磁粉检测课程设计
课题：带齿轴的磁粉检测 学院：测试与光电工程 班级：100815 姓名：韩志伟 指导老师：周瑞琪
二零一三年十月二十三日
测试与光电工程学院 课程设计任务书
系班 学生学号
课题名称： 带齿轴 的磁粉检测
课题设计要求：
1. 编制所指定工件的磁粉探伤工艺规程，工艺卡。
2. 说明编制规程、工艺卡所依据的标准的条目，所选择参数的计算方法和过程。 3. 通过实践验证所编的规程、工艺卡的合理性和可靠性，如不能正确检测缺陷，则对所编规程进行修改，直到能检出。分析影响检测结果的相关因素，根据自己的实际的检测过程，重点分析其中一种的原因以及解决方法。 4.根据自己选定的标准中的验收规定，对缺陷定量、定性、定位。
课题内容：
1. 给定定工件实物名称、材料、热处理状态等。
2. 根据磁粉检测原理和工艺步骤，设计探伤规程和工艺卡。 3. 编写设计根据和原理说明。
4. 对实物进行检测，验证设计的合理性，或做修改，反复，达到设计上合理，实践上可行的要求。
5. 撰写课程设计报告（内含工件的检测报告）。
进度安排：
1. 周一安排任务，任务说明 2. 周二∽周四，查阅资料，设计。 3. 周四∽周五答疑，验证确定设计任务。 主要参考资料:
1. HB72-98航空制件磁粉检测 2. JB4730-2005 特种设备无损检测
3. 任吉林等编 《电磁检测》科学出版社 2008年
系负责人：陆 铭 慧 指导教师：周 瑞 琪 2013年9月
带齿轴的磁粉检测
学生姓名：韩志伟 学号：10081515
指导老师：周瑞琪
摘要： 磁粉检测是利用铁磁性材料工件被磁化后，由于不连续性的存在，使工件表面和近表面的磁力线发生局部畸变 而产生漏磁场，吸附施加在工件表面的磁粉，在合适的光照下形成目视可见的磁痕，从而显示出不连续性的位置、大小、形状和严重程度的。本次课程设计利用荧光磁粉的方法对带齿轴表面及近表面的缺陷进行检测。
关键词：带齿轴、铁磁性材料、磁粉检测、缺陷、漏磁场
指导老师签名：
目录
前言 ............................................................................................................................... 1 1 磁粉探伤工艺规程 ................................................................................................... 2
1.1 磁粉检测程序................................................................................................. 2 1.2 磁粉检测设备................................................................................................. 2 1.3 磁化规范......................................................................................................... 3 1.4 磁痕的分类和处理......................................................................................... 5 1.5 缺陷磁痕的观察............................................................................................. 5 1.6 退磁................................................................................................................. 6 1.7 磁粉检测质量分级......................................................................................... 6 1.8 磁粉检测报告................................................................................................. 7 2磁粉检测工艺卡 ........................................................................................................ 8 3磁粉探伤工艺编制说明 .......................................................................................... 10 4 实际检测 ................................................................................................................. 14
4.1 检测结果....................................................................................................... 14 4.2 影响检测结果的因素................................................................................... 14 5 总结 ......................................................................................................................... 14 6 致谢 ......................................................................................................................... 15 7 参考文献 ................................................................................................................. 15
前言
随着科技的发展，工业生产水平较以往有了很大的提高。随着工业的发展，社会对产品的质量要求也越来越高。在产品的生产和使用过程中，对产品的检测力度也逐渐加大。通常我们采用常规的无损检测方法对我们的产品进行检测，从而对我们的产品质量作出相应的评价。带齿轴是一个关键性的零件，在生产和使用过程中必须对其进行检测。本文介绍了利用磁粉检测方法对带齿轴进行检测，叙述了检测的条件的选择，并给出了相应的检测报告。
1 磁粉探伤工艺规程
1.1 磁粉检测程序
磁粉检测程序如下：
1. 预处理； 2. 磁化；
3. 施加磁粉或磁悬液； 4. 磁痕的观察与记录； 5. 缺陷评级； 6. 退磁； 7. 后处理。
1.2 磁粉检测设备 1.2.1断电相位控制器
采用剩磁法检测时，交流探伤机应配备断电相位控制器。
1.2.2 黑光辐照度及波长
当采用荧光磁粉检测时，使用的黑光灯在工件表面的黑光辐照度应大于或等于1000μW/cm2，黑光的波长应为320nm～400nm，中心波长约为365nm。黑光源应符合GB/T 16673的规定。
1.2.3 退磁装置
退磁装置应能保证工件退磁后表面剩磁小于或等于0.3mT（240A/m）。
1.2.4 磁悬液
磁悬液浓度应根据磁粉种类、粒度、施加方法和被检工件表面状态等因素来
确定。一般情况下，磁悬液浓度范围应符合表1的规定。测定前应对磁悬液进行充分的搅拌。
表1 磁悬液浓度
1.3 磁化规范 1.3.1 磁场强度
磁场强度可以用以下几种方法确定：
a） 用磁化电流表征的磁场强度按3.8.6.1~3.8.6.3所给出的公式计算；
b） 利用材料的磁特性曲线，确定合适的磁场强度；
c） 用磁场强度计测量施加在工件表面的切线磁场强度。连续法检测时应达
到2.4 kA/m～4.8kA/m，剩磁法检测时应达到14.4kA/m。 d） 用标准试片（块）来确定磁场强度是否合适。
1.3.2 轴向通电法和中心导体法的磁化规范
表3 轴向通电法和中心导体法磁化规范
中心导体法可用于检测工件内、外表面与电流平行的纵向缺陷和端面的径向缺陷。外表面检测时应尽量使用直流电或整流电。
1.3.3 偏置芯棒法
当使用中心导体法时，如电流不能满足检测要求时应采用偏置芯棒法进行检测，芯棒应靠近内壁放置，导体与内壁接触时应采取绝缘措施。每次有效检测区长度约为4倍芯棒直径（见图8）,且应有一定的重叠区，重叠区长度应不小于有效检测区的10%（0.4d）。磁化电流仍按表3中公式计算，式中D的数值取芯棒直径加2倍工件壁厚。
H—磁场；F—缺陷
图8 偏置芯棒法检测有效区
1.3.4 剩磁法检测的线圈法磁化规范
进行剩磁法检测时，考虑L/D的影响，推荐采用空载线圈中心的磁场强度应不小于下表中所列数值。
空载线圈中心的磁场强度值
1.4 磁痕的分类和处理
磁痕显示分为相关显示、非相关显示和伪显示。
长度与宽度之比大于3的缺陷磁痕，按条状磁痕处理，长度与宽度之比不大于3的磁痕，按圆形磁痕处理。
长度小于0.5mm的磁痕不计。
两条或两条以上缺陷磁痕在同一直线上且间距不大于2mm时，按一条磁痕处理，其长度为两条磁痕之和加间距。
缺陷磁痕长轴方向与工件（轴类或管类）轴线或母线的夹角大于或等于30。 时，按横向缺陷处理，其它按纵向缺陷处理。
1.5 缺陷磁痕的观察
缺陷磁痕观察应在磁痕形成后立即进行。荧光磁粉检测时，所用黑光灯在工件表面辐照度大于或等于1000μW/cm2，黑光波长应在320nm～400nm范围内，缺陷磁痕显示评定应在暗室或暗处进行，暗室或暗处可见光照度应不大于20lx。检测人员进入暗区，至少经过3min的暗室适应后，才能进行荧光磁粉检测。观察荧光磁粉检测显示时，检测人员不准戴对检测有影响的眼镜。
除能确认磁痕是由于工件材料局部磁性不均或操作不当造成的之外，其它磁痕显示均应作为缺陷处理。当辨认细小磁痕时，应用2倍～10倍放大镜进行观察。
缺陷磁痕显示记录，缺陷磁痕的显示记录可采用照相、录相和可剥性塑料薄膜等方式记录，同时应用草图标示。
1.6 退磁 1.6.1 交流退磁法
将需退磁的工件从通电的磁化线圈中缓慢抽出，直至工件离开线圈1m以上时，再切断电流。或将工件放入通电的磁化线圈内，将线圈中的电流逐渐减小至零或将交流电直接通过工件并逐步将电流减到零。
1.6.2 剩磁测定
工件的退磁效果一般可用剩磁检查仪或磁场强度计测定。剩磁应不大于0.3mT（240A/m），或按产品技术条件规定。
1.7 磁粉检测质量分级 1.7.1 不允许存在的缺陷
a) 不允许存在任何裂纹和白点；
b) 紧固件和轴类零件不允许任何横向缺陷显示。
1.7.2 受压加工部件和材料磁粉检测质量分级
受压加工部件和材料磁粉检测质量等级见表7。
表7 受压加工部件和材料磁粉检测质量等级
1.7.3 综合评级
在圆形缺陷评定区内同时存在多种缺陷时，应进行综合评级。对各类缺陷分别评定级别，取质量级别最低的级别作为综合评级的级别；当各类缺陷的级别相同时，则降低一级作为综合评级的级别。
1.8 磁粉检测报告
磁粉检测报告至少应包括以下内容： a） 委托单位；
b） 被检工件：名称、编号、规格、材质、坡口型式、焊接方法和热处理状况； c） 检测设备：名称、型号；
d） 检测规范：磁化方法及磁化规范，磁粉种类及磁悬液浓度和施加磁粉的方法， 检测灵敏度校验及标准试片、标准试块； e）磁痕记录及工件草图（或示意图）；
f）检测结果及质量分级、检测标准名称和验收等级； g）检测人员和责任人员签字及其技术资格； h）检测日期。
2磁粉检测工艺卡
3磁粉探伤工艺编制说明
4 实际检测
4.1 检测结果
如图在带齿轴的端面观察到一系列长度2-3mm的裂纹，在几乎每个齿的侧面都观察到一条长度约为4mm的裂纹。根据JB/T4730.4-2005该带齿轴为II级。不合格。
4.2 影响检测结果的因素
磁化电流过小。磁化电流太小的话，产生的漏磁场也小，吸附磁粉的能力就差，从而导致灵敏度不达标，不能发现缺陷。
磁写。实验过程中是多个人同时进行的，两个都纵向磁化过的工件靠近会使工件磁写，产生为缺陷。
由于个人原因观察不仔细，忽略掉一些细小缺陷。
5 总结
通过本次课程设计我通过自己的实践对书本上的知识进行了运用。在这个过程中，主要应用了磁化规范、磁化方法等理论知识。这些知识的应用使我对课本内容的认识得到了加深。并且掌握了磁粉检测工艺卡和编制说明的编写。
6 致谢
在这次课程设计的完成过程中，我得到了许多人的帮助。首先我要感谢我的老师在课程设计上给予我的指导、支持和帮助，这是我能顺利完成这次设计的主要原因，更重要的是老师帮我解决了许多技术上的难题，让我能把课设做得更加完善。在此期间，我不仅学到了许多新的知识，而且也开阔了视野，提高了自己的设计能力。其次，我要感谢帮助过我的同学，他们也为我解决了不少的设计难题。同时也感谢学院为我提供良好的做课程设计的环境。 最后再一次感谢所有在设计中曾经帮助过我的老师和同学们。
7 参考文献
1．HB72-98航空制件磁粉检测 2．JB4730-2005 特种设备无损检测
3．任吉林等编 《电磁检测》科学出版社 2008年
磁粉检测课程设计
课题：带齿轴的磁粉检测 学院：测试与光电工程 班级：100815 姓名：韩志伟 指导老师：周瑞琪
二零一三年十月二十三日
测试与光电工程学院 课程设计任务书
系班 学生学号
课题名称： 带齿轴 的磁粉检测
课题设计要求：
1. 编制所指定工件的磁粉探伤工艺规程，工艺卡。
2. 说明编制规程、工艺卡所依据的标准的条目，所选择参数的计算方法和过程。 3. 通过实践验证所编的规程、工艺卡的合理性和可靠性，如不能正确检测缺陷，则对所编规程进行修改，直到能检出。分析影响检测结果的相关因素，根据自己的实际的检测过程，重点分析其中一种的原因以及解决方法。 4.根据自己选定的标准中的验收规定，对缺陷定量、定性、定位。
课题内容：
1. 给定定工件实物名称、材料、热处理状态等。
2. 根据磁粉检测原理和工艺步骤，设计探伤规程和工艺卡。 3. 编写设计根据和原理说明。
4. 对实物进行检测，验证设计的合理性，或做修改，反复，达到设计上合理，实践上可行的要求。
5. 撰写课程设计报告（内含工件的检测报告）。
进度安排：
1. 周一安排任务，任务说明 2. 周二∽周四，查阅资料，设计。 3. 周四∽周五答疑，验证确定设计任务。 主要参考资料:
1. HB72-98航空制件磁粉检测 2. JB4730-2005 特种设备无损检测
3. 任吉林等编 《电磁检测》科学出版社 2008年
系负责人：陆 铭 慧 指导教师：周 瑞 琪 2013年9月
带齿轴的磁粉检测
学生姓名：韩志伟 学号：10081515
指导老师：周瑞琪
摘要： 磁粉检测是利用铁磁性材料工件被磁化后，由于不连续性的存在，使工件表面和近表面的磁力线发生局部畸变 而产生漏磁场，吸附施加在工件表面的磁粉，在合适的光照下形成目视可见的磁痕，从而显示出不连续性的位置、大小、形状和严重程度的。本次课程设计利用荧光磁粉的方法对带齿轴表面及近表面的缺陷进行检测。
关键词：带齿轴、铁磁性材料、磁粉检测、缺陷、漏磁场
指导老师签名：
目录
前言 ............................................................................................................................... 1 1 磁粉探伤工艺规程 ................................................................................................... 2
1.1 磁粉检测程序................................................................................................. 2 1.2 磁粉检测设备................................................................................................. 2 1.3 磁化规范......................................................................................................... 3 1.4 磁痕的分类和处理......................................................................................... 5 1.5 缺陷磁痕的观察............................................................................................. 5 1.6 退磁................................................................................................................. 6 1.7 磁粉检测质量分级......................................................................................... 6 1.8 磁粉检测报告................................................................................................. 7 2磁粉检测工艺卡 ........................................................................................................ 8 3磁粉探伤工艺编制说明 .......................................................................................... 10 4 实际检测 ................................................................................................................. 14
4.1 检测结果....................................................................................................... 14 4.2 影响检测结果的因素................................................................................... 14 5 总结 ......................................................................................................................... 14 6 致谢 ......................................................................................................................... 15 7 参考文献 ................................................................................................................. 15
前言
随着科技的发展，工业生产水平较以往有了很大的提高。随着工业的发展，社会对产品的质量要求也越来越高。在产品的生产和使用过程中，对产品的检测力度也逐渐加大。通常我们采用常规的无损检测方法对我们的产品进行检测，从而对我们的产品质量作出相应的评价。带齿轴是一个关键性的零件，在生产和使用过程中必须对其进行检测。本文介绍了利用磁粉检测方法对带齿轴进行检测，叙述了检测的条件的选择，并给出了相应的检测报告。
1 磁粉探伤工艺规程
1.1 磁粉检测程序
磁粉检测程序如下：
1. 预处理； 2. 磁化；
3. 施加磁粉或磁悬液； 4. 磁痕的观察与记录； 5. 缺陷评级； 6. 退磁； 7. 后处理。
1.2 磁粉检测设备 1.2.1断电相位控制器
采用剩磁法检测时，交流探伤机应配备断电相位控制器。
1.2.2 黑光辐照度及波长
当采用荧光磁粉检测时，使用的黑光灯在工件表面的黑光辐照度应大于或等于1000μW/cm2，黑光的波长应为320nm～400nm，中心波长约为365nm。黑光源应符合GB/T 16673的规定。
1.2.3 退磁装置
退磁装置应能保证工件退磁后表面剩磁小于或等于0.3mT（240A/m）。
1.2.4 磁悬液
磁悬液浓度应根据磁粉种类、粒度、施加方法和被检工件表面状态等因素来
确定。一般情况下，磁悬液浓度范围应符合表1的规定。测定前应对磁悬液进行充分的搅拌。
表1 磁悬液浓度
1.3 磁化规范 1.3.1 磁场强度
磁场强度可以用以下几种方法确定：
a） 用磁化电流表征的磁场强度按3.8.6.1~3.8.6.3所给出的公式计算；
b） 利用材料的磁特性曲线，确定合适的磁场强度；
c） 用磁场强度计测量施加在工件表面的切线磁场强度。连续法检测时应达
到2.4 kA/m～4.8kA/m，剩磁法检测时应达到14.4kA/m。 d） 用标准试片（块）来确定磁场强度是否合适。
1.3.2 轴向通电法和中心导体法的磁化规范
表3 轴向通电法和中心导体法磁化规范
中心导体法可用于检测工件内、外表面与电流平行的纵向缺陷和端面的径向缺陷。外表面检测时应尽量使用直流电或整流电。
1.3.3 偏置芯棒法
当使用中心导体法时，如电流不能满足检测要求时应采用偏置芯棒法进行检测，芯棒应靠近内壁放置，导体与内壁接触时应采取绝缘措施。每次有效检测区长度约为4倍芯棒直径（见图8）,且应有一定的重叠区，重叠区长度应不小于有效检测区的10%（0.4d）。磁化电流仍按表3中公式计算，式中D的数值取芯棒直径加2倍工件壁厚。
H—磁场；F—缺陷
图8 偏置芯棒法检测有效区
1.3.4 剩磁法检测的线圈法磁化规范
进行剩磁法检测时，考虑L/D的影响，推荐采用空载线圈中心的磁场强度应不小于下表中所列数值。
空载线圈中心的磁场强度值
1.4 磁痕的分类和处理
磁痕显示分为相关显示、非相关显示和伪显示。
长度与宽度之比大于3的缺陷磁痕，按条状磁痕处理，长度与宽度之比不大于3的磁痕，按圆形磁痕处理。
长度小于0.5mm的磁痕不计。
两条或两条以上缺陷磁痕在同一直线上且间距不大于2mm时，按一条磁痕处理，其长度为两条磁痕之和加间距。
缺陷磁痕长轴方向与工件（轴类或管类）轴线或母线的夹角大于或等于30。 时，按横向缺陷处理，其它按纵向缺陷处理。
1.5 缺陷磁痕的观察
缺陷磁痕观察应在磁痕形成后立即进行。荧光磁粉检测时，所用黑光灯在工件表面辐照度大于或等于1000μW/cm2，黑光波长应在320nm～400nm范围内，缺陷磁痕显示评定应在暗室或暗处进行，暗室或暗处可见光照度应不大于20lx。检测人员进入暗区，至少经过3min的暗室适应后，才能进行荧光磁粉检测。观察荧光磁粉检测显示时，检测人员不准戴对检测有影响的眼镜。
除能确认磁痕是由于工件材料局部磁性不均或操作不当造成的之外，其它磁痕显示均应作为缺陷处理。当辨认细小磁痕时，应用2倍～10倍放大镜进行观察。
缺陷磁痕显示记录，缺陷磁痕的显示记录可采用照相、录相和可剥性塑料薄膜等方式记录，同时应用草图标示。
1.6 退磁 1.6.1 交流退磁法
将需退磁的工件从通电的磁化线圈中缓慢抽出，直至工件离开线圈1m以上时，再切断电流。或将工件放入通电的磁化线圈内，将线圈中的电流逐渐减小至零或将交流电直接通过工件并逐步将电流减到零。
1.6.2 剩磁测定
工件的退磁效果一般可用剩磁检查仪或磁场强度计测定。剩磁应不大于0.3mT（240A/m），或按产品技术条件规定。
1.7 磁粉检测质量分级 1.7.1 不允许存在的缺陷
a) 不允许存在任何裂纹和白点；
b) 紧固件和轴类零件不允许任何横向缺陷显示。
1.7.2 受压加工部件和材料磁粉检测质量分级
受压加工部件和材料磁粉检测质量等级见表7。
表7 受压加工部件和材料磁粉检测质量等级
1.7.3 综合评级
在圆形缺陷评定区内同时存在多种缺陷时，应进行综合评级。对各类缺陷分别评定级别，取质量级别最低的级别作为综合评级的级别；当各类缺陷的级别相同时，则降低一级作为综合评级的级别。
1.8 磁粉检测报告
磁粉检测报告至少应包括以下内容： a） 委托单位；
b） 被检工件：名称、编号、规格、材质、坡口型式、焊接方法和热处理状况； c） 检测设备：名称、型号；
d） 检测规范：磁化方法及磁化规范，磁粉种类及磁悬液浓度和施加磁粉的方法， 检测灵敏度校验及标准试片、标准试块； e）磁痕记录及工件草图（或示意图）；
f）检测结果及质量分级、检测标准名称和验收等级； g）检测人员和责任人员签字及其技术资格； h）检测日期。
2磁粉检测工艺卡
3磁粉探伤工艺编制说明
4 实际检测
4.1 检测结果
如图在带齿轴的端面观察到一系列长度2-3mm的裂纹，在几乎每个齿的侧面都观察到一条长度约为4mm的裂纹。根据JB/T4730.4-2005该带齿轴为II级。不合格。
4.2 影响检测结果的因素
磁化电流过小。磁化电流太小的话，产生的漏磁场也小，吸附磁粉的能力就差，从而导致灵敏度不达标，不能发现缺陷。
磁写。实验过程中是多个人同时进行的，两个都纵向磁化过的工件靠近会使工件磁写，产生为缺陷。
由于个人原因观察不仔细，忽略掉一些细小缺陷。
5 总结
通过本次课程设计我通过自己的实践对书本上的知识进行了运用。在这个过程中，主要应用了磁化规范、磁化方法等理论知识。这些知识的应用使我对课本内容的认识得到了加深。并且掌握了磁粉检测工艺卡和编制说明的编写。
6 致谢
在这次课程设计的完成过程中，我得到了许多人的帮助。首先我要感谢我的老师在课程设计上给予我的指导、支持和帮助，这是我能顺利完成这次设计的主要原因，更重要的是老师帮我解决了许多技术上的难题，让我能把课设做得更加完善。在此期间，我不仅学到了许多新的知识，而且也开阔了视野，提高了自己的设计能力。其次，我要感谢帮助过我的同学，他们也为我解决了不少的设计难题。同时也感谢学院为我提供良好的做课程设计的环境。 最后再一次感谢所有在设计中曾经帮助过我的老师和同学们。
7 参考文献
1．HB72-98航空制件磁粉检测 2．JB4730-2005 特种设备无损检测
3．任吉林等编 《电磁检测》科学出版社 2008年