腐蝕，溫度為20°C，采用恒壓電源，電壓為10V，工作時間30s ;用流動水清洗30s ；
(6)中和為防止零件銹蝕，必須去除零件表面殘留的酸液，采用濃度為34g/L的硅酸鈉溶液1300L，中和時間30s ;用流動水清洗30s ；
(7)硝酸腐蝕采用濃度為4.8g/L的硝酸溶液1300L進行腐蝕，腐蝕時間30s ;用流動水清洗30s ；
(8)中和為防止零件銹蝕，必須去除零件表面殘留的酸液，采用濃度為34g/L的硅酸鈉溶液1300L，中和時間30s ;用流動水清洗30s ；
(9)浸熱脫水油采用1200L脫水油120D和25L添加劑6375的混合溶液進行脫水，溫度控制在103°C，時間20min，在進行熱脫水油工序時，上下反復移動零件，保證不產生氣泡；熱脫水油工序后，檢查零件表面有無水珠殘留。進行完硝酸腐蝕和浸熱脫水油后，經檢查滲碳表面背景顏色呈灰色，可以清晰的顯示出在軸承環表面出現了銹蝕斑點，見圖4所示。通過本發明的方法對滲碳表面的質量進行了有效監控，同時無滲碳表面無腐蝕現象。
權利要求
1.一種檢查鋼件滲碳表面加工缺陷的化學方法，其特征在于包括以下步驟 (1)水基除油采用濃度為3(T50g/L的Turco4215除油，用量為2(T60kg，工作溫度為50 60°C，工作時間為5 IOmin ； (2)水洗工序室溫下用流動水清洗l(T30s，并開啟噴淋裝置，用水槍沖洗零件，以去除殘留的溶液痕跡，零件不出現銹蝕現象； (3)水膜檢查浙干5 20s后檢查水膜，水膜檢查時間為2(T30s； (4)陽極清理零件作為陽極，槽體作為陰極，溶液組成是濃度為5(Tl00g/L的氫氧化鈉溶液4(Tl20kg和濃度為5(Tl00g/L的添加劑RR40 4(Tl20kg，采用恒壓電源，電壓為6 12V，工作時間I 5min ;用流動水清洗l(T30s ； (5)硫酸腐蝕零件作為陽極，槽體作為陰極，采用濃度為88(T920g/L的硫酸溶液80(Tl350L腐蝕，工作溫度為1(T20°C，采用恒壓電源，電壓為7. 5 10V，工作時間15 30s ;用流動水清洗l(T30s ； (6)中和為防止零件銹蝕，必須去除零件表面殘留的酸液，采用濃度為25 35g/L的硅酸鈉溶液80(Tl350L，中和時間l(T30s ;用流動水清洗l(T30s ； (7)硝酸腐蝕采用濃度為4.5^5. 5g/L的硝酸溶液80(Tl350L進行腐蝕，腐蝕時間5^30s ;用流動水清洗l(T30s ； (8)中和為防止零件銹蝕，必須去除零件表面殘留的酸液，采用濃度為25 35g/L的硅酸鈉溶液80(Tl350L，中和時間l(T30s ;用流動水清洗l(T30s ； (9)浸熱脫水油采用1200L脫水油120D和25L添加劑6375的混合溶液進行脫水，溫度控制在10(Tl05°C，時間大于5min ； (10)檢查結果浙干冷卻后進行檢驗，滲碳表面顏色呈灰色，缺陷存在部位呈現不同的顏色和形態。
2.根據權利要求I所述的一種檢查鋼件滲碳表面加工缺陷的化學方法，其特征在于所述的步驟(3)水膜檢查中，要檢查水膜是否連續，如有破膜現象重新進行水基除油工序。
3.根據權利要求I所述的一種檢查鋼件滲碳表面加工缺陷的化學方法，其特征在于所述的步驟(9)浸熱脫水油中，要上下反復移動零件，保證不產生氣泡，在熱脫水油工序后，要檢查零件表面有無水珠殘留，若有水珠殘留，用濾紙或吸油紙將殘留水珠去除，然后重新進行熱脫水油工序。
全文摘要
本發明屬于鋼件滲碳表面加工缺陷檢查領域，特別涉及一種檢查鋼件滲碳表面加工缺陷的化學方法，具體操作方法為預處理采用先水基除油，然后進行堿性陽極處理和硫酸陽極腐蝕以去除表面氧化物獲得潔凈的表面，然后進行硝酸腐蝕，硝酸腐蝕后，滲碳表面顏色呈灰色，缺陷存在部位呈現不同的顏色和形態，從而清晰的顯示出在滲碳及磨削過程中產生的滲碳層軟化、再硬化、碳化軟點、脫碳、磨削痕跡或劃傷、裂紋、銹蝕等缺陷。采用本發明可將零件有滲碳層和無滲碳層的表面同時入槽，且無滲碳層部位無需絕緣保護，可確保滲碳層部位缺陷清晰顯示，其他部位又不會產生過腐蝕現象，并且能夠直接在零件上進行宏觀檢查，更有效的對產品質量進行了監控。
文檔編號G01N1/28GK102901708SQ20121036916
公開日2013年1月30日 申請日期2012年9月29日 優先權日2012年9月29日
發明者趙永崗, 馮湛, 趙玉生, 王輝, 周英杰 申請人:沈陽黎明航空發動機(集團)有限責任公司