本发明涉及一种用于制造超声波探头部件的铜合金材料及其制备方法，属于无损检测技术领域。
背景技术：
钢管超声波检测，有手工和自动两种。手工检测配置相对简单，但是速度慢，不适合大批量的生产。自动检测采用探头旋转方法时，探头和钢管一般不直接接触，多采用水作为耦合介质。
钢管超声波检测设备，一般检测检测沿钢管纵向延伸的缺陷。如果要检测横向缺陷，需要调整探头的方向，一次只能检测一种缺陷。而随着用户要求的提高，目前还提出检测钢管尺寸的要求。
为提高检测速度，达到检测多种缺陷的目的，需要配置各种角度和方向的探头。一种方式是制作三个旋转探头设备，分别检测纵向缺陷、横向缺陷、钢管几何尺寸。这种方式制作和调整相对简单，但是需要加工多个设备，投入较多，自动检测设备占用地方大。
技术实现要素：
本发明目的是提供一种用于制造超声波探头部件的铜合金材料及其制备方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明提供了一种超声波探头部件，其包括探头安装基座、探头压盖、传动丝杆、齿轮、刻度盘、锁紧螺母、旋转探头座、接线插拔盖板座、整体连接底座。所述接线插拔盖板座设置于整体连接底座上。整体连接底座安装在设备上面。整体连接底座通过传动丝杆，连接探头安装基座。旋转探头座安装在探头安装基座上面，探头压盖用于固定探头。传动丝杆外侧依次设有齿轮、刻度盘和锁紧螺母，转动传动丝杆，可实现探头安装基座的整体升降，传动丝杆转动时带动齿轮和刻度盘转动，刻度盘上的数值变化反映了升降幅度。
本发明还提供一种超声波旋转探头组件的材料化学成分配比及制造方法，通过改变材料的合金元素配比，并相应优化p和pb含量，进一步提高基体强度，耐蚀性和耐磨性，提高使用寿命和减少使用过程中的调节失效。该材料的主体组成包括按重量百分数计的如下元素：sn、9.0～11.5％；pb、1～3％；p、0.5～1.0％；余量为cu和不可避免的杂质。
制作探头组件的关键部件，有探头安装基座、探头压盖、整体连接底座。其可用材料，有铜合金、铝合金、不锈钢。组件内的本体件有升降机构、调节机构、各种探头，需要加工多种安装孔、螺丝孔，需要有一定的硬度、又方便机加工。铝合金强度不够，不锈钢较难机加工，因此，用铜合金较合适。
作为优选方案，所述铜合金材料还包括ni、al、zn、mn中的至少一种，其中，ni、al、zn、mn的重量百分数分别为：0.3～0.6％；al、0.5～1.0％；zn、0.4～0.8％；mn、0.3～0.6％。
一种如前述的铜合金材料的制备方法，其包括如下步骤：
配料、真空铸造、消除铸造缺陷热处理、粗加工、探伤、半精加工、稳定性热处理和精加工。
将铸造后锡青铜加热至400～650℃时，α棱晶间的δ相扩散溶入α相中，引起合金体积膨胀从而堵塞锡青铜件的显微缩孔，改善其密度均匀性和耐压性；半精加工后采用的将插件进行稳定退火，作为插件半精加工后的最终热处理，以消除冷加工应力，稳定弹插件的外形尺寸及保持足够的强度和韧性。
作为优选方案，所述消除铸造缺陷热处理的具体操作为：将真空铸造后得到的锡青铜在590～610℃下保温3h后，随炉冷却。
作为优选方案，所述稳定性热护理的具体操作为：将半精加工后的锡青铜在390～410℃保温3h后，随炉冷却。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明将各种探头部件组合在一个旋转探头组件上，同时检测管料纵向、横向的缺陷和钢管几何尺寸；
2、本发明中制造超声波旋转探头组件的材料，经实际使用，达到高速检测的使用效果，满足调节高度和角度的要求，具有耐蚀性和耐磨性的特点。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是本发明的探头部件的主视图；
图2是本发明的探头部件的左视图；
图3是本发明的探头部件的俯视图；
图中：1、探头安装基座；2、探头压盖；3、传动丝杆；4、齿轮；5、刻度盘；6、锁紧螺母；7、旋转探头座；8、接线插拔盖板座；9、整体连接底座。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
用于制造本发明中超声波旋转探头组件的铜合金材料，其元素组成如表1所示，制备方法均如下：配料，真空铸造，消除铸造缺陷热处理，粗加工，探伤，半精加工，稳定性热处理，精加工。
表1.具体实施例与对比例
配料：选取材料，按照配方进行称量和准备。
真空铸造：在高温下，进行真空铸造，材料成型。
消除铸造缺陷热处理：将铸造后锡青铜加热至400～650℃时，α棱晶间的δ相扩散溶入α相中，引起合金体积膨胀从而堵塞锡青铜件的显微缩孔，改善其密度均匀性和耐压性。本发明所用铸造锡青铜热处理工艺为：加热至590～610℃，3h保温，随炉冷却。
粗加工：对坯料进行车削，圆形结构，便于后续加工。
探伤：对粗加工的坯料用超声波探伤和渗透探伤，检测疏松、气孔、裂纹等缺陷，合格的情况下，再进行加工。
半精加工：数控机床进行整体加工。
稳定性热处理：半精加工后采用的将插件进行稳定退火，作为插件半精加工后的最终热处理，以消除冷加工应力，稳定弹插件的外形尺寸及保持足够的强度和韧性。本发明所用铸造锡青铜稳定性热处理工艺为：加热至390～410℃，3h保温，随炉冷却。
精加工：打磨、圆整。
按照以上实施例的材质和制造工艺制作了超声波旋转探头组件，经实际使用，达到高速检测的使用效果，满足调节高度和角度的要求，具有耐蚀性和耐磨性的特点。
安装时，将整个超声波旋转探头组件插入旋转装置内套上的安装孔内。
检测横向缺陷的探头通过探头压盖2，固定在探头安装基座1内。
检测纵向缺陷的探头安装在旋转探头座7内，可调节探头角度。
检测厚度的探头安装在探头安装基座1内。
传动丝杆3外侧依次设有齿轮4、刻度盘5和锁紧螺母6，转动传动丝杆3，可实现探头安装基座1的整体升降，传动丝杆3转动时带动齿轮4和刻度盘5转动，刻度盘5上的数值变化反映了探头安装基座1的升降幅度。
转动传动丝杆3，实现探头安装基座1和整体连接底座9的相对升降运动。
探头安装基座1在设备安装孔内升降时，齿轮4带动刻度盘5转动，操作人员通过观察刻度盘5上的数值，知晓探头安装基座1升降的具体数值。
接线插拔盖板座8上面有几个插座，各种探头信号线接在插座上，通过接线插拔盖板座8，将信号传送到旋转装置内。
本发明的主要部件由整体连接底座和探头安装基座组成，它们之间有升降机构、调节机构、探头等部件。整体连接底座固定在旋转装置内套上，探头安装基座伸入旋转装置内套上开的安装孔内，更换规格时，需要调节升降机构，使探头安装基座在孔内上下移动，以便找到合适的位置，以保证探伤需要的水层距离。为保证可靠锁紧，探头安装基座和孔壁的间隙很小。采用本发明的材料制作的本体工件，在多次升降后，表面光滑，无拉毛现象。而采用对比例铜材料制作的工件，表面发白而且有拉毛现象。可见本发明的材料耐磨性能好。
本发明的部件探头安装基座内装有探头，探头组件装在旋转体内。旋转体转速达到每分钟1200转的时候，探头位置固定可靠，检测过程中探头和钢管表面的入射角度稳定，探头高速旋转时不产生角度的变化，可靠锁紧。探伤波形图稳定，无晃动现象，满足纵向、横向、测厚的要求。
综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。