[发明专利]一种复杂内结构的活塞毛坯缺陷检测方法

说明书

一种复杂内结构的活塞毛坯缺陷检测方法，包括与被测试活塞毛坯材质一致的阶梯形打孔标定试块；获得标定试件的DR图像；建立不同穿透厚度分别与灰度值均值、气孔类缺陷分割阈值和夹杂类缺陷分割阈值的关系曲线；建立不同穿透厚度分别与不同当量圆柱形缺陷灰度值极值的关系曲线；根据从0°和90°对无缺陷的被测试活塞毛坯标准样件进行检测获得第一检测盲区图像和第二检测盲区图像；根据无缺陷活塞毛坯计算夹杂类和气孔类缺陷分割阈值图；通过缺陷分割阈值图计算实际生产活塞毛坯的夹杂类和气孔类缺陷图像；计算出缺陷当量和定量。根据缺陷分割统计分布原理，能准确、可靠的自动检测出缺陷当量和定量。

技术领域

本发明涉及缺陷检测领域，特别涉及一种复杂内结构的活塞毛坯缺陷检测方法。

背景技术

高功率密度柴油机具有高转速、高燃烧压力等优点，是车辆动力发展的必然趋势。目前，采用挤压铸造技术实现第一环槽铝基复合材料增强和内冷油道成形，满足高功率密度柴油机的高转速、高燃烧压力对活塞强度、耐磨性、耐热性、抗疲劳性等方面的要求。由于生产工序繁多、内部结构复杂、体积大等因素，其内部容易产生疏松、气孔和夹杂等缺陷，长期在高机械负荷、热负荷和剧烈磨损的情况下，容易造成应力集中，缺陷扩展，活塞开裂，最终导致车辆在运行过程中拉缸，造成不可预测的损失。因此，实现对高功率密度铝活塞内部缺陷检测对重型车辆的行驶安全稳定运行具有至关重要的作用。

复杂的内部结构特性必然在很大程度上限制无损检测方法的适用性。活塞强度、耐热性、疲劳等性能不断提升，对内部制造缺陷的检测提出了更好的要求，也对无损检测技术提出了新挑战。虽然超声、射线检测、工业CT等无损检测方法在复杂构件无损检测中已有较多成熟的应用，但若用于高功率密度铝活塞的内部缺陷检测，上述方法的适用性、效率和检测成本还需要进行深入的理论和实验验证研究。

近年来，在计算机和辐射探测器发展的基础上，建立起来的直接数字化射线检测技术已逐步应用到各个工业领域。这种方法动态范围大、受结构约束小，能够进行批量快速检测，因此适用于活塞毛坯内部缺陷快速检测。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种能自动检测、准确率高的复杂内结构的活塞毛坯缺陷检测方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种复杂内结构的活塞毛坯缺陷检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1、制造出与被测试活塞毛坯材质一致的阶梯形打孔标定试块，其中，该标定试块阶梯的最大高度大于被测试活塞毛坯的最大直径；

步骤2、采用X射线实时成像工艺对标定试块进行扫描，获得标定试件的DR图像；

步骤3、选取标定试块的DR图像的不同穿透厚度阶梯中不包含人工孔型缺陷所在区域的图像，并统计不同穿透厚度阶梯中选取的区域内的灰度直方图，计算不同穿透厚度下灰度直方图的最佳灰度值均值，建立不同穿透厚度与灰度值均值的关系曲线；通过实验设定最佳置信度，提取出气孔类缺陷分割阈值和夹杂类缺陷分割阈值，分别建立不同穿透厚度与气孔类缺陷分割阈值和夹杂类缺陷分割阈值的关系曲线；

步骤4、选取标定试块的DR图像中不同穿透厚度阶梯中包含人工孔型缺陷所在区域的图像，利用步骤3中不同穿透厚度与气孔类缺陷分割阈值和夹杂类缺陷分割阈值的关系曲线提取出人工孔型缺陷；在缺陷内部搜索灰度值极值，建立不同穿透厚度与不同当量圆柱形缺陷灰度值极值的关系曲线；

步骤5、选取无缺陷的被测试活塞毛坯标准样件，以活塞毛坯销孔正对平面为第一扫描平面，假设角度为0°，采用与步骤2中标定试块相同的X射线实时成像工艺进行扫描，通过多次积分得到第一活塞毛坯投影DR模板图像，计算该模板图像的第一局部标准差图像，将第一局部标准差图像中大于给定阈值的区域提取出来，得到第一检测盲区图像；