Способ неразрушающего контроля качества покрытия

Изобретение относится к методам неразрушающего контроля. Сущность изобретения: способ включает нагрев контролируемой детали до температуры, вызывающей снижение прочностных характеристик не менее чем в 1,5 раза и провоцирующей деформацию покрытия в зоне неудовлетворительного соединения покрытия с основой. По наличию деформации покрытия определяют наличие дефектов. Технический результат: изобретение направлено на обеспечение неразрушающего контроля качества покрытия деталей, полученных преимущественно путем взрывного плакирования.

 

Изобретение относится к методам неразрушающего контроля качества покрытия, нанесенного методом взрывного плакирования на основу, и может быть использовано для выявления некачественного соединения покрытия с основой.

Известен способ неразрушающего контроля - ультразвуковой дефектоскопии /Щербинский В.Г., Алешин Н.П. Ультразвуковой контроль сварных соединений - 2-е изд. перераб. и доп. М., Стройиздат, 1989. 320 с. Харбенко И.Г. Ультразвук в машиностроении. Изд.2-е перераб. и доп. М., «Машиностроение». 1974. 280 с./, при котором на исследуемую деталь (изделие) воздействуют ультразвуковыми волнами и о наличии в изделии нарушения сплошности судят по ослаблению интенсивности ультразвукового луча в дефектном месте, т.е. по ультразвуковой тени (теневой метод) или по интенсивности отраженного сигнала (эхо-метод).

К недостаткам этого способа относятся:

Эхо-метод нельзя применять для контроля малых изделий (наличие «мертвой зоны»), т.е. участка у поверхности деталей, в котором дефект не будет обнаружен.

Теневым методом при контроле изделия трудно определить, есть ли в нем дефект или изменилась ли толщина изделия. (Возможность получения неверного результата при изменении толщины контролируемого изделия, т.к. изменение интенсивности отраженного сигнала может быть связано как с наличием дефекта, так и с уменьшением толщины изделия.

Известен способ определения поверхностных остаточных напряжений, заключающийся в том, что участок поверхности детали нагревают непрерывным потоком излучения в течение определенного времени. Далее определяют остаточные напряжения по остаточным деформациям области нагрева (Патент RU №2155952, G 01 N 3/18, опубл. 10.09.2000. «Способ определения поверхности остаточных напряжений»).

Указанный способ дает возможность определения только наличия остаточных напряжений в детали (заготовке) без выявления зон расположения дефектов.

Задача, решаемая настоящим изобретением, заключается в разработке способа, позволяющего контролировать качество покрытия деталей, полученных преимущественно путем взрывного плакирования, осуществляемого с использованием фольг.

Технический результат заявленного изобретения состоит в том, что разработан способ контроля качества покрытия деталей с толщиной основы t=0,1-1,5...2,0 мм и толщиной покрытия 0,05-0,5 мм, полученных преимущественно путем взрывного плакирования и имеющих значительную кривизну, разнотолщинность покрытия, местные деформации и значительную неровность наружной поверхности покрытия.

Сущность изобретения заключается в том, что деталь, состоящую из покрытия, нанесенного на основу методом взрывного плакирования, нагревают до температуры, вызывающей снижение прочностных характеристик (предела текучести) материала покрытия не менее чем в ≈1,5 раза, вследствие чего покрытие в месте (в зоне) неудовлетворительного соединения с основой деформируется, а именно происходит вспучивание, вздутие покрытия. Затем путем визуального осмотра детали по наличию или отсутствию вздутий покрытия определяют наличие (или отсутствие) дефектов между покрытием и основой. Таким образом, путем визуального осмотра детали можно выявить наличие дефекта между покрытием и основой и место его расположения

При нанесении покрытия на основу методом взрывного плакирования между покрытием и основой возможны непровары (зазоры). Нагрев детали приводит к снижению прочностных характеристик, при этом давление воздуха в зоне непроваров значительно возрастает, что приводит к увеличению зазора между покрытием и основой, образуя полость, вследствие чего на наружной поверхности появляются выпуклости, которые легко обнаружить визуально.

Нагрев детали до температуры, вызывающей снижение прочностных характеристик не менее чем в 1,5 раза, обусловлено тем, что при меньшей температуре нагрева деформации покрытия могут оказаться недостаточными для их визуального выявления.

Температура нагрева детали зависит от материала покрытия и его толщины. При меньшей толщине покрытия требуется меньшее давление газов в зоне дефекта для пластического деформирования покрытия.

Данный способ наиболее эффективен при оценке качества деталей, имеющих значительную кривизну, разнотолщинность покрытия, местные деформации и значительную неровность наружной поверхности покрытия.

Приведенные характеристики деталей значительно усложняют возможность применения традиционно используемых способов неразрушающего контроля.

Обнаружение деформаций и зон расположения дефектов производится визуально и не предполагает использования специальных методов определения деформаций, например использования тензометрических датчиков.

Способ осуществляется следующим образом. Деталь (или заготовку), состоящую из покрытия и основы, очищают от загрязнений и нагара. Нагревают в печи (или иным способом) до температуры, вызывающей снижение прочностных характеристик (предела текучести) материала покрытия не менее чем в ≈1,5 раза, вследствие чего покрытие в месте неудовлетворительного соединения с основой деформируется, образуя вздутия покрытия. Деталь или заготовку извлекают из печи и путем визуального осмотра детали по наличию или отсутствию вздутий покрытия определяют наличие (или отсутствие) дефектов между покрытием и основой. Таким образом, путем визуального осмотра детали можно выявить наличие дефекта между покрытием и основой и место его расположения.

Указанный способ был опробован при изготовлении биметаллических деталей методом взрывного плакирования. На основу из нержавеющей стали толщиной 0,4 мм методом взрывного плакирования наносят покрытие в виде никелевой фольги толщиной 0,1 мм. Для выявления дефектов покрытия, расположенных между покрытием и основой, детали нагревали до температуры Т=900°С, при которой предел текучести никелевой фольги снизился ˜ в 3 раза. После чего проводился их визуальный осмотр. В результате осмотра были обнаружены вздутия покрытия высотой от 0,2 до 1,0 мм (там, где до нагрева их не было). Разрезка деталей в зонах деформирования покрытия (вздутий) показала, что в этих зонах между покрытием и основой имеются непровары-полости - отсутствие соединения покрытия с основой.

Заявленный способ наиболее эффективен при оценке качества покрытия деталей, полученных методом взрывного плакирования и имеющих значительную кривизну, разнотолщинность покрытия, местные деформации и значительную неровность наружной поверхности покрытия.

Способ неразрушающего контроля качества детали с покрытием, нанесенным на основу методом взрывного плакирования, включающий нагрев контролируемой детали до температуры, вызывающей снижение прочностных характеристик не менее чем в 1,5 раза и провоцирующей деформацию покрытия в зоне неудовлетворительного соединения покрытия с основой, а по наличию деформации покрытия определяют наличие дефектов.