超声波扫描成像检测设备在PDC金刚石复合片的应用

超声波扫描成像检测设备在PDC金刚石复合片的应用

金刚石复合片是在高温条件下，由人造金刚石微粉与硬质合金一次性合成的特殊超硬材料。在工业中使用的主要包括金刚石和立方氮化硼，由于这两类物质硬度远高于其他材料，因此常用于加工硬质合金、切削刀具、高速钢等坚硬的金属合成材料。它不但具有金刚石硬度高、耐磨等优点，同时还具备了硬质合金抗冲击性强、出刃大等特点。

目前，国内的各复合片生产厂家,在其生产过程中，绝大多数采用的是六面顶压机进行合成，这是一种在1450～1700 ℃、55～60kb 的高温高压下把两种不同的材料烧结在一起的过程。作为一种复合材料，PDC 的硬质合金层与金刚石层如何能结合牢固，减少内应力，使之在恶劣的使用环境中彼此不发生剥落、分层或断裂，保持良好的使用效果，其生产工艺的稳定起着决定性的作用。

金刚石复合片在高温高压合成过程中，金属结合剂需先对金刚石微粉与其接触部分进行溶解，当金属固溶体的碳浓度相对金刚石达到饱和后，金属—碳熔体析出金刚石，受混合料均匀性影响，部分混合料间隙较大，外部压力无法完全对混合料进行压实，金刚石颗粒与结合剂接有效触面积小，导致结合剂对微粉的溶解后析出不充分，生成的d-d键较少，金刚石复合片的抗冲击性耐磨性等综合性能较差。

金刚石复合片在与硬质合金结合面也更容易产生裂纹、空洞、虚焊、金刚石层厚度、密度分布不匀等缺陷。严重影响产品质量及性能，如耐久度不佳，磨损过快、刀具断裂等。如何快速精准检测复合片内部的缺陷？提高复合片良品率，一直是厂家较为关切的问题。

超声波扫描成像检测设备

超声波检测常用于工业探伤以及缺陷检测领域。对于工件内部缺陷具有较强的敏感性，超声检测一般是指超声波与被测样品相互作用，就反射、透射和散射的波进行研究，对样品进行宏观缺陷检测、几何特征测量、组织结构和力学性能变化的检测和表征，进而对其特定应用性进行评价的技术，是检测金刚石复合片以及复合材料内部缺陷较为常用的方法。

超声波扫描成像检测设备搭配50MHz超声波探头可以检测出其结合面上的烧结情况，金刚石与硬质合金粘结牢固的PDC在探伤中不发生界面反射波；而界面上有裂缝的PDC可以对超声波产生多次的反射和折射，使其在探伤图像上出现非正常的杂波，不同的裂缝产生的杂波图像也有所不同。下面是不同的烧结情况在超声波扫描成像设备中产生的超声强度图与波形图；

超声波扫描成像设备检测的复合片内部超声强度图像中我们可以很容易检测出藏在复合片内部的缺陷。超声波扫描成像设备检测复合片具备精度高、成像效果好、检测直观精准等优点。可对复个片内部进行逐层分层成像，精准反映出材料内部各个界面的缺陷，根据超声强度图反映金刚石复合片内部截面的密度分布是否均匀，可精准计算复合片内厚度及缺陷的面积等重要数据。图中可明显观察到内部硬质合金与金刚石聚晶层结合交界层缺陷。

超声波扫描成像检测设备的特点

1、 具备A（点扫描）、B（纵向扫描）、C（横向扫描）、多层扫描、Tray-托盘扫描，厚度测量等系列扫描模式。

2、 具备定量测分析功能，以图像方式直观显示被测件内部缺陷的位置、形状和大小，并进行缺陷的尺寸和面积统计，自动计算缺陷占所测量面积的百分比；具备缺陷尺寸标识；厚度与测距等功能。

3、 具备图像着色功能，可根据相位翻转自动着色；可根据灰度等级手动着色；可根据厚度变化，自动着色；

4、 扫描轴采用直线电机和光栅尺，可以获得更高的运动精度，最高分辨率达0.1μm。

5、 适用于单个器件的快速扫描分析，也可批量放置样品同步进行缺陷识别，快速筛选出不合格品。

6、 可兼容1~110MHz的超声探头。

7、 检测软件自主研发，中英文界面，可根据客户需求对功能进行持续升级。