一种振痕深度的测定方法与流程

1.本技术属于铸坯检测技术领域，尤其涉及一种振痕深度的测定方法。


背景技术：

2.连铸生产过程中，由于结晶器的周期性振动，使得在连铸坯表面产生间距均匀且有一定深度的横向皱折，这种皱折称之为振痕，单个振痕是由上下坯壳重叠而形成一种“钩状”的结构，铸坯表面一部分为可见部分，另一部分是在皮下一定深度的不可见部分，细小的表面振痕会在后续轧钢工序中消除，而有深度的振痕会导致连铸坯表面产生裂纹和偏析等缺陷，振痕内可能还附着有未脱落的氧化铁皮和保护渣，生产过程中，往往会随机测量振痕深度，调整连铸工艺。
3.目前，振痕深度的测量方法通常有直接测量法和金相法，其中直接测量法是采用深度计的细小探针直插振痕底部，测量振痕底部到表面的距离，而含有未脱落氧化铁皮、保护渣的可见部分振痕和不可见部分的振痕，使直接测量法存在测量不准确的缺点；金相法是将试样截面打磨抛光，腐蚀，光学显微镜检查试样表层组织，可以去除可见部分振痕内的未脱落氧化铁皮和保护渣，并且可以测量不可见部分振痕的深度，但是存在测量过程复杂、耗时长和检测费用高昂的缺点，两种测量方法都缺乏对振痕深度的简便准确的测量。


技术实现要素：

4.本技术提供了一种振痕深度的测定方法，以解决现有技术中振痕的不可见部分使振痕深度无法简便准确测量的技术问题。
5.本技术提供了一种振痕深度的测定方法，所述方法包括：
6.获取含振痕的铸坯；
7.将所述铸坯的振痕所在表面设为振痕检测面，所述振痕检测面包括振痕区和非振痕区；
8.将渗透剂涂覆在所述振痕检测面，以显现出所述振痕区的可见部分，并使所述渗透剂渗透入所述振痕区的不可见部分；
9.清除所述非振痕区的渗透剂；
10.将显像剂涂覆在所述振痕区，以使显像剂吸附所述振痕区的渗透剂，使所述振痕区的渗透剂在所述显像剂上显色，得到不同显色深浅的显色振痕线；
11.沿显色最深的所述显色振痕线截取纵截面，从所述纵截面上随机选取多条所述振痕区的所述不可见部分进行测量，测量后取平均值，得到振痕深度。
12.可选的，所述渗透剂包括：甲基蓝和助溶剂。
13.可选的，所述甲基蓝的质量分数为2
‑
10％，助溶剂90
‑
98％。
14.可选的，所述助溶剂包括乙醇和/或甲醇。
15.可选的，所述渗透剂还包括：第一表面活性剂和烃。
16.可选的，所述显像剂包括：二氧化钛和有机溶剂，所述有机溶剂包括乙醇和/或甲
醇。
17.可选的，所述二氧化钛的质量分数为5
‑
15％，所述有机溶剂的质量分数为85
‑
95％。
18.可选的，所述显像剂还包括烷烃和第二表面活性剂。
19.本技术实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：
20.本技术实施例提供的一种振痕深度的测定方法，通过先将渗透剂涂覆在振痕检测面上，使振痕的可见部分显现并让不可见部分能够渗透完全，再清理非振痕区的渗透剂，防止杂色干扰后续过程，最再将显像剂涂覆在振痕区，利用显像剂和渗透剂的极性相同，渗透剂由于毛细作用而回渗到显像剂上，使显像剂吸附振痕区内振痕的可见部分和不可见部分的渗透剂，从而使振痕能够在显像剂上通过吸附的渗透剂而显示出振痕的形貌由于不同振痕的可见部分和不可见部分的深度不同，不同振痕内的渗透剂量不同，导致被显像剂吸附的渗透剂的剂量不同，由于渗透剂的颜色随剂量逐渐加深，因此最终得到不同显色深浅的显色振痕线，再取显色最深的显色振痕线截取得到纵截面，在纵截面上随机测量显色的振痕区的不可见部分，取平均值，得到振痕深度，较现有技术中的直接测量法，能够避免振痕不可见部分影响测量的准确；较现有技术的金相法，仅通过渗透剂涂覆
‑
清除
‑
显像剂涂覆，就能判断振痕的大体深度，并且测量阶段仅需在纵截面上检测，因此较金相法简便，从而实现振痕深度的简便准确测量。
附图说明
21.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
22.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本技术实施例提供的一种振痕深度的测定方法的流程示意图。
具体实施方式
24.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
25.如图1所示，在本技术的一个实施例中，提供一种振痕深度的测定方法，所述方法包括：
26.s1.获取含振痕的铸坯；
27.s2.将所述铸坯的振痕所在表面设为振痕检测面，所述振痕检测面包括振痕区和非振痕区；
28.s3.将渗透剂涂覆在所述振痕检测面，以显现出所述振痕区的可见部分，并使所述渗透剂渗透入所述振痕区的不可见部分；
29.s4.清除所述非振痕区的渗透剂；
30.s5.将显像剂涂覆在所述振痕区，以使显像剂吸附所述振痕区的渗透剂，使所述振痕区的渗透剂在所述显像剂上显色，得到不同显色深浅的显色振痕线；
31.s6.沿显色最深的所述显色振痕线截取纵截面，从所述纵截面上随机选取多条所述振痕区的所述不可见部分进行测量，测量5
‑
10个数据后取平均值，得到振痕深度。
32.作为一个可选的实施方式，所述渗透剂包括：甲基蓝和助溶剂。
33.本技术中，渗透剂选用甲基蓝和助溶剂的积极作用是：利用助溶剂将甲基蓝均匀分散，使渗透剂颜色均匀。
34.作为一个可选的实施方式，所述甲基蓝的质量分数为2
‑
10％，所述助溶剂的质量分数为90
‑
98％。
35.本技术中，限定甲基蓝的质量分数为2
‑
10％的积极作用是：甲基蓝能够在有机溶剂中熔解完全，并且显色均匀，当该质量分数取值过大时，说明甲基蓝过多，由于甲基蓝在有机溶剂中存在一定的溶解度，因此过量的甲基蓝难溶于有机溶剂中，导致渗透剂显色不均匀，影响后续步骤；当该质量分数取值过小，说明甲基蓝含量不足，将导致显色阶段颜色过浅。
36.作为一个可选的实施方式，所述助溶剂的质量分数为90
‑
98％的积极作用是限定有机溶剂的含量，使甲基蓝能够在有机溶剂中完全溶解并分布均匀；当该质量分数的取值范围过大，将导致有机溶剂含量过高，稀释甲基蓝，使显色阶段的甲基蓝显色不均匀；当该质量分数的取值范围过小，将导致有机溶剂的含量过低，甲基蓝在有机溶剂中大量溶解使甲基蓝显色较深，不利于筛选显色振痕线，影响测量的准确性。
37.作为一个可选的实施方式，所述助溶剂包括乙醇和/或甲醇。
38.作为一个可选的实施方式，所述渗透剂还包括：第一表面活性剂和烃。
39.作为一个可选的实施方式，所述显像剂包括：二氧化钛和有机溶剂，所述有机溶剂包括乙醇和/或甲醇。
40.作为一个可选的实施方式，所述二氧化钛的质量分数为5
‑
15％，所述有机溶剂的质量分数为85
‑
95％。
41.本技术中，二氧化钛的质量分数为5
‑
15％的积极作用是限定二氧化钛的含量，使二氧化钛能够快速覆盖在振痕检测面上；当该质量分数取值范围过大，说明二氧化钛过量，由于二氧化钛为难溶物，因此在振痕检测面上会析出团聚，导致显色不均匀；当该质量分数取值范围过小，说明二氧化钛含量低，由于需要二氧化钛覆盖振痕检测面的振痕区，低含量的二氧化钛将导致振痕区覆盖不均匀，导致显色不均匀。
42.作为一个可选的实施方式，所述有机溶剂的质量分数为85
‑
95％的积极作用是将二氧化钛分布均匀，使其可以快速覆盖在振痕检测面上；当该质量分数取值范围过大，将导致二氧化钛扩散速度慢于有机溶剂的扩散速度，将导致振痕检测面覆盖不完全，使显色阶段出现偏差。
43.实施例1
44.一种振痕深度的测定方法，所述方法包括：
45.s1.获取含振痕的铸坯；
46.s2.将所述铸坯的振痕所在表面设为振痕检测面，所述振痕检测面包括振痕区和非振痕区；
47.s3.将渗透剂涂覆在所述振痕检测面，以显现出所述振痕区的可见部分，并使所述渗透剂渗透入所述振痕区的不可见部分；
48.s4.清除所述非振痕区的渗透剂；
49.s5.将显像剂涂覆在所述振痕区，以使显像剂吸附所述振痕区的渗透剂，使所述振痕区的渗透剂在所述显像剂上显色，得到不同显色深浅的显色振痕线；
50.s6.沿显色最深的所述显色振痕线截取纵截面，从所述纵截面上随机选取多条所述振痕区的所述不可见部分进行测量，测量5
‑
10个数据后取平均值，得到振痕深度。
51.渗透剂中，甲基蓝的质量分数为5％，助溶剂的质量分数为95％，助溶剂为乙醇；
52.显像剂中，二氧化钛的质量分数为10％，有机溶剂的质量分数为90％，有机溶剂为乙醇；显像剂还包括第二表面活性剂和烷烃。
53.实施例2
54.采用实施例1的方法与实施例2的方法对比，其中，实施例2和实施例1的区别在于：渗透剂中，甲基蓝的质量分数为2％，助溶剂的质量分数为98％，助溶剂为乙醇；渗透剂还选用第一表面活性剂和烃；
55.显像剂中，二氧化钛的质量分数为5％，有机溶剂的质量分数为95％，有机溶剂为乙醇；显像剂还包括第二表面活性剂和烷烃；其他条件如剩余物料的选择和用量以及其他的工艺步骤等均与本发明实施例1相同。
56.实施例3
57.采用实施例1的方法与实施例3的方法对比，其中，实施例3和实施例1的区别在于：渗透剂中，甲基蓝的质量分数为10％，助溶剂的质量分数为90％，助溶剂为乙醇；渗透剂还选用第一表面活性剂和烃；
58.显像剂中，二氧化钛的质量分数为15％，有机溶剂的质量分数为85％，有机溶剂为乙醇；显像剂还包括第二表面活性剂和烷烃；其他条件如剩余物料的选择和用量以及其他的工艺步骤等均与本发明实施例1相同。
59.实施例4
60.采用实施例1的方法与实施例4的方法对比，其中，实施例4和实施例1的区别在于：渗透剂中，甲基蓝的质量分数为5％，助溶剂的质量分数为95％，助溶剂为甲醇；渗透剂还选用第一表面活性剂和烃；
61.显像剂中，二氧化钛的质量分数为15％，有机溶剂的质量分数为85％，有机溶剂为甲醇；显像剂还包括第二表面活性剂和烷烃；其他条件如剩余物料的选择和用量以及其他的工艺步骤等均与本发明实施例1相同。
62.实施例5
63.采用实施例1的方法与实施例5的方法对比，其中，实施例5和实施例1的区别在于：渗透剂中，甲基蓝的质量分数为10％，助溶剂的质量分数为90％，助溶剂为甲醇；渗透剂还选用第一表面活性剂和烃；
64.显像剂中，二氧化钛的质量分数为10％，有机溶剂的质量分数为90％，有机溶剂为乙醇；显像剂还包括第二表面活性剂和烷烃；其他条件如剩余物料的选择和用量以及其他的工艺步骤等均与本发明实施例1相同。
65.对比例1
66.采用实施例1的方法与对比例1的方法对比，其中，对比例1和实施例1的区别在于：渗透剂为：质量分数为1.5％的柠檬酸，质量分数为1.5％的羟基乙酸，质量分数为0.5％的铜离子螯合剂，质量分数为1％的有色染料和质量分数为95.5％的有机溶剂；
67.显像剂为：质量分数为80％的有机助剂和质量分数为20％的氧化镁颗粒；其他条件如剩余物料的选择和用量以及其他的工艺步骤等均与本发明实施例1相同。
68.对比例2
69.采用直接测量法直接检测含振痕的铸坯。
70.对比例3
71.采用金相法检测含振痕的铸坯。
72.相关实验：
73.将实施例1
‑
5和对比例1
‑
3检测方法应用到薄板坯连铸汽车弹簧用钢、普通低碳钢和板坯连铸高碳钢，测试结果如表1所示。
74.表1
[0075][0076]
表1的具体分析：
[0077]
振痕深度是制备出的连铸坯表面由于上下坯壳重叠形成的“钩状”的结构的深度，振痕深度包括可见部分振痕的深度和不可见部分振痕的深度，当振痕深度越长，说明连铸坯的上下坯壳之间间距过大，越容易导致铸坯表面产生裂纹和偏析缺陷，当振痕深度越短，说明连铸坯的上下坯壳之间的间距越小，铸坯表面越不容易产生裂纹和偏析缺陷。
[0078]
从表1中实施例1
‑
5数据可知：
[0079]
当需要检测不同连铸坯产品的振痕深度时，可以通过调节渗透剂和显像剂中的物质成分，以适应不同连铸产品的检测，如实施例1
‑
5。
[0080]
从表1中对比例1
‑
3数据可知：
[0081]
不采用包括甲基蓝、烃、第一表面活性剂和助溶剂的渗透剂，和不采用包括二氧化钛、烷烃、有机溶剂和第二表面活性剂的显像剂，对比例2的直接测量法所测定的薄板坯连铸汽车弹簧用钢、普通低碳钢和板坯连铸高碳钢振痕深度与对比例3的金相法所测定的振痕深度差异较大，而本技术实施例所测定的振痕深度与对比例3的金相法所测定的振痕深度相差不大，说明本技术测定的振痕深度准确。
[0082]
本技术实施例中的一个或多个技术方案，至少还具有如下技术效果或优点：
[0083]
(1)本技术实施例中，由于采用了包括甲基蓝、烃、第一表面活性剂和助溶剂的渗透剂，和包括二氧化钛、烷烃、有机溶剂和第二表面活性剂的显像剂，并通过渗透剂的毛细作用原理回渗到显像剂上，从而能够直观的观察到振痕的整体形貌，再通过选取显色最深的振痕进行振痕深度的测量，能够精准的得到振痕的深度数据，并且较金相法，一方面能够缩短检测时间，另一方面能够减少金相法的复杂操作；
[0084]
(2)本技术实施例提供的渗透剂和显像剂，由于渗透剂中含有的甲基蓝能够在渗透剂中显现本身的蓝色，又能在显像剂的有机溶剂中进一步显色，因此在渗透剂通过毛细作用回渗到显像剂中时，能够加深颜色，并且由于甲基蓝与乙醇显色的深浅与甲基蓝和乙醇的量有关，因此通过显色深浅可以初步判断振痕区的深浅，避免了金相法对所有振痕检测后才能判断振痕深浅，实现简便操作的目的；
[0085]
(3)本技术实施例提供的测定方法，由于采用毛细作用原理，可以避免振痕内部的复杂结构，能够提高准确测量振痕深度。
[0086]
(4)本技术实施例提供的测定方法，由于采用渗透剂和显像剂涂覆的方式，简单易操作，因此可以应用到对连铸坯的批量检测中。
[0087]
需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0088]
以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。