Способ контроля качества обработки поверхности

 

ф °

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕ Н ИЯ с 672480

Союг Соввтских

Социалистиивских

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЛЬСТВМ (61) Дополнительное к авт.. свил-ву (22) Заявлено 09.06.77 (21) 2494314/18-28 (51) М. Кл2

G 01 В 15/00 с присоединением заявки № (23) ПриоритетГасударственных каыпет

СССР ае делам кзебретеикй я еткрыткк (53) УДК 531.717. .8 (088.8 ) Опубликовано 05.07.7935юллетень Ж 25

Дата опубликования описания 09.07.79

В. М. Зубков, К. В. Киселева, А. Г. Турьянский и P. 3. 11ыпкин изобретения

Ордена Ленина Физический институт им. П. Н. Лебедева

AH СССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ

Изобретение относится к рентгенооптическим способам контроля качества обработки поверхности и в основном предна значено для контроля плоских образцов высших классов шероховатости. Кроме того, изобретение может быть использовано для контроля степени однородности поверхностного слоя контролируемого образца.

Известен рентгеноскопический способ контроля качества обработки поверхности, заключаюшийся в roM, что на контролиру- 1ц емую поверхность направляют наклонный

-рентгеновский пучок, регистрируют интен сивность зеркально отраженного излучения в одной или нескольких угловых точках и по величине коэффициента отражения судят 1 о качестве обработки поверхности (1 ). .

Основной недостаток указанного спосо» ба - низкая точность контроля при проверке образцов, прошедших различные технологические циклы обработки.

Указанный недостаток обусловлен влиянием на величину коэффициента отражения рентгеновских, лучей плотности по» верхностного слоя, толщина которого, как правило, непостоянна.

Кроме того, этот способ контроля малоинформативен. отсутствуют данные о степени однородности поверхностного слоя, Ueab изобретения - повышение точнос ти и информативности контроля, Поставленная цель достигается тем, что фиксируют угол скольжения рентгеновского пучка относительно контролируемой поверхности в интервалах от 2-2,5 до 5-7 расчетных значений критического угла полного внешнего отражения контро лируемого образца и регистрируют угловое распределение рассеянного излучения в интервале углов рассеяние от Ч до21

При прохождении рентгеновского пучка через неоднородный поверхностный слой происходит рассеяние рентгеновского излучения, причем некоторая его часть рассеивается вдоль поверхности образца. При распространении в неоднородном слое с меняющимся по глубине показателем преломления эта часть излучения испытывает

4 ского излучения, ограничивающую щель 2, монохроматор 3, ограничивающие щели

4-6, детектор 7, ограничивающий экран

8. Между щелями 5 и 6 напротив экрана

8 помещен контролируемый образец 9, Вращение монохроматора 3, образца 9, ограничивающей щели 6, детектора 7 осуществляется соответственно вокруг осей

0 и Og.

Тонкой ломаной линией показан ход рентгеновского пучка. Угол скольжения рентгеновского пучка отсчитывается от конт ролируемой поверхности, а угол рассеяния - от направления падающего пучка.

Измерения осуществляют в следующей по следовательности.

Устанавливают детектор 7 по направпению прямого рентгеновского пучка, разводят створки шали 6 до положения, обес печиваюшего полное попадание прямого пучка на детектор 7 и, вращая образец 9 вокруг оси 0 определяют максимальную интенсивность излучения, проходящего че рез просвет между экраном 8 и образцом

9. Разворачивают образец 9 вокруг оси

0 и, вращая детектор 7 с ограничивающей щелью 6 вокруг оси 0 урегистри руют угловую диаграмму рассеянного иэ лучения от угла рассеяния Р, cooraercr» вуюшего нулевому углу отражения при от счете от плоскости контролируемой поверх ности до угла рассеяния 2,Y . На измерен ной зависимости диаграммы рассеяния оп» ределяют угловое положение максимума пика рассеянного излучения (пик слева на фиг. 1) апа другоф характерной точки, например координаты наиболее резкого спада интенсивности. Затем сравнивают интенсивность зеркально отраженного аелучения (пик справа на фиг. 1) с градуировочной зависимостью интенсивности отражения от качества обработки поверхности и таким образом судят о качестве обработки повехности.

Палее путем сравнения интегральной интенсивности пика рассеянного излучения с градуировочной, зависимостью интенсивности раЕСеяинии or степени однороднос -ти среды судят"o совершенстве поверхност ного слоя, включая рельеф поверхности.Использование заявляемого способа позволяет повысить точность контроля ка чесгва обработки поверхности и получить дополнительную информацию о степени однородности поверхностного слоя.

Формула изобретений . Способ, контроля качества обработкй поверхности, заключающийся в том, что

1 рефракцию, и поскольку в рентгеновском " диапазоне показатель преломления любой среды, отличной от вакуума, меньше еди» ницы, то излучение выходит из образца.

Угол отклонения рассеянного излучения р, также как и критический угол полного внешнего отражения Ц<, определяется разностью показателей преломления ва куума (или воздуха) и материала поверх ностного слоя. Согласно классической те» Л ории дисперсии значение этого угла связа,. но с величиной плотности / простым соотношением fp= --g .к ГК, где К - коэффйциент пропорциональности., Так как необходимым. условием для появ- 1 ления рассеянного излучения от неоднородностей среды по ходу рентгеновского пучка является шероховатость поверхности, поры, включения и r,д., то измерение интенсивности пика рассеянного излучения позволяет судить о степени однородности поверхностного слоя. При этом, посколь;ку взаимодействие происходит в тонком поверхностном слое 10 -10 й, то из ь у Ф мерение угла .отклонения пика рассеянно ,го излучения позволяет судить о плотйос», ти указанного слоя, величина которой, в свою очередь, определяет значение коэффициента отражения рентгеновских лучей.

Выбор положения образца для регистра О ции картины рас!сенин определяется сле-: дувшими условиями. Верхняя граница 5»

7фс обусловлена значительным ослаб лением интенсивности рассеяния, что за- трудняет проведение измерений. Нижняя г иница обусловлена экраиирующим влия нием полного внешнего отражения узнтге . новских лучей. В этом случае измерение деталей диаграммы рассеянии на фоне ин

4О тенсивного зеркального отражения стано» aarca затруднительным.

Оптимальным для проведения измерений является рентгеноструктурный диапазон длин волн 0,52,5 Л . При длинах воли более 2,5 3 Х происходит сильное ослабление рассеянно о йэЛучейия в -мате yean вследствие роста массового коэф-: фициента ослабления. При малых значе ния длин волн 0,1 Х абсИЮтйое ух»

;ловое расхождение пиков рассеянного и зеркального излучения уменьшается, что aarpygaaer ю раздальную регистрацию.

На фиг. 1 изображена типичная углоааа диаграмма рассеянного излучения; на фиг. 2 устройство для осуществле

55 ния способа.

В качестве основных элементов ycr» ройство содержит генератор 1 рентгенов672480

УГлью рассемиил

Рие. 1

Составитель В. ПарнасовРедактор Н. Вирко Техред М. Келемеш Корректор щ. Ви ула Заказ 3874/40 Тираж 865 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Л осква, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5 ю

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 на контролируемую поверхность направля

Ют наклонный рентгеновский пучок, регист рируют интенсивность зеркально отражен ного излучения в одной или нескольких. угловых точках и по измеренной еличине 5 коэффициента отражения судят о качестве обработки поверхности, о т л и ч а юш и и с я тем, что, с целью повышения точности И информативности контроля, фик.сируют угол скольжения Ч рентгеновско О го пучка относительно контролируемой по

6 верхности в интервалах от 2,0-2,5 до

5-7 расчетных значений критического уг ла Полного внешнего отражения контроли . руемого образца и регистрируют угловое распределение интенсивности рассеянногс излучения в интервале углов рассеяния от Р до 2 .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент,США 34 3702933, . кл. 25051.5, 1973.