镀镍铬零件荧光渗透检测乳化参数的选择

黄瑞龙

（中航工业庆安集团有限公司 检测计量处，西安 710077）

经镀镍铬的零件通常是工作条件严峻的重要关键件，所以对镍铬镀层质量的要求很高，对镀镍铬零件的无损检测尤为重要。

镀镍铬零件的优点是可降低零件的表面粗糙度、提高其耐磨性。缺点是：① 镀镍铬层硬度比较高，在磨削加工时易产生磨削裂纹。② 若零件基体存在裂纹则镀层通常也会产生裂纹。裂纹不仅减少了零件的承载面积，而且零件服役时由于缺陷处的应力集中往往成为疲劳源，使裂纹扩展导致零件工作失效。因此及早发现和消除裂纹非常重要。为此，应对检测过程的几个方面进行有效的控制，降低每一环节的误操作，确保检测的准确性。

1 问题的发生及解决方案

某镀镍铬零件，经亲水性后乳化荧光渗透检测后发现裂纹，但显示效果不佳，为取得满意的检测效果，采用镍铬镀层裂纹试片进行检测参数的选择试验。因磨削裂纹、镀层裂纹通常比较浅，乳化处理不当便达不到满意的检测效果。

1.1 亲水性后乳化法相关操作流程

该操作流程为：预清洗除油 → 渗透处理 → 预水洗→乳化处理→终水洗→干燥→显像→检验→后处理。

关键工序是乳化处理：乳化作用的机理是乳化剂的亲水基与水层相连接，亲油基与油层相连，将油性渗透剂与水结合，有利于终水洗时将零件表面残余的渗透剂清洗干净［1］。乳化剂浓度和乳化时间的控制很重要，控制不当便会造成终水洗失败。

1.2 相关标准推荐的操作参数

对镀镍铬零件，标准中通常推荐采用以下参数进行荧光渗透检测。

（1）渗透处理 采用浸入法，浸入15min，滴落20min。

（2）水洗 水压≤0.27MPa，气压≤0.17MPa，距离≥30cm。

（3）乳化处理 乳化剂体积分数范围9%～11%［2］。

采用浸入法，浸入5s，乳化最长20s。

（4）干燥 采用热循环空气干燥箱，最高温度不大于65℃ 。

在保证零件干燥的前提下，干燥时间尽量短。

（5）显像 采用非水湿显像剂。

1.3 经试验所得的操作参数

试验中发现在乳化处理阶段，浸入乳化剂仅5s，操作时间很短，对整批零件数量较多的检测，非常不利于操作，而一旦乳化处理失误则整批零件往往需重新处理。

可以通过降低乳化剂的浓度，延长乳化时间来达到同等的检测灵敏度。对乳化剂浓度和乳化时间进行了一些调整，得到一些可行的乳化处理参数，以下简述一下。

（1）渗透处理、水洗、干燥、显像等参数保持不变。

（2）乳化处理 降低乳化剂体积分数至3.5%～4.0%。

采用浸入法，浸入15s，乳化最长20s。

采用以上参数处理即可得到同等的检测灵敏度，又使操作人员有相对充裕的时间进行乳化处理，减少误操作，确保乳化处理正确实施。

2 试验过程

使用3组裂纹深度分别为10，20，30μm的镍铬镀层裂纹试片。10μm试片试验过程如下：

（1）渗透处理（渗透剂II级灵敏度：ZL－2C）、水洗、干燥、显像等参数保持不变。

（2）乳化处理 （乳化剂：ZR－10B）

A试片：乳化剂体积分数范围9%～11%。

采用浸入法，浸入5s，乳化最长20s。

B试片：降低乳化剂体积分数至3.5%～4.0%。

采用浸入法，浸入20s，乳化最长30s。

（3）显像（显像剂：9D1B）

显像结果见图1。

从图1中可以看到，B试片与A试片相比裂纹显示略显不足，乳化时间还需作以下调整。

乳化剂体积分数3.5%～4.0%不变。

采用浸入法，调整浸入时间至15s，乳化最长20s。

显像结果见图2。

图1 裂纹深度10μm试片显示结果

图2 乳化时间调整后的裂纹深度10μm试片显示结果

按照II级灵敏度标准要求：裂纹深度10μm的试片，显像后的裂纹显示隐约可现［3］。

20，30μm试片仍采用浸入法，浸入20s，乳化最长30s。显像结果见图3，图4。

图3 裂纹深度20μm试片显示结果

图4 裂纹深度30μm试片显示结果

按照II级灵敏度标准要求：裂纹深度20μm的试片，显像后的裂纹显示清晰［3］。

按照II级灵敏度标准要求：裂纹深度30μm的试片，显像后的裂纹显示清晰可现［3］。

3 应用结果

通过试验可知：乳化参数对检测深度10μm的细小裂纹，有很大的影响，对于检测深度20μm，30μm相对较大的裂纹时，乳化参数的影响已可忽略。因此，镀镍铬层零件通常在检测时应采用推荐的乳化剂浓度和乳化时间，需要调整时应根据实际的检测状况（如：检测零件的数量），按照零件不同的表面状态，以试验为依据，调整乳化剂浓度、乳化时间等参数。采用试验所得到的合理参数进行乳化处理，确保荧光渗透检测的正确实施。

4 结语

针对镀镍铬零件的荧光渗透检测试验，根据现场的实际情况制定了与试验相符的检测工艺，提高了检测灵敏度和工作效率，经与镀镍铬层裂纹试片的同步处理检查，可以达到满意的检测灵敏度。

［1］林猷文，任学冬.渗透检测［M］.北京：机械工业出版社，2004.

［2］PS79－2010Fluorescent Penetrant Inspection［S］.

［3］NDT3－2006Non－destructive Testing Inspection of Ground Chromium Plated Parts［S］.