磨削烧伤检测仪

由郑州市人民政府、中国机械国际合作有限公司和国机精工有限公司共同主办的第四届中国（郑州）国际磨料磨具磨削展览会（简称：三磨展）将于2017年9月14 -16日在郑州国际会展中心举办。本届展会主题是“科技引领，融合共享”。中国（郑州）国际磨料磨具磨削展览会是以磨料、磨具、超硬材料及制品为特色，涵盖磨削全产业链最新技术和产品，提供磨削解决方案，国内唯一、全球知名的国际磨削技术专业展会。自2011年创办以来，其专业特色吸引全球35个国家和地区1500家展商，80000人次观众参观采购。欧奇奥（Occhio）静态图像法粒度粒形分析仪在金刚石等超硬材料分析中具有独特优势,它不仅能够避免动态分散中超硬样品对仪器内部的损害，而且其特殊的高精度成像技术和对图像数据建立的新分析算法颗粒对颗粒形貌进行宏观、介观和微观不同层级的分析,是磨料行业产品检验、分类和定级的有力工具。下图为500nano XY镜头下的金刚石颗粒图像。仪思奇（北京）科技发展有限公司是 “产学研商网”一体的仪器创新、技术研发及应用推广的服务平台，目前重点推广的分析仪器主要有：新一代图像法粒度粒形分析仪、Zeta电位分析仪、原浓体系超声粒度和zeta电位分析仪、高速比表面分析仪、电化学工作站、扫描电化学显微镜系统、便携式显微拉曼光谱仪、手性材料分析仪器、原子力显微镜和生物力学仪器、以及移动式现场快检气相色谱仪等。

由市科委支持，北京第二机床厂有限公司承担的“0.5μm级主轴类零件精密磨削设备研制”课题顺利通过验收。　　课题以高速空气静压电主轴关键零件(超高精度主轴、套筒)加工为主要研究对象，攻克了柔性复合磨削等关键技术，完成了0.5μm级主轴类零件精密设备——专用高精度柔性复合数控磨床的研制，并在北京中电科电子装备有限公司实现了应用验证。　　这是“精机工程”实施以来，精密数控磨床领域实现的新突破，此类磨床的研制成功表明北京机床行业自主创新能力显著增强。

磁巴克豪森噪声(MBN，Magnetic Barkhausen Noise)技术可以用来评估铁磁性材料一定深度内的微观组织结构变化、应力状态、微损伤缺陷等，是实现对材料疲劳、微裂纹等早期性能退化及应力状态评估的一项重要无损检测技术，工程应用前景广阔。　　1 国外仪器现状　　国外目前已有多个公司有成熟的MBN仪器销售，可进行特定功能的MBN信号检测，但是仪器售价昂贵。其中使用最为广泛的有芬兰Stresstech公司和德国弗劳恩霍夫无损检测研究所的MBN检测仪器。　　Stresstech公司是专门从事无损检测的公司，该公司研发出了巴克豪森效应表面质量检测仪(磨削烧伤检测仪)，有便携式检测仪Rollscan 250，300，350三种型号和非便携式检测仪Roboscan 500，600两种型号，可以实现复杂形状工件、粗晶材料残余应力的精准分析。图1为Rollscan 300表面质量检测仪，其检测深度在0.01~1.5mm之间。图1 Rollscan 300表面质量检测仪　　2002年，德国弗劳恩霍夫无损检测研究所研制了商业化的3MA微结构与应力分析仪，目前已有第二代产品3MA-II，如图2所示，它是一种集成四种不同微磁测量方法的仪器(包括巴克豪森噪声、多频率涡流、增量磁导率、切线磁场谐波分析)，可以测定材料表面及浅表面硬度、残余应力、硬化层深度和加工缺陷等信息，能对边缘层0~8mm厚度的部件多个相关技术质量指标进行快速同步评估。图2 3MA-II微结构与应力分析仪　　2 国内仪器现状　　目前，国内尚未有成熟的商业化磁巴克豪森噪声检测仪器。南京航空航天大学研发出便携式巴克豪森检测仪样机，如图3所示，可实现对钢轨的应力检测，检测精度在10MPa以内。图3 便携式磁巴克豪森检测仪样机　　北京化工大学陈娟等人研发的基于磁巴克豪森效应的钢轨应力检测系统，能够对钢轨内部的应力进行实时在线检测，测量误差在0.5MPa，具有精度高、响应速度快、可视化效果好等优点。　　3 国内外相关标准现状　　国内外关于MBN无损检测的行业标准和规范并不多，许多国家并未提出相应的检测标准。　　美国汽车工程师协会(SAE)于1991年发布了SAE ARP 4662-1991(R2010) “Barkhausen Noise Inspection for Detection Grinding Burns in High Strength Steel Parts”标准，中译名为《高强度钢零件摩削灼伤的巴克豪森噪声检测》。　　美国齿轮制造商标准协会(AGMA)于1999年发布了AGMA 99FTM1-1999 “Barkhausen Noise Inspection Method for Detecting Grinding Damage in Gears”标准，中译名为《齿轮磨削损伤的巴克豪森噪声检测方法》。2007年，AGMA又发布了AGMA 09FTM06-2007 “Using Barkhausen Noise Analysis for Process and Quality Control in the Production of Gears”标准，中译名为《用巴克豪森噪声分析进行齿轮生产过程中工艺和质量控制》。　　在利用磁巴克豪森噪声技术进行检测时，对检测技术、检测环境、标准试件的要求，国内尚未出台相关的标准和规范，还需进一步加强相关检测工艺的研究，尽早制定相关检测标准。　　节选自《无损检测》