機械工業(yè)部重型礦山機械工業(yè)局企業(yè)標準
JB/ZQ 6101-85
鍛鋼件的磁粉檢驗方法
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本標準適用于鍛鋼件的磁粉檢驗。本標準規(guī)定的檢驗方法,可以得出能作為驗收依據(jù)的可靠的結(jié)果。本標準不包括驗收標準或質(zhì)量等級標準。
本標準等效采用ASTM A275－83《鍛鋼件的磁粉檢驗方法標準》。
1 與本標準有關(guān)的標準
JB/ZQ 6116 《磁粉檢驗方法》
2定義
2.1磁通量---當磁感應(yīng)強度呈均勻分布并垂直于鍛件表面時,磁感應(yīng)強度同表面(或橫截面)面積的乘積。
2.2磁粉檢驗方法--- 一種將鍛件適當磁化后,應(yīng)用漏磁場引起磁粉堆集的原理,探測其表面或近表面缺陷的方法。
2.3磁痕---由漏磁場引起的磁粉堆集所形成的肉眼可見的圖象。
2.4線狀磁痕---長度不小于3倍寬度而且不少于1.5mm的磁痕。
2.5偽缺陷---由零件結(jié)構(gòu)、偶然因素或與缺陷無關(guān)的特殊原因引起的非缺陷性質(zhì)的磁痕。
3應(yīng)用依據(jù)
3.1鍛件供需雙方對按合同或技術(shù)條件要求應(yīng)作磁粉檢驗的鍛件就下列各項達成的協(xié)議:
a. 鍛件上需要磁粉檢驗的部份;
b. 可認為是缺陷顯示的磁痕的類型、大小、數(shù)量、部位及方向;
c. 電流類型、磁粉施用方法、退磁要求及磁場強度等。
3.2驗收標準。
4驗收時期
4.1除非需方另有規(guī)定,驗收檢驗應(yīng)在鍛件經(jīng)*終熱處理和精加工后進行。
4.2在磁粉檢驗中采用半波整流、直流及直接磁化時，驗收檢驗可以在精加工前但加工余量不超過0.75mm時進行。
5磁化裝置
5.1可以采用交流、整流(全波或半波)或直流電源。如果要讓電流通過鍛件,則設(shè)備中應(yīng)有接觸面和夾緊力都足夠大的緊固裝置,以便所要求的電流通過而又不燒壞所檢驗的鍛件。
5.2如果能夠證明采用手提式電磁鐵(交流或直流)磁軛探測裂紋狀缺陷的靈敏度至少相當于采用直接磁化法的靈敏度,則可以把電磁鐵磁軛用作磁化設(shè)備。
6磁粉
6.1檢查用的介質(zhì),應(yīng)是細小分散的鐵磁性粉粒。它可以懸浮在合適的液體介質(zhì)中使用,也可以以干粉的形式使用。
6.2磁粉的大小和形狀,以及磁粉的磁性能,這些(不論是單項的還是綜合的)都是重要的參數(shù)(見第9章)。
7受檢表面的制備
7.1磁粉檢驗的靈敏度同受檢鍛件表面狀態(tài)有很大關(guān)系。在用噴丸或其他方法清理過的鍛件表面上,缺陷可以很好地顯示出來。在有少量熱處理氧化皮而又未作任何專門表面處理的鍛件表面上,缺陷也能顯示,但是疏松的氧化皮必須去掉。為了能探測出細小的缺陷,受檢鍛件的表面粗糙度一般不得大于Ra6.3μm。
7.2受檢鍛件表面上不得有油、脂或其他可能粘附磁粉的物質(zhì)。
7.3粗糙的受檢表面會妨礙磁粉移動,從而會造成假的缺陷顯示。粗糙的表面應(yīng)進行打磨,如果不允許打磨,可以在表面粗糙處覆蓋一紙帶(如第11.1.1.2條所述)。
8磁化方法
8.1可以在工件上直接通以電流,使鍛件磁化;也可以用中心導(dǎo)體或線圈在工件上產(chǎn)生感應(yīng)磁場,使鍛件磁化。探測表面缺陷,可以用交流電作磁化電源,也可以用直流電作磁化電源。在周向磁化中,由于交流電的“集膚效應(yīng)”會降低探測缺陷的*大深度,所以在主要是探測表層以下的缺陷時應(yīng)采用直流電。
8.1.1連續(xù)法
在磁化電流不中斷、外加磁場起作用的同時,在受檢鍛件的表面施用磁粉或磁懸液進行檢查。電源產(chǎn)生持續(xù)時間不超過1s的高電流強度的脈沖電流。在這個電流持續(xù)時間內(nèi)至少應(yīng)有三個脈沖,或者說,在設(shè)備提供連續(xù)電流的情況下,*短的通電持續(xù)時間為1/5--1/2s。
8.1.2波動法
本方法限于采用直流電時。先施以較高的磁化力,然后把磁化力降至較低值,并在保持這一較低的磁化力值的條件下施用磁粉或磁懸液。
8.1.3剩磁法
在切斷電流、移去外加磁場后施用檢查介質(zhì),利用工件上的剩磁進行檢查。這種方法一般不用來檢查鍛件,如果要用,必須取得需方同意。
8.2對每個檢驗部位,至少應(yīng)分別檢驗兩次。**次檢驗的磁化方向,應(yīng)同**次檢驗的大致垂直。**次檢驗可以采用不同的磁化方法,不能同時進行兩個或兩個以上方向的磁化。
注: 有一種例外情況,即產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁化方法.用這種方法,只要施加一次磁粉,就可以探出任何方向的缺陷.
8.3磁化可以按方向分為縱向磁化和周向磁化兩類。
8.3.1縱向磁化
磁力線一般平行于鍛件軸線。經(jīng)縱向磁化的鍛件,有確定的磁極,可以很容易地用羅盤或磁強計測出來。縱向磁化通常是用將鍛件放在螺線管中的方法來實現(xiàn)的,螺線管是用電纜線纏繞而成的(圖1)。在滿足第5.2條要求的情況下,也可以在縱向磁化中使用磁軛作為磁化設(shè)備(圖2)。
圖1 縱向磁化 圖2 縱向磁化(使用磁軛)
8.3.2周向磁化
使電流直接通過鍛件(圖3),或者通過導(dǎo)電體來產(chǎn)生感應(yīng)磁場(圖4),或者使導(dǎo)線穿過鍛件孔洞來產(chǎn)生感應(yīng)磁場(圖5),都可以實現(xiàn)周向磁化。用圓棒電極接觸鍛件,使電流通過鍛件中的局部區(qū)域,可以實現(xiàn)局部周向磁化(圖6)。
圖 3 周向磁化 圖 4 周向磁化
(電流直接通過鍛件) (電流通過中心導(dǎo)體)
圖 5 周向磁化 圖 6 局部周向磁化
(使用“觸頭”式電極)
8.4磁場幾乎完全被吸持在工件內(nèi),可能沒有磁化狀態(tài)的外部表現(xiàn)。在垂直于磁場的方向,磁痕*明顯。
8.5采用的*小磁場強度,應(yīng)能顯示所有有異議的缺陷并對它們加以區(qū)分。*大的磁場強度,應(yīng)恰好低于磁粉在工件表面開始產(chǎn)生過度粘附這一臨界點。
8.5.1當采用線圈磁化時,磁場強度同電流(如果使用線圈或螺線管,則同安匝)成正比,而同受檢截面的厚度成反比。
8.5.1.1 對于環(huán)繞線圈(圖1),應(yīng)采用直流電或整流電流。線圈各匝應(yīng)緊靠在一起,磁場強度隨著離開線圈的距離增大而降低,長的鍛件因而應(yīng)分段磁化。如果被檢部位超出線圈任一側(cè)150mm以上,就必須采用磁場指示器來驗證磁場強度是否足夠(見8.5.6條)。
8.5.1.1.1 小鍛件的磁化電流應(yīng)當用下式求得:
3500
IN= ------------(安匝)
L/D + 2
式中: I---線圈電流,A;
N---線圈或電纜圈的匝數(shù),匝;
L---工件長度,mm;
D---工件直徑,mm。
上式適用于L/D≥4的鍛件。對于L/D<4的鍛件,應(yīng)當采用磁場指示器來校驗是否有足夠的磁場強度(見8.5.6條)。圖7所示的曲線可以用來確定所要求的同一個L/D相對應(yīng)的安匝數(shù)。
8.5.1.1.2 對于大鍛件,磁化電流應(yīng)當在1200---4500安匝范圍內(nèi)。應(yīng)當采用磁場指示器來校驗被檢區(qū)是否有足夠的磁場強度(見8.5.6條)。
8.5.1.2 對于采用穿過工件的線圈進行周向磁化(見圖5),所用電流是8.5.2條給定安培數(shù)除以線圈匝數(shù)所得的商。
8.5.2如果電流直接通過受檢鍛件進行磁化,則每25mm直徑(或同電流相垂直的橫截面的*大寬度)D所使用的交流和直流或整流電流強度I建議如下:
工件外徑D(mm) 交流電流值I (A) 直流或整流電流值I (A)
≤125 300--450 600--900
>125--250 200--300 400--600
>250 50--200 100--400
對于空心工件,如果導(dǎo)線是直接夾緊在工件壁上則所用電流強度值應(yīng)按工件壁厚計算。
在上述各種情況下,都可以使用磁場指示器來確定磁化力是否合適(見8.5.6條)。
8.5.3用觸頭產(chǎn)生局部周向磁化時,磁場強度同所采用的電流強度成正比,但也隨著兩觸頭的間距和被檢截面的厚度的不同而變化。
8.5.3.1 材料厚度不到20mm時,每25mm觸頭間距應(yīng)采用75--100A的磁化力。材料厚度等于或大于20mm時,每25mm的觸頭間距應(yīng)采用100--125A的磁化力。
8.5.3.2 觸頭間距不超過200mm。觸頭間距一般不得小于75mm,以免觸頭周圍出現(xiàn)磁粉堆積。要注意防止被檢表面出現(xiàn)局部過熱或**。當斷路(接觸**)磁化電壓超過25V時,推薦使用鋼觸點觸頭、鋁觸點觸頭或銅刷型觸頭而不要使用整體銅觸點觸頭。以免銅滲入工件表面。可以成對地使用長久磁鐵吸盤,也可以把它同一支觸頭一起使用。磁鐵不得用在電流超過1500A的時候,因為這會降低磁化強度。
8.5.3.3 可以采用安置在觸頭手柄中的遠距離開關(guān)。此開關(guān)應(yīng)在電極觸頭定位妥當后才許開啟通電。取下電極觸頭時,要先關(guān)閉此開關(guān),以免產(chǎn)生電弧。
8.5.3.4 檢驗時應(yīng)當有足夠的重迭,以保證在規(guī)定的靈敏度下有100%的覆蓋度。
8.5.3.5 每個檢驗區(qū)域至少要檢驗兩次,觸頭位置應(yīng)使得后一次檢驗時的磁力線大體上垂直于前一次檢驗時的磁力線。
8.5.4對于軸類鍛件內(nèi)孔間接周向磁化(圖4),應(yīng)采用每25mm孔徑100--125A的電流。
8.5.5應(yīng)使用電流表之類的合適的度量工具,對規(guī)定的或雙方商定的電流進行測定。
8.5.6必要時應(yīng)使用磁場指示器(圖8)來確定磁場是否合適。所用的磁化電流,應(yīng)能在指示器上產(chǎn)生清晰的圖象。
圖7 縱向磁化時所用磁化電流的 圖8 磁粉磁場指示器
安.匝數(shù)隨L/D而變化的曲線
8.5.6.1 使用磁場指示器時,先把指示器放在待檢鍛件上,然后施加所需的電流和磁粉。當磁粉產(chǎn)生可辨認的圖象(通常為“＋”字線)時,就表明待檢鍛件內(nèi)已產(chǎn)生有足夠的磁場強度。
8.5.7使用電磁鐵磁軛來磁化局部區(qū)域時,在兩極之間形成縱向磁場。
8.5.7.1 所用磁軛可以是固定式的或鉸接式的。
8.5.7.2 交流電磁鐵磁軛,當兩極間距為75--150mm時,至少應(yīng)有45N的提升力。直流電磁鐵磁軛當兩極間距為75--150mm時,至少應(yīng)有180N的提升力。
8.5.7.3 每個檢驗區(qū)域至少要檢驗兩次,前后兩次檢驗時的磁力線應(yīng)大體上相互垂直。
8.5.7.4 磁極間距應(yīng)限制在50--200mm的范圍內(nèi)。
8.5.7.5 檢查區(qū)域應(yīng)限制在兩磁連線兩側(cè)相當于1/4*大磁極間距的范圍內(nèi)。磁極間距每次應(yīng)有25mm以上的重迭。
9磁粉的施加
9.1.1干粉法,當鍛件得到適當磁化后,可以采用下述方法之一施加磁粉。
9.1.1.1 用干粉法時,可以使用于動篩、機械篩、噴粉器或機械鼓風(fēng)器等施加磁粉。篩子只能用于朝上平放的或近似平放的表面,噴粉器和鼓風(fēng)器則可用于立面和朝下的表面。磁粉應(yīng)均勻地施加到鍛件表面上。干粉的顏色應(yīng)有適當?shù)膶Ρ榷?、磁粉施加得過多是不利的,因為它會遮蓋缺陷的磁痕。
9.1.1.2 在吹去多余的磁粉時,應(yīng)注意操作,不要破壞磁痕。
9.1.2濕法
9.1.2.1 油劑:由煤油和變壓器油按一定比例混合后,再摻入適量的磁粉,配制成磁懸液。要求磁懸液在20℃時的運動粘度應(yīng)在6--15cSt的范圍內(nèi)。磁懸液還應(yīng)具有揮發(fā)性小、化學(xué)穩(wěn)定性好、閃點高、容易清洗和對零件無腐蝕、對人體無害等特點。磁懸液的磁粉含量一般應(yīng)為12--20g/L。磁懸液應(yīng)根據(jù)使用情況定期更換,可保持清潔。
9.1.2.2 水劑:將磁粉懸浮在清水或加有適當潤濕劑的清水中,配成磁懸液。磁懸液的磁粉含量一般應(yīng)為20--25g/L。
9.1.3熒光法
9.1.3.1 熒光磁粉檢驗是濕法的改進。所用的磁懸液同濕法用的相類似,但磁粉顆粒外面涂附有一層熒光物質(zhì),這種物質(zhì)在不可見光激發(fā)下能發(fā)出熒光。
9.1.3.2 磁懸液的調(diào)制方法和濕法的相同。熒光磁粉在磁懸液中的含量應(yīng)為1--7g/L。
9.1.3.3 媒介液不得具有熒光性。
9.1.3.4 如果采用熒光磁粉,檢驗應(yīng)當在暗黑區(qū)用不可見光(“黑光”)進行,而且工作時至少應(yīng)有970lx的光照度。“黑光燈”應(yīng)輻射出波長為3300--3900埃的紫外線,使受照射的磁粉發(fā)出明亮的熒光。燈管在檢驗前至少要預(yù)熱5min。
10退磁
10.1如有規(guī)定,鍛件在檢查后應(yīng)充分退磁,以免殘留磁場妨礙以后的焊接、機加工等工序的進行。
10.2當采用直流電時,通常是用反復(fù)改變電流方向并逐步降低磁化電流強度的方法,來達到退磁的目的。退磁時采用的起始磁場強度,應(yīng)等于或大于原有的磁化力。當電流降低到零時,工件實際上已經(jīng)退磁。大型鍛件推薦采用直流電退磁。
10.3當采用交流電時,只需要一點一點地降低磁化電流,或者連續(xù)降低磁化電流到某個很低的數(shù)值。
10.4如果工件在使用或機加工前要作奧氏體化處理,這樣的工件就不需要退磁。
11磁痕記錄報告
11.1應(yīng)記錄所有線狀磁痕的尺寸、數(shù)量及所在的部位,用草圖標出磁痕的位置、方向及重復(fù)出現(xiàn)次數(shù)。報告中應(yīng)指出磁化類型,包括接觸的位置和利用的電流。
11.2如果需要作長久性記錄,可以采用下述方法。
11.2.1小心地將透明玻璃膠紙帶覆蓋在磁痕表面。讓磁粉痕跡粘上后,將紙帶揭下,放在白紙或卡片板上,用照相或其它辦法復(fù)制。
11.2.2當用通常方法檢驗發(fā)現(xiàn)有磁痕后,將集聚的磁粉**掉,用一張表面光潔、背面涂有樹脂粘合膠的白紙帶覆蓋在顯示過磁痕的部位,再次通電并施加磁粉,這時磁粉會在紙上顯示出缺陷痕跡。在繼續(xù)通電的情況下,往紙帶表面噴涂一薄層丙烯基漆。然后斷開電流揭下紙帶,就可以得到一個磁痕在正面的**復(fù)制品。
12磁痕的辨認和評定
12.1下述各條不得作為鍛件驗收標準,但有助于對得到的磁痕進行辨認和評定。JB/ZQ6116標準中提供了磁粉顯示的缺陷及參照照片的實例。
12.2在解釋某個磁痕的形成原因時,必須考慮下列因素:
a. 磁痕的外觀;
b. 磁痕的方向和形狀;
c. 制造鍛件的材料的種類;
d. 鍛件的生產(chǎn)過程、加工類型和處理等;
e. 從以往生產(chǎn)同類鍛件進行諸如解剖、腐蝕、破斷、切削、磨削等破壞性試驗取得的經(jīng)驗。
12.3磁痕可分以分成三大類:
12.3.1表面缺陷的磁痕
這類磁痕輪廓清晰而且磁粉緊密集聚、附著良好。各種表面缺陷可以從下述特征進行辨認:
a. 夾層:其磁痕粗濃而且平行于表面;
b. 重皮和折迭:其磁痕可能不很濃,并且不直,是沿著金屬流線分布的;
c. 白點(氫致熱裂):可能出現(xiàn)在已經(jīng)機加工的部位,其磁痕不規(guī)則而且分散;
d. 熱處理裂紋:其磁痕粗濃,并且出現(xiàn)在拐角、溝槽和截面變化的部位;
e. 收縮裂紋:其磁痕非常粗濃而且清晰,一般是連續(xù)的而且有幾個分枝,出現(xiàn)在截面變化的部位;
f. 磨削裂紋:其磁痕往往成群出現(xiàn),而且同磨削方向相垂直;
g. 腐蝕或涂鍍裂紋:其磁痕粗濃而且同殘余應(yīng)力方向相垂直。
12.3.2表皮下缺陷的磁痕
這類磁痕比較寬,輪廓模糊不清,磁粉附著**。各種表皮下缺陷一般具有下列特征:
a. 線狀非金屬夾雜物:其磁痕類似表面皺紋,往往比較粗濃,但通常是間斷的或者比較短的,成群出現(xiàn),沿著金屬流線分布,而且只當缺陷位于表面附近時才出現(xiàn);
b. 大的非金屬夾雜物:其磁痕可以在鍛件的任何部位出現(xiàn),從清晰到分散分布;
c. 焊道下裂紋:其磁痕寬而分散;
d. 鍛裂:其磁痕分散而且不規(guī)則。
12.3.3偽缺陷的磁痕
這類磁痕通常混淆不清,但一般偽缺陷可以按下述進行辨認:
a. 磁寫:其磁痕模糊不清,而且能隨退磁而破壞,是磁化時同別的鋼或磁性體接觸引起的;
b. 截面變化:其磁痕寬而模糊,是由于磁場強度在齒輪齒部、零件圓角過渡或倒角處、鍵槽等部位增大引起的;
c. 焊縫邊緣:其磁痕磁粉附著**,是磁力性能改變引起的;
d. 流線:其磁痕呈大片分布而且相互平行,易于在磁化電流過大時出現(xiàn)。
12.4所有偽缺陷應(yīng)先當作缺陷考慮,直到通過表面而修整可以消除或者其他非破壞性試驗手段復(fù)查證實不是缺陷時,才可以當作偽缺陷處理。
13驗收標準
磁粉檢驗發(fā)現(xiàn)的缺陷的驗收標準,應(yīng)由產(chǎn)品標準、合同或定單加以規(guī)定。
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附加說明:
本標準由德陽大型鑄鍛件研究所提出并歸口。
本標準由上海重型機器廠負責(zé)起草。
本標準主要起草人沈順甫、劉武。
機械工業(yè)部重型礦山機械工業(yè)局1985-02-28發(fā)布 1985-05-01實施
