本發(fā)明涉及到一種無(wú)涂裝鋁合金表面拉絲質(zhì)量的檢測(cè)評(píng)價(jià)方法。

背景技術(shù)：

通常軌道車輛車體為提高外觀裝飾性能，大都采用涂裝車體，即采用油漆涂裝的表面處理方法，整個(gè)工藝過(guò)程繁復(fù)且費(fèi)時(shí)費(fèi)工，因此近年來(lái)多采用無(wú)涂裝車體，如鋁合金表面拉絲車體，這種車體不使用膩?zhàn)?、油漆，還可以減少焊絲、氣體消耗量，不但可以降低生產(chǎn)成本，也可降低車體重量，減少能耗，重點(diǎn)是環(huán)保，具有鮮明的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和競(jìng)爭(zhēng)力。為科學(xué)分析表面拉絲效果、拉絲工藝之間的基本規(guī)律，指導(dǎo)后續(xù)拉絲工藝試驗(yàn)設(shè)計(jì)，需要對(duì)拉絲質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，但目前還沒(méi)有一套成熟檢測(cè)及評(píng)價(jià)方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明主要目的在于解決上述問(wèn)題和不足，提供一種鋁合金表面拉絲質(zhì)量檢測(cè)評(píng)價(jià)方法。

一種鋁合金表面拉絲質(zhì)量檢測(cè)評(píng)價(jià)方法，包括以下步驟，

s1，生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)尺寸的工作試件，對(duì)工作試件進(jìn)行表面清理后，抽取符合規(guī)定的檢測(cè)試樣，并對(duì)各檢測(cè)試樣進(jìn)行標(biāo)號(hào)；

s2，在檢測(cè)試樣上進(jìn)行檢測(cè)點(diǎn)抽取，并命名；

s3，對(duì)各檢測(cè)點(diǎn)利用激光共聚焦掃描顯微觀察，進(jìn)行成像處理，形成標(biāo)本的二維或者三維圖像；

s4，對(duì)圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的收集整理，并計(jì)算；

s5，根據(jù)計(jì)算結(jié)果評(píng)價(jià)拉絲效果。

進(jìn)一步的，在步驟s4中，需要收集的是各檢測(cè)點(diǎn)拉絲方向上j參數(shù)、和/或h參數(shù)、和/或d參數(shù)，其中，j參數(shù)為拉絲方向上最高凸臺(tái)的高度，h參數(shù)為與拉絲方向垂直的相鄰兩波峰的間距，d參數(shù)為拉絲方向上絲紋平滑部分的寬度。

進(jìn)一步的，j參數(shù)判斷依據(jù)為，l1≤(hx1y1z1+hx1y1z2+…+hx1y1zi)/ni≤l2,其中，hx1y1zi為拉絲方向上檢測(cè)點(diǎn)處的最高凸臺(tái)的高度。

進(jìn)一步的，沿200μm方向上不低于5個(gè)檢測(cè)點(diǎn)取樣。

進(jìn)一步的，對(duì)于6系鋁合金，|l1-l2|的高度差在2μm時(shí)，為合格。

進(jìn)一步的，非6系鋁合金，采用如下公式確定：|l1-l2|≤η·hrc，其中，η為系數(shù)，hrc為材料硬度。

進(jìn)一步的，h參數(shù)判斷依據(jù)為，(hx1y1+hx2y1+…+hxiy1)/ni≥λn,其中，hxiy1為檢測(cè)點(diǎn)處與拉絲方向垂直的相鄰兩波峰的間距。

進(jìn)一步的，d參數(shù)判斷依據(jù)為，(d1+d2+…+di)/d≥m，其中di為檢測(cè)點(diǎn)處拉絲方向上絲紋平滑部分的寬度。

進(jìn)一步的，步驟s1中，在工作試件每平方米中心點(diǎn)交錯(cuò)均布進(jìn)行檢測(cè)試樣的抽取。

進(jìn)一步的，在步驟s2中，在檢測(cè)試樣上均布進(jìn)行檢測(cè)點(diǎn)的抽取。

綜上所述，本發(fā)明提供的一種鋁合金表面拉絲質(zhì)量檢測(cè)評(píng)價(jià)方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1.采用共聚焦顯微技術(shù)，排除檢測(cè)點(diǎn)以外的光信號(hào)對(duì)圖像形成的干擾，提高了顯微圖像清晰度和細(xì)節(jié)分辨能力；

2.表面三維掃描成像立體感強(qiáng)；

3.設(shè)定門(mén)檻值，評(píng)價(jià)算法簡(jiǎn)單有效；

附圖說(shuō)明：

圖1：本發(fā)明一種鋁合金表面拉絲質(zhì)量檢測(cè)評(píng)價(jià)方法檢測(cè)試樣取樣位置示意圖；

圖2：本發(fā)明一種鋁合金表面拉絲質(zhì)量檢測(cè)評(píng)價(jià)方法檢測(cè)點(diǎn)位置示意圖；

圖3：本發(fā)明一種鋁合金表面拉絲質(zhì)量檢測(cè)評(píng)價(jià)方法公式1說(shuō)明示意圖；

圖4：本發(fā)明一種鋁合金表面拉絲質(zhì)量檢測(cè)評(píng)價(jià)方法公式2說(shuō)明示意圖；

圖5：本發(fā)明一種鋁合金表面拉絲質(zhì)量檢測(cè)評(píng)價(jià)方法公式3說(shuō)明示意圖；

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。

一種鋁合金表面拉絲質(zhì)量檢測(cè)評(píng)價(jià)方法，包括以下步驟，

s1，生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)尺寸的工作試件，對(duì)工作試件進(jìn)行表面清理后，抽取符合規(guī)定的檢測(cè)試樣，并對(duì)各檢測(cè)試樣進(jìn)行標(biāo)號(hào)。

批量生產(chǎn)前，試生產(chǎn)“工作試件”一個(gè)，工作試件面積不小于5×1m²，拉絲后表面用高壓風(fēng)吹工作表面，清汪理表面，以一定分布鉆孔取樣，注意防護(hù)表面，在本發(fā)明中，在每平方米中心點(diǎn)交錯(cuò)均布進(jìn)行“檢測(cè)試樣”抽取，取樣位置如圖1所示，檢測(cè)試樣面積不小于20×20mm²，總檢測(cè)試樣數(shù)量不小于5個(gè)，需要說(shuō)明的是，檢測(cè)試樣的數(shù)量可在根據(jù)工作試件的面積大小來(lái)確認(rèn)，推薦為奇數(shù)個(gè)。并對(duì)檢測(cè)試樣按序編號(hào)，如可為工作試件上的5個(gè)檢測(cè)試件命名為j1、j2、j3、j4、j5等。

s2，在檢測(cè)試樣上進(jìn)行檢測(cè)點(diǎn)抽取，并命名。

在每個(gè)檢測(cè)試樣上均布進(jìn)行“檢測(cè)點(diǎn)”抽取，檢測(cè)點(diǎn)的觀察面積不小于200×200μm²，取樣位置如圖2所示，同樣的，檢測(cè)點(diǎn)的數(shù)量推薦為不少于5個(gè)(奇數(shù)個(gè))，因此每個(gè)工件試件總的檢測(cè)點(diǎn)不少于25個(gè)。

對(duì)每個(gè)檢測(cè)試件上的多個(gè)檢測(cè)點(diǎn)進(jìn)行命名，按序編號(hào)，如j1檢測(cè)試樣的5個(gè)檢測(cè)點(diǎn)可依次命名為j11、j12、j13、j14、j15，j2檢測(cè)試樣的5個(gè)檢測(cè)點(diǎn)可依次命名為j21、j22、j23、j24、j25，當(dāng)檢測(cè)點(diǎn)的數(shù)量多于5個(gè)時(shí)，可按流水號(hào)順序進(jìn)行編號(hào)命名。

s3，對(duì)各檢測(cè)點(diǎn)利用激光共聚焦掃描顯微觀察，進(jìn)行成像處理，形成標(biāo)本的二維或者三維圖像。

反檢測(cè)試樣進(jìn)行封裝保護(hù)，注意避免表面污染以及硬物碰觸，以防止檢測(cè)試樣上的拉絲部分被污染以及破壞，影響分析和評(píng)價(jià)結(jié)果。

聚焦顯微技術(shù)每次只對(duì)空間上的一個(gè)點(diǎn)(焦點(diǎn))進(jìn)行成像，再通過(guò)計(jì)算機(jī)控制的點(diǎn)掃描形成標(biāo)本的二維或者三維圖像。

s4，對(duì)圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的收集整理，并計(jì)算。

通過(guò)聚焦顯微鏡觀察每一個(gè)檢測(cè)試件中任一點(diǎn)的“檢測(cè)點(diǎn)”，需要分別各檢測(cè)點(diǎn)上的j參數(shù)、和/或h參數(shù)、和/或d參數(shù)，其中，j參數(shù)為拉絲方向上最高凸臺(tái)的高度，h參數(shù)為與拉絲方向垂直的相鄰兩波峰的間距，d參數(shù)為拉絲方向上絲紋平滑部分的寬度。拉絲方向?yàn)閳D3至圖5中所示的y方向。每一檢測(cè)試件上可取多個(gè)觀察點(diǎn)進(jìn)行觀察并進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的收集，將不同的觀察點(diǎn)處得到的數(shù)據(jù)信息代入到相應(yīng)的評(píng)價(jià)公式中，計(jì)算相應(yīng)的參數(shù)值。

s5，根據(jù)計(jì)算結(jié)果評(píng)價(jià)拉絲效果。

將計(jì)算結(jié)果代入到評(píng)價(jià)公式中，根據(jù)計(jì)算出來(lái)的結(jié)果，對(duì)應(yīng)相應(yīng)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，評(píng)價(jià)拉絲效果，判斷此次拉絲工藝是否成功。

在進(jìn)行共聚焦顯微觀察時(shí)，建立坐標(biāo)系，其中y方向?yàn)榻z紋，試樣表面垂直方向?yàn)閦方向。拉絲工藝處理后，試樣表面變?yōu)橛幸?guī)律的溝壑狀態(tài)，宏觀看，為了得到滿意的視覺(jué)效果，即達(dá)到外觀要求，微觀表面是有規(guī)律，通過(guò)共聚焦顯微觀察，收集各數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)整理計(jì)算，以進(jìn)行拉絲質(zhì)量的檢測(cè)評(píng)價(jià)。

在進(jìn)行數(shù)據(jù)收集時(shí)，觀察每一個(gè)檢測(cè)試樣中任一點(diǎn)的“檢測(cè)點(diǎn)”拉絲方向，如圖3至圖5所示的y方向，觀察拉絲方向最高凸臺(tái)的高度，即j參數(shù)，沿200μm方向上不低于5個(gè)觀察點(diǎn)取樣，分別命名為hx1y1zi,在坐標(biāo)系中，表示z方賂的絲紋深度差，如表1所示，分別記錄不同檢測(cè)點(diǎn)上不同觀察點(diǎn)的數(shù)據(jù)，確保凸臺(tái)高度起伏的范圍小。在對(duì)拉絲效果進(jìn)行判定時(shí)，采用如下公式：

公式1：l1≤(hx1y1z1+hx1y1z2+…+hx1y1zi)/ni≤l2

表1拉絲質(zhì)量入門(mén)矩陣

按照公式1中，要求拉絲后，深度方賂的落差必須在一個(gè)合理的范圍內(nèi)，否則拉絲無(wú)效果，即在任一檢測(cè)點(diǎn)上，設(shè)定的多個(gè)觀察點(diǎn)上測(cè)得的最高凸臺(tái)的高度平均值在(l1，l2)范圍內(nèi)，l1，l2為經(jīng)驗(yàn)值，可根據(jù)不同的拉絲要求確定具體數(shù)值，對(duì)于6系鋁合金，相鄰兩個(gè)凸臺(tái)的高度差小于2μm為合格，如超差則舍棄，視為不合格試樣。對(duì)于其他材料，通過(guò)以下公式確定具體參數(shù)，其中，η為系數(shù)，可為常數(shù)，也可為根據(jù)經(jīng)驗(yàn)得來(lái)的可變常數(shù)，hrc為材料硬度。

公式1.1：|l1-l2|≤η·hrc。

根據(jù)前文所述，總檢測(cè)點(diǎn)不少于25個(gè)，觀察每一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，垂直拉絲方向的d參數(shù)、h參數(shù)，每一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)的測(cè)量數(shù)據(jù)分別按公式2、公式3進(jìn)行計(jì)算，再計(jì)算每一個(gè)檢測(cè)試樣的數(shù)據(jù)，按表2進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)。

公式2：(hx1y1+hx2y1+…+hxiy1)/ni≥λn,

hxiy1表示x方向的溝壑的寬度(兩個(gè)波峰之間的間距)必須大于一個(gè)合理的值λn,否則拉絲無(wú)效果。如圖4所示，其中，hxiy1為檢測(cè)點(diǎn)處與拉絲方向垂直的相鄰兩波峰的間距。首先計(jì)算某檢測(cè)點(diǎn)上各觀察點(diǎn)的h參數(shù)的平均值，再將平均值與λn比較，確定是否合格，如超值則舍棄，視為不合格試樣。λn為經(jīng)驗(yàn)值，根據(jù)拉絲材質(zhì)的不同而不同，也可根據(jù)拉絲要求的不同而設(shè)置不同的值。

公式3：(d1+d2+…+di)/d≥m，

d表示y方向絲紋較為平滑的部分必須大于一個(gè)合理值m，否則拉絲無(wú)效。如圖5所示，其中di為檢測(cè)點(diǎn)處拉絲方向上絲紋平滑部分的寬度，d為檢測(cè)點(diǎn)處拉絲方向上的總寬度。

在同一個(gè)檢測(cè)點(diǎn)上得到的d參數(shù)和h參數(shù)，首先對(duì)參數(shù)值進(jìn)行判定，是否滿足公式2、公式3的要求，不合格的試樣舍棄，對(duì)于合格試樣，再按表2所列進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)，對(duì)于6系鋁合金，ⅰ、ⅱ級(jí)為優(yōu)，ⅲ為良，ⅴ為中，ⅳ、ⅵ為差，其他鋁合金，可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值確定，在此不做約束。

表2拉絲質(zhì)量評(píng)價(jià)算法矩陣

在進(jìn)行顯微觀察時(shí)，為科學(xué)分析表面拉絲效果與磨料類型、拉絲工藝之間的基本規(guī)律，指導(dǎo)后續(xù)拉絲工藝試驗(yàn)設(shè)計(jì)，采用3d激光共聚焦顯微技術(shù)對(duì)拉絲樣品進(jìn)行顯微成像，統(tǒng)計(jì)分析形貌規(guī)律，科學(xué)有效的指導(dǎo)磨料選擇試驗(yàn)。

普通光學(xué)顯微鏡在對(duì)試樣進(jìn)行觀察時(shí)，來(lái)自觀察點(diǎn)鄰近區(qū)域的光會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)分辨率形成較大的干擾，為解決此類問(wèn)題，本發(fā)明采用共聚焦顯微鏡進(jìn)行試樣觀察，共聚焦顯微技術(shù)每次只對(duì)空間上的一個(gè)點(diǎn)(焦點(diǎn))進(jìn)行成像，再通過(guò)計(jì)算機(jī)控制的點(diǎn)掃描形成標(biāo)本的二維或者三維圖像。在此過(guò)程中，來(lái)自焦點(diǎn)以外的光信號(hào)不會(huì)對(duì)圖像形成干擾，提高了顯微圖像清晰度和細(xì)節(jié)分辨能力。

綜上所述，本發(fā)明提供的一種鋁合金表面拉絲質(zhì)量檢測(cè)評(píng)價(jià)方法，與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1.采用共聚焦顯微技術(shù)，排除檢測(cè)點(diǎn)以外的光信號(hào)對(duì)圖像形成的干擾，提高了顯微圖像清晰度和細(xì)節(jié)分辨能力；

2.表面三維掃描成像立體感強(qiáng)；

3.設(shè)定門(mén)檻值，評(píng)價(jià)算法簡(jiǎn)單有效；

如上所述，結(jié)合所給出的方案內(nèi)容，可以衍生出類似的技術(shù)方案。但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。