專利名稱：：檢查和再磨光工程部件的方法檢查和再磨光工程部件的方法交叉引用的相關(guān)申請本申請要求2007年8月28日申請的美國臨時申請第60/966417號的優(yōu)先權(quán)，其的內(nèi)容在此以它們?nèi)恳胱鳛閰⒖肌?br>背景技術(shù)：
：1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明通常涉及使用消減表面工程技術(shù)(subtractivesurfaceengineeringtechinques)來將金屬部件再磨光(refurbishing)或者恢復(fù)回可接受的使用狀況的方法，該消減表面工程技術(shù)將部件保持在幾何公差內(nèi)。該方法具體可以用于將部件制造或者拋光到金屬與金屬接觸機(jī)構(gòu)中所用的嚴(yán)格的公差內(nèi)，以及用于原始制造幾何形狀說明書不存在或者不能獲得之處。該方法進(jìn)一步涉及一種評價這樣的用于再磨光的部件以及其的再磨光產(chǎn)物的方法。2.相關(guān)領(lǐng)域說明用過的、舊的或者損傷的高價值金屬部件和在存儲、處理、組裝和運(yùn)輸過程中損傷的新部件，包括凸輪軸桿，曲柄軸桿，軸承，齒輪等，有時候可以通過再次研磨或者重新加工(例如研磨，覆條等等)該部件的臨界使用表面來進(jìn)行再磨光。如果該操作是成功的，則部件可以重新投入使用，其的成本低于用新零件替換該部件的情況。但是，為了做到這樣，機(jī)械師必須具有該部件的工程說明圖(ESD)或者相當(dāng)?shù)恼f明頁，以便能夠正確的再磨光所述的臨界表面。該ESD將包含信息例如用于原始制造該部件的全部的尺寸，全部尺寸的公差，該部件的材料和熱處理，等等。需要這種信息來使得機(jī)械師能夠正確的再次研磨或者重新加工該部件的臨界表面和檢查結(jié)果。同樣，通常復(fù)雜的和昂貴的特殊加工部件(CST)需要夾持該金屬部件來用于任何的再次研磨或者重新加工操作和/或部件的具體檢查。機(jī)械師必須具有一套這樣的CST，或者能夠制造合適的工具來夾持和/或檢查該部件。因?yàn)樵倌ス饨?jīng)常是在設(shè)備上進(jìn)行的，而非在原始的設(shè)備制造廠(OEM)進(jìn)行的，因此ESD和/或CST很可能無法獲得和不可能從OEM得到。實(shí)際上許多OEM不會將他們的ESD給予第三方。因此十有八九，這些部件將會非常浪費(fèi)的被廢棄。在許多情況中，不再生產(chǎn)替換部件或者需要長的訂貨購買時間。這會導(dǎo)致昂貴的機(jī)器利用率的損失或者導(dǎo)致加工所用的部件的整個機(jī)器的過早報廢。另外，即使能夠獲得ESD和CST，但是仍然需要相當(dāng)大量的人力和昂貴的裝置來安裝和進(jìn)行再次研磨或者重新機(jī)械加工。對于僅僅一個單獨(dú)的零件項(xiàng)(item)來說，重新機(jī)械加工的成本相對于所需的工作是不劃算的。這通常是這樣的情況，即，檢修單個機(jī)器時；需要對少量的不同形狀和尺寸的不同部件進(jìn)行再磨光。通過再次研磨或者重新機(jī)械加工方法來進(jìn)行再磨光的成本是非常昂貴的，因此不具有商業(yè)可行性。另外的問題是保持原始的公差。在某些情況中，再次研磨會除去過多的材料，以至于該部件變得偏小。在開始工作之前這并不總是能夠確定的，并且在這樣的方法中大量的廢料片相當(dāng)大的提高了所述工作的整體成本。通常再次研磨操作包含將所述部件安裝和校準(zhǔn)到磨具或者車床上，進(jìn)行第一次通過，檢查和調(diào)整該部件的對準(zhǔn)，并且進(jìn)行另一次通過來除去期望量的材料。有時候只是為了達(dá)到正確的對準(zhǔn)就會需要多次的通過。在某些方法中，在單次通過中能夠有效研磨的材料的最小量是10-20微米。如果需要三次通過來完成該部件的加工，則會除去多到60微米。例如，對于其中已經(jīng)從輪齒的兩個面上除去材料的齒輪齒來說，會產(chǎn)生120微米的總尺寸變化。另外一個問題是這些再磨光加工會導(dǎo)致表面材料移動、變形、侵入、撕裂、污點(diǎn)和/或金屬重疊。這些在下文中稱作“表面扭曲”形式的材料損壞會掩蔽檢查技術(shù)的效力，以至于無法鑒別表面損傷和使得部件在沒有成功復(fù)原的情況下重新投入使用。在最終的生產(chǎn)階段對工程部件進(jìn)行超級研磨(superfinishing)多年來是已知的。一種超級研磨方法是一種化學(xué)加速的振動研磨方法，獲自REMChemicals，Inc.。該方法使用活性化學(xué)品例如適度酸性的磷酸鹽溶液，其與所述部件以及一定量的非研磨性介質(zhì)一起引入到振動研磨設(shè)備中。該化學(xué)品能夠在部件的金屬表面上形成相當(dāng)軟的轉(zhuǎn)化涂層。介質(zhì)元件的振動作用僅僅除去凹凸不平的凸出部分的涂層，留下了完整的凹下區(qū)域的涂層。通過不斷的用活性化學(xué)品潤濕該金屬表面，將會不斷的重新形成涂層，這覆蓋了其中剛剛露出的裸露的下層金屬的這些區(qū)域，來提供一個新層。如果該部分比相鄰區(qū)域高，則它會連續(xù)的被除掉，直到任何的粗糙度已經(jīng)實(shí)質(zhì)上被消除掉。關(guān)于這種超級研磨方法的一般性說明提供在共同擁有的US專利No.4491500,4818333和7005080中以及US專利公開No.US2002-0106978和US2002-0088773中，其每個在此引入作為參考。W02004/108356中描述了這樣的方法在大尺寸齒輪表面上的應(yīng)用，其的內(nèi)容同樣在此引入作為參考。已經(jīng)進(jìn)行了研究來確定這樣的方法在用過的齒輪再磨光中的效用?；谶@樣的研究已經(jīng)確定在除去損傷例如外物損傷(FOD)，刻痕，微坑，凹坑，散裂，侵蝕等中確實(shí)能夠達(dá)到有益的效果。部件能夠再磨光的程度目前取決于按照對該零件的初始檢查所確定的損傷深度。對于其中損傷深度小于AGMA(美國齒輪制造商聯(lián)合會(AmericanGearManufacturersAssociation))推薦的最大齒隙游移(backlash)0.Ix的齒輪來說，再磨光通常被認(rèn)為是可能的。對于超過這個深度的損傷來說，通常推薦將該零件廢棄掉?；谶@種損傷評價，初始評價的大部分比例的齒輪被認(rèn)為不適于再磨光。另外，在使用超級研磨來進(jìn)行再磨光的這些部件中，在處理后許多部件隨后被廢棄，這歸因于過度損傷的存在，該過度損傷在處理后只是變得更明顯。在這些情況中，不僅僅是將所述部件廢棄掉，而且還浪費(fèi)了進(jìn)行一個完整的再磨光周期所花費(fèi)的時間?？梢岳媒饘俨考姆瞧茐男詼y試程序來確定表面損傷的程度。但是，包含這樣的程序的顯微鏡照相法和熒光滲透檢查是非常復(fù)雜的，并且它們的進(jìn)行非常大的增加了再磨光方法的整體成本。因此期望的是一種改進(jìn)的用于評價再磨光用備件的方法，其能夠修復(fù)更多的部件，而未必會增加成功修復(fù)每個部件所需的整體成本和時間。
發(fā)明內(nèi)容根據(jù)本發(fā)明的第一方面，這里提供了一種檢查和/或再磨光用過的或者損傷的部件的方法，其使用消減表面工程(SSE)方法來從該部件的舊的或者損傷的臨界表面上除去材料，該方法包含在部件上初始進(jìn)行所述工藝來從表面上除去第一量的材料；檢查該部件的表面來確定損傷程度；和隨后進(jìn)一步進(jìn)行所述工藝來除去另外量的材料。通過僅僅在初始進(jìn)行SSE方法之后進(jìn)行損傷檢查，已經(jīng)令人驚訝的發(fā)現(xiàn)能夠?qū)崿F(xiàn)再磨光用備件的評價精度的提高，因?yàn)檫@種除去材料的方法不會造成表面扭曲。以這種方式，能夠增加接收完全的再磨光加工的備件的數(shù)目，并且降低了由于不正確的損傷檢查而造成的隨后丟棄的再磨光部件的數(shù)目。廢棄部件的減少能夠補(bǔ)償進(jìn)行該初始加工來除去第一量的材料而帶來的額外的工作。類似的，當(dāng)使用這種SSE方法時，消除了由于在再次研磨或者重新加工方法之后的表面損壞而造成的將該部件錯誤的重新投入使用的可能性，所述的表面損壞是因?yàn)樵跈z查中掩蔽了下面的損傷而造成的。在本發(fā)明的上下文中，“初始進(jìn)行所述方法”被理解為指的是這樣的事實(shí)，S卩，該階段是在從部件本身上除去任何其他材料之前進(jìn)行。這不排除能夠從部件表面上除去的其他材料，包括油脂、臟物、氧化層、焦渣、漬入的碎片和其他涂層。檢查可以通過任何常規(guī)的適于確定外觀損傷程度的方法來進(jìn)行。在本發(fā)明的上下文中，“程度”被理解為包括任何合適的損傷度量，包括但不限于深度、面積、粗糙度等。在本發(fā)明的上下文中，“深度”被理解為相對于表面的最深的點(diǎn)；“面積”被理解為指的是表面平面上的損失面積；“外觀”目的是指這樣的事實(shí)，即，從外面來看，具有或者不具有標(biāo)記物或者熒光滲透劑時，損傷對于肉眼是可見或者通過放大是可見的。提到這樣的事實(shí)時，即，損傷檢查是在初始進(jìn)行所述方法之后進(jìn)行的時，其目的是指這樣的事實(shí)，即，在進(jìn)行SSE方法之前，沒有基于表面狀況對部件進(jìn)行初始的預(yù)選(例如廢棄)。應(yīng)當(dāng)理解根據(jù)可見的宏觀損傷例如破壞的輪齒或者軸承來對部件進(jìn)行選擇和廢棄可以在所述加工之前的早期階段進(jìn)行。一種優(yōu)選的檢查方法是如下來進(jìn)行的目視確定和標(biāo)記顯眼區(qū)域(welllitarea)中的損傷例如F0D，撕裂或者微坑，使用測量儀器例如尺子來照相記錄所述的位置，沿著損傷進(jìn)行直接輪廓曲線測量以及以文件記錄該損傷程度。類似的，另外一種優(yōu)選的檢查方法是下述文獻(xiàn)中所述的石墨和帶子升降(graphiteandtapelifting)方法McNifT，B；Musial,W.；Errichello,R.；"DocumentingtheProgressionofGearMicropittingintheNRELDynamometerTestFacility，，；美國風(fēng)能聯(lián)合會風(fēng)能2002年會的2002年會報告(2002ConferenceProceedingsoftheAmericanWindEnergyAssociationWindPower2002Conference)，2002年6月3-5日，波特蘭，俄勒同州，華盛頓，DC美國風(fēng)能聯(lián)合會(AmericanWindEnergyAssociation)，2002；第5頁，其內(nèi)容在此以它們?nèi)恳胱鳛閰⒖肌＿@種石墨和帶子升降方法對于在部件再磨光的修復(fù)階段過程中繪制損傷位置圖來用于比較是特別有用的。在下面提到的SSE方法意在表示一種平面化方法，其能夠同時的從金屬部件的處理表面上除去少的、基本上均勻的、受控量的材料，而不會引起表面扭曲。該SSE方法可以單個進(jìn)行或者在大量的部件上同時進(jìn)行。落入SSE方法定義中的方法包括但不限于振動拋光和化學(xué)加速的振動拋光，其使用非研磨性介質(zhì)法，研磨性介質(zhì)方法，拖拉式拋光機(jī)，長桿毛刺清理機(jī)，離心分離圓盤機(jī)，研磨性介質(zhì)滾動，松散研磨滾動，長桿毛刺清理機(jī)，離心分離圓盤機(jī)，Abral方法和基于糊的方法。優(yōu)選的方法本質(zhì)上是各向同性的，并且基本上不會在拋光表面上產(chǎn)生定向的痕跡。通過使用SSE方法，可以至少從舊的或者損傷的臨界表面上安全的和成本有效的除去最小量的材料。因此能夠?qū)崿F(xiàn)對于高價值的用過的金屬部件的再磨光。要注意特別重要的是SSE方法能夠不引起表面扭曲的除去材料，因此曝露了真實(shí)的圖案，用于檢查所形成的表面的性能。具體的，一旦已經(jīng)除去了金屬部件的表面層，則能夠更好的確定微坑、凹坑、刮傷、侵蝕或者動態(tài)疲勞裂紋的真實(shí)程度。具體的，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在通過SSE方法除去外層之后，亞表面損傷例如亞表面微裂紋的存在和/或程度會僅僅變得明顯和/或可測量。其他方法包括加工(研磨，車削)，拋光，噴砂物理扭曲表面。這樣的表面扭曲實(shí)際上會掩蓋或者加大亞表面損傷，使得隨后的損傷檢查不太準(zhǔn)確，并且有可能將再磨光不成功的部件重新投入使用。所提出的SSE方法還被相信比以前使用的再次研磨或者重新加工方法更可靠。具體的，它們不太易于因?yàn)椴考谔幚頇C(jī)器中錯誤的位置而引起裝配失效。此外，研磨和機(jī)加工方法易于導(dǎo)致被稱為回火灼傷的冶金損傷。這些機(jī)械加工方法通常需要最終的Nital蝕刻檢查來確保回火灼傷沒有損毀所述部件。本發(fā)明不需要回火灼傷檢查，盡管它被理解為這可以因?yàn)槠渌蚨M(jìn)行。根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選的實(shí)施方案，所述方法可以包含短時間進(jìn)行SSE來顯示表面損傷；檢查該表面；確定表面損傷的程度和初始預(yù)測的切削量-如果預(yù)測的切削量超過了幾何公差，則廢棄部件-如果預(yù)測的切削量處于可接受的幾何公差范圍內(nèi)，則繼續(xù)進(jìn)行；進(jìn)行SSE來顯示亞表面損傷；監(jiān)控部件表面來確定亞表面損傷的程度或者存在，并且如果需要，則改變最初的切削量估計_如果預(yù)測的切削量超過了幾何公差，則廢棄部件_如果預(yù)測的切削量處于可接受的幾何公差范圍內(nèi)，則繼續(xù)進(jìn)行；繼續(xù)進(jìn)行SSE來除去預(yù)定的切削量；最后檢查處理過的表面來確定部件是否適于重新使用。以這種方式，能夠隨著材料的除去來觀察亞表面損傷的發(fā)展變化，并且能夠確定是否以及何時部件已經(jīng)進(jìn)行了令人滿意的再磨光。具體的，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)用于SSE方法的一種重要的指示物并不總是損傷的整體深度，而是最大表面積損傷的點(diǎn)或者最大表面粗糙度的點(diǎn)。初始時除去表面材料會引起某種程度的外觀損傷生長。通過除去材料會使得這樣的掩蔽的損傷曝露出來。一旦它已經(jīng)達(dá)到了它的最大程度，并且面積和/或深度和/或粗糙度開始降低，則可以終止該方法，即使依然存在著損傷例如殘留的微坑或者侵蝕凹坑。以這種方式，即使損傷的總深度超出了能夠接受的范圍，也可以對該部件進(jìn)行成功的處理，而不會導(dǎo)致該部件超出公差之外。在本文中要指出的是，微坑本身未必是有害的，并且其能夠在延長的使用期內(nèi)保持穩(wěn)定。據(jù)信除去了底切的、掩蔽的和不穩(wěn)定的金屬能夠留下通常穩(wěn)定的殘留微坑區(qū)域，該區(qū)域在重新投入使用時不會生長變大或者產(chǎn)生另外的碎片。關(guān)于微坑和其他表面和亞表面損傷的性質(zhì)進(jìn)一步的信息是由上面引入的R.L.Errichello的參考文獻(xiàn)來提供的。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，對于具有損傷(該損傷包含例如微坑)的部件來說，所述的方法可以包括確定至少某些微坑區(qū)域的程度和位置，由此在隨后的階段中，監(jiān)控該微坑區(qū)域的深度、粗糙度和/或表面積，并且一旦其表現(xiàn)出減少的趨勢，則終止所述的方法。這可以通過關(guān)注這樣一個點(diǎn)來進(jìn)行確定，在該點(diǎn)時，隨后的測量顯示損傷的程度等于或者優(yōu)選小于在先確定的損傷程度。根據(jù)SSE方法的一個重要的優(yōu)點(diǎn)，由于部件不需要“安裝”或者精確的布置，因此如果需要，它能夠容易的取出進(jìn)行檢查。此外，因?yàn)镾SE方法是一種有效的連續(xù)性方法，因此可以根據(jù)期望的頻率重復(fù)進(jìn)行檢查，這能夠非常精確的監(jiān)控?fù)p傷除去的進(jìn)展。如同將要理解的那樣，這樣的增加的監(jiān)控對于在每次通過時除去定量的材料的加工程序來說是不可能的。通過使用輪廓曲線儀，卡鉗，尺子，千分尺，取證配樣(witnesscoupon)，指示物和/或石墨和帶子升降(graphiteandtapelifting)方法，可以進(jìn)行SSE方法，同時確保部件處于幾何公差內(nèi)，該公差基于該部件的常識，例如它的質(zhì)量等級。根據(jù)本發(fā)明仍然的另外一種優(yōu)點(diǎn)，可以基于殘留的損傷的量或者當(dāng)該損傷已經(jīng)基本上被除去時，終止所述的方法。通過使用SSE來精確的監(jiān)控在深度和廣度兩方面的損傷，以及除去的材料增量性能，結(jié)果能夠準(zhǔn)確的確定損傷基本上被除去時的時間點(diǎn)。在本文中，“基本上除去”可以根據(jù)期望的所需拋光來逐件進(jìn)行定義?？梢詫⑺x擇為其中例如最深的損傷被處理的點(diǎn)損傷已經(jīng)完全消失；損傷深度小于它的初始深度的5%；損傷深度小于10微米；損傷面積小于它的初始程度的50%，30%或者10%；表面粗糙度降低；Ra小于0.25微米。根據(jù)所述方法的一種優(yōu)選的實(shí)施方案，在最初的SSE加工階段中除去了0.1微米-10微米厚的材料。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在大部分情況中，這種量的材料適于顯示實(shí)際損傷的原始程度。應(yīng)當(dāng)理解在隨后的階段中可以除去更多或者更少量的材料，來進(jìn)一步顯示、監(jiān)控和除去損傷。對于隨后除去的材料的量的計算可以基于在初始加工之后的檢查來進(jìn)行。本發(fā)明的一個重要的方面是監(jiān)控除去的材料的量。對于許多SSE方法來說，可以使用取證配樣(witnesscoupon)，其的材料與再磨光的部件的材料相同或者相似。這經(jīng)歷了與部件相同的條件，并且可以使用千分尺來監(jiān)控它的尺寸的減少。但是，這樣的程序?qū)τ谀承┮蛩厥敲舾械?。該取證配樣(witnesscoupon)必須是與所述部件的相同或者相似的冶金組成，目的是以相同的速率進(jìn)行消耗。此外，因?yàn)樗慕厝徊煌膸缀涡螤?，因此它的尺寸減少將不同于所述部件?？蛇x擇的，對于一種已知的程序而言，可以基于加工時間來除去材料。在優(yōu)選的化學(xué)加速的振動拋光方法的情況中，操作者可以知道某些等級的鋼是以1微米/小時的速率消耗的，并且因此對該方法進(jìn)行調(diào)整。這樣的方法也會遭受錯誤，因?yàn)閷τ谖粗牟考碚f，需要評估例如鋼的等級，并且其他的因素例如侵蝕或者表面光潔度會影響所述的結(jié)果。根據(jù)本發(fā)明一種優(yōu)選的方面，可以依靠提供在待加工部件表面上的深度指示物來監(jiān)控所述的程序。這些指示物可以是凹槽、凹口、圖案等已知的深度或者幾何形狀，由此給定量的材料的除去引起了該指示物的變化或者消失。這樣的指示物可以提供在相應(yīng)表面上的一個或多個位置上，并且可以提供來指示一個深度或者一系列深度。該深度指示物還可以是已經(jīng)存在于部件上的已知的標(biāo)記形式，例如在工程部件的情況中，可以使用殘存的研磨線的除去來作為指示。雖然這樣的研磨線的深度在部件之間會發(fā)生變化，但是已經(jīng)驚訝的發(fā)現(xiàn)它們的使用是便利的，因?yàn)樗鼈兊纳疃韧ǔＥc再磨光的部件的質(zhì)量和公差有關(guān)高公差的部件會具有1微米深的非常細(xì)微的殘留研磨線，而低公差的部件會具有10微米深的研磨線。使用例如IOx的放大率，通過原位的目視檢查能夠容易的確定研磨線(或者其他指示物)的除去。該指示物還可以用來校準(zhǔn)用于進(jìn)一步除去材料的加工。因此，如果使用化學(xué)加速的振動拋光加工在1小時內(nèi)除去了2微米，則可以預(yù)期在8小時加工中將除去16微米。在本發(fā)明一種有利的實(shí)施方案中，所述方法可以在多個用過的部件上進(jìn)行，由此在初始進(jìn)行所述工藝之后，通過檢查，廢棄掉的其中損傷程度大于預(yù)定的可允許量(例如其中顯示出動態(tài)疲勞裂紋)的這些部件。以此方式，數(shù)千個部件可以同時以一種特別成本有效的方式來進(jìn)行再磨光。通過在全部的部件上進(jìn)行初始的程序，并且僅僅在該方法之后進(jìn)行檢查，從而能夠?qū)崿F(xiàn)提高的效力，以及整體增加的回收率(即，降低了損耗)。最優(yōu)選，多個用過的部件可以同時進(jìn)行再磨光，由此至少在SSE方法中，該部件全部經(jīng)歷了相同的加工條件。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，對于大批的部件來說，基于統(tǒng)計計算的最大除去的材料量，全部的部件可以經(jīng)歷預(yù)定時間的SSE方法，而不需進(jìn)行初始檢查。其后，可以單個的或者以樣品為基礎(chǔ)對所述部件進(jìn)行檢查，并且確定接受還是廢棄該部件。在這種具體的情況中，因?yàn)殚_始時計算了達(dá)到最大統(tǒng)計可接受除去量的材料除去，同時保持幾何公差，因此將不進(jìn)行隨后的進(jìn)一步的加工。對于批次加工來說，所述部件可以相同或者不同。同時的加工因此可以在大量相同的部件上或者大量不同的部件上進(jìn)行，例如全部的來自單個機(jī)器的齒輪，軸桿，軸承等。因?yàn)椴恍枰獑蝹€的裝配，因此該部件能夠(至少在初始時)容易的進(jìn)行一起的處理，并因此經(jīng)歷了相同的加工條件。這會受益于例如質(zhì)量控制的觀點(diǎn)，因?yàn)榭梢灶A(yù)期到對于一個部件的表面光潔度的測試能夠平等的應(yīng)用于另一個部件。這具體可以應(yīng)用于其中全部的部件是冶金上類似的這樣的情況，但是也可以應(yīng)用于不相似的材料的情況。在某些情況中，可以將不打算進(jìn)行處理的部件的零件進(jìn)行掩蔽或者可以在所述程序部分完成之后進(jìn)行掩蔽。SSE方法可以通過質(zhì)量拋光裝置例如振動碗和盆，長桿和拖拉式拋光機(jī)機(jī)等等，使用研磨性介質(zhì)方法，研磨性化合物方法或者帶有研磨性或者非研磨性介質(zhì)的化學(xué)加速的振動加工方法來進(jìn)行。一種最優(yōu)選的程序是化學(xué)加速的振動超級研磨方法。該方法本身已經(jīng)表現(xiàn)出在生產(chǎn)極低的表面粗糙度(Ra小于0.1微米)的各向同性拋光中極高的效率。此外它具有增加的優(yōu)點(diǎn)，即，能夠穩(wěn)定殘留的腐蝕坑，這是因?yàn)檫m度的磷酸鹽活性化學(xué)品能夠?qū)⒀趸F轉(zhuǎn)化為磷酸鐵，因此抑制了進(jìn)一步的蔓延。根據(jù)本發(fā)明的一種重要的優(yōu)點(diǎn)，該SSE方法能夠達(dá)到小于0.25微米的表面光潔度Ra。以此方式，不但能夠?qū)Σ考M(jìn)行再磨光，而且其還受益于超級研磨的超光滑表面這樣已知的優(yōu)點(diǎn)。這可以在單個設(shè)備中通過單個程序來實(shí)現(xiàn)。通常，所述的方法可以不需參考部件的工程說明圖或者相當(dāng)?shù)恼f明頁來進(jìn)行。進(jìn)行所述工藝的人因此不太受制于制造商所施加的限制_特別是在第三方甚至不能獲得ESD的情況中。相同的SSE方法和裝置因此也可以用于經(jīng)濟(jì)的再磨光幾何形狀不同的部件，無論是幾個還是數(shù)千個。最重要的，該程序需要比再次研磨或者重新加工方法少得多的人力、時間和費(fèi)用來裝配和加工，并且不會因?yàn)楸砻媾で摫砻媾で鷷诒伪砻鎿p傷。該方法還可以無需使用特殊加工部件來進(jìn)行，因此對于例如一次性的零活來說產(chǎn)生了相當(dāng)大的費(fèi)用降低。但是，不排除會需要某些特殊工具來舉起、支撐、分解部件等等。在一種實(shí)施方案中，本發(fā)明進(jìn)一步涉及一種根據(jù)上述方法再磨光的工程部件。該再磨光的部件可以除去一定量的材料來充分穩(wěn)定損傷，該損傷是由于例如外物損傷，刻痕，微坑，凹坑，散裂，侵蝕等造成的。該部件可以具體的通過殘留的穩(wěn)定損傷的存在來區(qū)分。最優(yōu)選的，該部件可以具有拋光到小于0.25微米的表面粗糙度Ra的表面，雖然也可以達(dá)到小于0.1微米或者甚至小于0.05微米的光潔度。重要的，在大尺寸損傷例如FOD的情況中，所述凹坑的邊緣或者邊沿可以通過該加工來平坦化，而不會在所述區(qū)域產(chǎn)生另外的損壞。本發(fā)明的部件可以是選自下面的任何的金屬工程部件齒輪，軸桿，軸承，活塞，輪軸，凸輪，支座，密封墊。本發(fā)明還被認(rèn)為包括了成套的部件例如用于單個機(jī)器的成套部件，在其中每個部件已經(jīng)通過同樣的方法拋光到同樣的最終狀態(tài)。在另一方面，本發(fā)明涉及一種檢查用過的工程部件的亞表面損傷的方法，其使用消減表面工程工藝來從部件的臨界表面上除去材料，該方法包含在部件上進(jìn)行所述工藝來從表面上除去多個材料；檢查該部件的表面來確定外觀損傷的程度；和以該檢查為基礎(chǔ)，確定該部件是否適于重新使用或者是否應(yīng)當(dāng)廢棄該部件。在本發(fā)明的一種簡單的形式中，全部的部件可以以一個足以將該部件保持在所需公差內(nèi)的量進(jìn)行加工。然后以例如殘留損傷的絕對最大尺寸或者深度為基礎(chǔ)進(jìn)行確定。通過進(jìn)行因此所述的程序，而不是以表面損傷為基礎(chǔ)首先進(jìn)行部件的檢查和預(yù)選，因此能夠?qū)崿F(xiàn)提高再磨光的效率的益處，這避免了過早確定程序的成本和不精確。在一種優(yōu)選的實(shí)施方案中，在進(jìn)行決定之前，所述的方法可以包含另外的進(jìn)行至少一個另外的除去和檢查材料的檢查周期。該檢查周期可以進(jìn)行重復(fù)，直到外觀損傷的程度變穩(wěn)定。對于例如微坑來說，這會包含確定至少一個微坑區(qū)域的尺寸、深度和/或粗糙度，并且將其與在前面的周期中所確定的程度進(jìn)行對比。當(dāng)微坑的程度小于在前面的周期所確定的程度時，可以例如終止所述方法?？蛇x擇的，所述方法可以在損傷已經(jīng)基本上被除去時終止。該檢查方法的其他特征可以基本上如上下文中的再磨光所述。本發(fā)明另外的特征和優(yōu)點(diǎn)將通過參考下面的附圖來進(jìn)行理解，在其中圖IA-D表示了風(fēng)力渦輪機(jī)齒輪在它根據(jù)本發(fā)明一種實(shí)施方案的再磨光過程中，在不同階段的輪齒的石墨升降(graphitelift)記錄；圖2A-D表示輪廓曲線儀沿著圖IA-D所記錄的輪齒的微坑區(qū)域的軌跡線；和圖3A，B表示了輪廓曲線儀沿著根據(jù)本發(fā)明第二個示例性實(shí)施方案的輪齒的微坑區(qū)域的軌跡線。具體實(shí)施例方式實(shí)施例1下面是本發(fā)明示例性實(shí)施方案的說明，其是在表I詳述的52”(130cm)的風(fēng)力渦輪機(jī)輸入級環(huán)形齒輪上進(jìn)行的。<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>鋼鐵，硬化的(通過硬化的、氮化的或者滲碳的-這是不知道的)將該齒輪從船運(yùn)材料中解包出來，并且目視檢查宏觀損傷例如壞掉的或者破裂的輪齒和明顯的F0D。出于該實(shí)施例的目的，使用表II的輪廓曲線儀，用照相法、石墨升降(graphitelift)和輪廓法(profilometry)記錄表面損傷例如F0D、侵蝕、微坑和大坑。<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>圖IA表示了被懷疑為在輪齒(隨后視為輪齒1)的側(cè)面上的微坑的石墨升降(graphitelift)。箭頭指示了輪廓曲線儀測量的損傷區(qū)域。這個區(qū)域被選擇為一種示例性的測量位置，這歸因于損傷的嚴(yán)重性，并且損傷點(diǎn)的獨(dú)特性使得它在整個測試過程中容易被發(fā)現(xiàn)。圖2A是沿著輪齒1上所確定的微坑面積的輪廓曲線儀表面粗糙度軌跡線，其顯示Ra-18微英寸(·457微米)，Rmax-158微英寸(4.0微米)和Rz_90微英寸(2.29微米)。該軌跡線的縱向尺寸是100微英寸(0.25微米)。該結(jié)果表示在下表VII中。將該齒輪安裝到根據(jù)表III的振動碗上，該碗填充有表IV的介質(zhì)，并且供給有表V的提純的化學(xué)品。<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>該機(jī)器與提純的化學(xué)品的流動一起開始。將所述齒輪完全淹沒到介質(zhì)下，并且完全用提純的化學(xué)品進(jìn)行潤濕。將提純的化學(xué)品連續(xù)的一直流入到該振動碗中。該振動碗沒有安裝有排液閥，以使得提純的化學(xué)品連續(xù)的從三個分開的狹縫化的排液位置排出。將該齒輪用提純的化學(xué)品加工1小時，然后從碗中取出進(jìn)行檢查。在檢查過程中停止振動碗和提純的化學(xué)品的流動。查找輪齒1，用濕布清潔，并干燥。用石墨升降(graphitelift)記錄輪齒1上的微坑面積的變化，如圖IB所示。觀察到整體微坑面積的減少和在齒輪原始制造過程中產(chǎn)生的殘留的研磨線的減少。通過輪廓法，在與圖IB中的箭頭所示的初始檢查相同的位置上記錄表面粗糙度Ra、Rmax和Rz。在顯眼區(qū)域中還目視檢查了該齒輪，來確認(rèn)在初始加工之后是否表現(xiàn)出更多損傷。在這種檢查中，注意到在大部分輪齒上的大量的FOD損傷。在該宏觀損傷檢查中觀察到大部分的FOD損傷，但是在初始加工和檢查之后，它的整個程度將變得更明顯的。輪廓曲線儀讀數(shù)顯示了在初始的加工期之后，表面粗糙度已經(jīng)增加到Ra-29微英寸(.737微米)，Rmax-427微英寸(10.8微米)和Rz-154微英寸(3.91微米)。這種表面粗糙度(Ra，Rmax和Rz)的增加顯示了“表面扭曲”掩蔽了在表面上所觀察的損傷的真實(shí)深度。然后將該齒輪用提純的化學(xué)品加工另外1小時，并且取出來進(jìn)行檢查。在檢查過程中停止振動碗和提純的化學(xué)品的流動。查找輪齒1，用濕布清潔，并干燥。用石墨升降(graphitelift)記錄輪齒1上的微坑面積的減小，如圖IC所示，其顯示了微坑面積的減小。還能夠看到齒輪原始制造過程中產(chǎn)生的殘留的研磨線已經(jīng)基本上被除去。通過輪廓法，在與初始檢查相同的位置上記錄表面粗糙度Ra、Rmax和Rz。圖2C是沿著初始檢查中的輪齒1上所示的微坑面積的表面粗糙度軌跡線。其顯示了下面的值Ra-Il微英寸(·279微米)；Rmax-282微英寸(7.16微米)；和Rz-71微英寸(1.80微米)。還應(yīng)當(dāng)注意表面粗糙度現(xiàn)在已經(jīng)比在加工1小時之后所測量的值降低了。將該齒輪隨后用提純的化學(xué)品再加工2個小時，然后取出來進(jìn)行檢查。在檢查過程中停止振動碗和提純的化學(xué)品的流動。查找輪齒1，用濕布清潔，并干燥。用石墨升降(graphitelift)記錄輪齒1上的微坑面積的變化，如圖ID所示?，F(xiàn)在可以看到損傷程度已經(jīng)明顯降低，并且研磨線已經(jīng)完全被除去。通過輪廓法，在與初始檢查相同的位置上記錄表面粗糙度(Ra、RmaX和Rz)。圖2D是沿著初始檢查中的輪齒1上所示的微坑面積的表面粗糙度軌跡線。其顯示了下面的值Ra-3微英寸(.076微米)；Rmax-23微英寸(.58微米)；和Rz_17微英寸(.43微米)。還應(yīng)當(dāng)注意表面粗糙度在該延伸加工中降低到明顯低于初始值的值。在4h后，根據(jù)粗糙度和殘留表面損傷面積的穩(wěn)定降低以及低于12微英寸(0.3微米)的Ra值的檢查，可以認(rèn)為該齒輪已經(jīng)被再磨光。殘留的表面損傷在單個區(qū)域中是小的，并且彼此遠(yuǎn)隔，這樣在殘留的損傷之間保持了明顯穩(wěn)定的表面積。此外，在原始制造過程中產(chǎn)生的全部研磨線被從該輪齒側(cè)面除去。但是，在完成所述加工后沒有觀察到新的損傷。殘留的損傷通過目視和石墨升降(graphitelift)檢查是明顯可見的。將該齒輪放回到振動碗中，使用表VI的磨光化學(xué)品進(jìn)行所述加工的磨光階段。I磨光化學(xué)品表VI‘商標(biāo)名FERROMILFBC-295~~濃度1v/v%,用水稀釋--流速50加侖/小時(2251/h)時間1.5小時停止提純的化學(xué)品。將磨光化學(xué)品引入到所述碗中來從該碗中沖洗提純的化學(xué)品，并且從齒輪表面上除去在提純階段形成的轉(zhuǎn)化涂層。將該齒輪磨光1.5小時，并且確認(rèn)完成。最終的目視檢查顯示加工后在輪齒1上保留了少量的殘留損傷?；谠谙鹊臏y量，可以估算出在4小時的加工過程中，從每個輪齒側(cè)面上除去了不大于400微英寸(10微米)的坯料(stock)。根據(jù)表VII中所公開的結(jié)果，可以看出在初始加工1小時后測量表面上的粗糙度值增加。在另外1小時的加工之后，這些值再一次相對于初始區(qū)域類似的放大。在4小時的加工后，能夠觀察到粗糙度的顯著降低，并且整個損傷度明顯降低。<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>對所述零件的定性評價同樣顯示整體的損傷度明顯降低。實(shí)施例2進(jìn)行了根據(jù)表VIII的第二個大量輸入級階段行星齒輪。<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>將該齒輪從船運(yùn)材料中解包出來，并且目視檢查宏觀損傷。用照相法、輪廓法和石墨升降(graphitelift)技術(shù)記錄表面損傷例如FOD和微坑。圖3A是使用表IX的輪廓曲線儀記錄的沿著微坑區(qū)域的表面粗糙度軌跡線，該軌跡線的縱向尺寸是10微米。<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>根據(jù)初始檢查記錄的表面粗糙度值Ra-O.68微米，Rmax-7.63微米和Rz_4.02微米。將該齒輪安裝到根據(jù)表X的振動盆中，該盆含有根據(jù)上表V的介質(zhì)。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>該機(jī)器是與表IV所示的提純的化學(xué)品的流動一起開始的，但是32升/小時的稍高的流速。將該齒輪整體淹沒到介質(zhì)下，并且完全用提純的化學(xué)品進(jìn)行潤濕。將該齒輪用提純的化學(xué)品加工6小時，并且基于相應(yīng)新部件的近似材料除去率的現(xiàn)有知識，最多除去大約15微米。定期檢查該齒輪。檢查的組成如下停止所述的振動盆和提純的化學(xué)品，從幾個輪齒移去介質(zhì)，并且目視評價損傷除去的進(jìn)展。在達(dá)到最大的時間/所允許的材料除去率時，停止提純化學(xué)品的流動，并且使用表VI的磨光化學(xué)品立即開始磨光化學(xué)品流動。將該齒輪磨光3小時，并且確認(rèn)完成。用照相法、輪廓法和石墨升降(graphitelift)技術(shù)記錄表面損傷例如FOD和微坑。圖3B是在1微米縱向尺寸上沿著微坑區(qū)域的表面粗糙度軌跡線。它顯示了下面的值Ra-O.07微米，Rmax-O.94微米和Rz-O.61微米。最終的目視檢查顯示在加工之后在輪齒上保留著殘存的微坑。石墨升降(graphitelift)結(jié)果顯示微坑面積沒有明顯的降低，但是輪廓曲線儀測量顯示深度明顯降低。在所述加工過程中對部件的目視監(jiān)控顯示損傷是穩(wěn)定的，并且沒有觀察到新的損傷。殘留表面損傷區(qū)域具有低于0.3微米的Ra值。將該齒輪在提純周期中加工規(guī)定的時間量，目的是保證將在原始制造過程中產(chǎn)生的全部的研磨線從輪齒側(cè)面除去?；谶@些觀察，所述零件被認(rèn)為進(jìn)行了再磨光。為了清楚起見，這里沒有描述執(zhí)行本發(fā)明方法的全部的可能性。應(yīng)當(dāng)理解在所述方法實(shí)際的實(shí)施方案的發(fā)展和執(zhí)行中，可以進(jìn)行眾多的具體的執(zhí)行決定來實(shí)現(xiàn)具體的目的，例如與相關(guān)的系統(tǒng)和相關(guān)的商業(yè)限制相適應(yīng)，其將從一種執(zhí)行變?yōu)榱硗庖环N。此外，應(yīng)當(dāng)理解這樣的發(fā)展努力可能是復(fù)雜的和耗時的，但是仍然是受益于本發(fā)明的本領(lǐng)域技術(shù)人員慣常采用的。除了上述這些之前，可以對此處所述的結(jié)構(gòu)和技術(shù)進(jìn)行另外的改變，而不脫離本發(fā)明的主旨和范圍。因此，雖然已經(jīng)描述了具體的實(shí)施方案，但是這些僅僅是示例性的，并非對本發(fā)明范圍的限制。權(quán)利要求一種檢查工程部件的亞表面損傷的方法，其使用消減表面工程工藝來從該部件的臨界表面上除去材料，該方法包含a).在部件上進(jìn)行所述工藝來從表面上除去一定量的材料；b).檢查該部件的表面來確定外觀損傷程度；c).在該檢查的基礎(chǔ)上確定是否i.該部件被充分地再磨光以重新使用；或者ii.該部件應(yīng)當(dāng)廢棄。2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其包含進(jìn)行至少一個另外的檢查周期，由此對于每個另外的檢查周期來說，重復(fù)a)、b)和c)i中至少一個階段。3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中重復(fù)該檢查周期，直到外觀損傷程度變穩(wěn)定。4.根據(jù)權(quán)利要求2或者3的方法，其中損傷包含微坑，階段b)包含確定至少一個微坑區(qū)域的程度，階段c)包含將該微坑區(qū)域的程度與在先的周期中確定的程度進(jìn)行對比。5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中當(dāng)微坑區(qū)域的程度小于在先的周期中所確定的程度時，則終止該方法。6.根據(jù)任何一個前述權(quán)利要求的方法，其中當(dāng)損傷基本上被除去之后，則終止該方法。7.根據(jù)任何一個前述權(quán)利要求的方法，其中在階段a)的過程中，除去了0.1微米-10微米厚的材料。8.根據(jù)任何一個前述權(quán)利要求的方法，其用于檢查多個用過的部件，由此在相同的加工條件下，對全部的部件同時進(jìn)行階段a)。9.根據(jù)任何一個前述權(quán)利要求的方法，其中該消減表面工程工藝是一種化學(xué)加速的振動工藝。10.根據(jù)任何一個前述權(quán)利要求的方法，其中進(jìn)行該從表面上除去材料的加工，來達(dá)到小于0.25微米的表面光潔度Ra。11.根據(jù)任何一個前述權(quán)利要求的方法，該方法能夠這樣來進(jìn)行，即，無需參考該部件的工程說明圖或者相當(dāng)?shù)恼f明頁。12.根據(jù)任何一個前述權(quán)利要求的方法，其中該方法是不使用部件的特殊加工來進(jìn)行的。13.根據(jù)任何一個前述權(quán)利要求的方法，其進(jìn)一步包含在待處理的表面上提供指示物，并且檢查該指示物來確定除去的材料的量。14.一種再磨光工程部件的方法，其使用消減表面工程工藝來從部件的舊的或者損傷的臨界表面上除去材料，該方法包含a).在該部件上初始進(jìn)行所述工藝，來從表面上除去第一量的材料；b).檢查該部件的表面來確定損傷程度；和c).隨后進(jìn)一步進(jìn)行所述工藝來除去另外量的材料。15.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其進(jìn)一步包含重復(fù)階段b)和c)。16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中重復(fù)階段b)和c)，直到損傷程度變得穩(wěn)定。17.根據(jù)權(quán)利要求15或者16的方法，其中該損傷包含微坑，階段b)確定至少某些微坑區(qū)域的程度，由此在隨后的階段b)和c)中，監(jiān)控該微坑區(qū)域的程度，并且一旦該微坑區(qū)域的程度變得穩(wěn)定，則終止所述方法。18.根據(jù)權(quán)利要求14-17中任何一個的方法，其中當(dāng)損傷已經(jīng)基本上被除去時，則終止該方法。19.根據(jù)權(quán)利要求14-18中任何一個的方法，其中在階段a)的過程中，除去了0.1微米-10微米厚的材料。20.根據(jù)權(quán)利要求14-19中任何一個的方法，其用于再磨光多個用過的部件，由此在初始進(jìn)行所述工藝之后，在其中損傷程度大于預(yù)定的量時，廢棄這些部件。21.根據(jù)權(quán)利要求14-20中任何一個的方法，其用于同時的再磨光多個用過的部件，由此至少在階段c)的過程中，使得該部件全部經(jīng)受同樣的加工條件。22.根據(jù)權(quán)利要求14-21中任何一個的方法，其中該消減表面工程工藝是一種化學(xué)加速的振動工藝。23.根據(jù)權(quán)利要求14-22中任何一個的方法，其中進(jìn)行所述工藝來達(dá)到小于0.25微米的表面上的表面光潔度Ra。24.根據(jù)權(quán)利要求14-23中任何一個的方法，該方法能夠這樣來進(jìn)行，即，無需參考該部件的工程說明圖或者相當(dāng)?shù)恼f明頁。25.根據(jù)權(quán)利要求14-24中任何一個的方法，其中該方法是不使用部件的特殊加工來進(jìn)行的。26.根據(jù)權(quán)利要求14-25中任何一個的方法，其進(jìn)一步包含在待處理的表面上提供指示物，并且檢查該指示物來確定除去的材料的量。27.一種根據(jù)任何一個前述權(quán)利要求的方法再磨光的工程部件，其具有殘留的表面損傷和小于0.25微米的表面粗糙度Ra。28.權(quán)利要求27的部件，其選自齒輪、軸桿、軸承、活塞、輪軸、凸輪、支座、密封墊。全文摘要對用過的或者損傷的工程部件進(jìn)行再磨光是如下來進(jìn)行的使用消減表面工程工藝來從舊的或者損傷的臨界表面上除去材料。該方法包括初始時在所述部件上進(jìn)行所述工藝來從表面上除去第一量的材料，檢查該部件的表面來確定損傷程度，和如果需要，隨后進(jìn)一步進(jìn)行所述工藝來除去另外量的材料。文檔編號B24B31/00GK101801602SQ200880104960公開日2010年8月11日申請日期2008年8月28日優(yōu)先權(quán)日2007年8月28日發(fā)明者G·斯羅卡,L·W·溫克爾曼,M·D·米肖申請人:雷姆技術(shù)公司