1、1科技学院课程设计任务书信息与电子 学部 1282011 班 学生 徐彻 学号 128201139 课题名称： 项杆 的磁粉检测课程设计要求：1. 编制所指定工件的磁粉探伤工艺卡。2. 说明编制的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工艺卡的合理性和可靠性，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。课程设计内容：1. 指定工件实物名称、材料、热处理状态等。2. 根据原理和方法，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，
2、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. 十六周四安排任务，任务说明2. 周二周四，查阅资料，设计。3. 十八周四答疑，实验指导，确定工艺方案。4. 十八周四交报告。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：宋 凯 指导教师：周 瑞 琪 2015 年 06 月2目录 1.摘要 -1 2.工艺卡 -2 3.编制说明 -3 4.检测报告 -11 5.小结 -12 6.致谢 -137.参考文献
3、 - -14- 1 -摘要： 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。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：项杆 磁粉检测 周向磁化 - 2
4、-2、磁粉探伤工艺卡 零件名称 项杆 材料牌号 40Cr表面状态 光滑 热处理状态 调质处理检测范围 表面及近表面 探伤仪器 CEW-2000 检测方法 连续法 磁粉类型 荧光磁粉 分散剂 煤油 磁悬液浓度 10-25g/l 执行标准 级 验收标准 JB/T4730-2005 零件草图纵向磁化（偏置芯棒法） I=5.6A 磁化方法 周向磁化（线圈法） I=128A 操作步骤 1.预清洗 - 3 -2.周向磁化并检验 3.纵向磁化并检验 4.退磁 5.后处理 编制 年 月 日 审核 年 月 日 批准 年 月 日 3、磁粉探伤工艺编制说明 参数 选择说明 选择结果 仪器设备及环境 磁粉探伤设备必须
5、符合 GB3721 的规定，在室温 20 正负 5 摄氏度，相对湿度不大于 80%的条件下各回路绝缘强度在规定的50HZ 正负交变试验电压作用下，历时一分钟无击穿或闪烁现象。整机对地绝缘电阻不小于 1 兆欧。周向磁化电流及纵向磁化安匝数应连续或断续可调，并有指示表指示，采用剩磁法是交流探伤应配断点相位控制器，退磁装置应能保证工件退磁后表面磁场强度小于 0.3mT。CEW2000 磁粉探伤机 - 4 -连续法 连续法是在外加磁场作用的同时对工件施加磁粉或是磁悬液，也称外加磁化法，适用于任何铁磁性材料。比剩磁法灵敏度高，但是效率低，有时会产生一些干扰缺陷磁痕，评定时杂乱显示。 磁粉检测方法按施加磁
6、粉时间分类 剩磁法 剩磁法是利用工件中的剩磁进行检验的方法。一般来说经淬火、调质渗碳、渗氮的高碳钢，合金钢都满足剩磁法的要求，剩磁法效率高、干扰小。 本工件采用剩磁法做一次纵向磁化， 周向磁化 次进行检测 荧光法 以荧光磁粉做显示材料，它的检测灵敏度高，适用于精密零件的检测要求较高的工件通常要在暗室中紫光灯照射下进行。 磁粉检测方法按显示材料分类 非荧光法 以普通磁粉做显示材料，在自然光下进行检测，普通磁粉种类很多、适用广泛。 本次采用荧光法 周向磁化 是在工件中建立一个沿圆周方向的磁场，主要用于发现纵向和接近纵向的缺陷，常用方法包括直接通电法，中心导体法，穿电缆法和支杆法。 纵向磁化 使工件
7、得到一个与其轴线平行方向的磁场，用于发现与其轴线垂直的横向和接近横向的缺陷。常用的纵向磁化方法有线圈法，磁轭法和感应电流法。 磁化方法的选择 复合磁化 一般认为缺陷和磁化方向夹角应大于 45 度。由此可见，采用方向的一次磁化不能把所有的方向检测出，要对工件施加两个或两个以上不同方向的磁场。 先采用偏置芯棒法周向磁化再用线圈法纵向磁化 - 5 -周向磁化规范根据标准 JB/T47302005，当采用直接通电对工件磁化，磁化时电流选择由公式： I=(815)D 对本零件而言采用 I=8D，芯棒直径 8mm，工件壁厚 4mm，D 为芯棒直径与工件的二倍壁厚之和，D=16，所以得到周向磁化电流为 I=
8、8D=8x16=128A 偏置芯棒的有效磁化区是芯棒直径的 4 倍，分段磁化，每次有 10%的重叠区。芯棒的直径为 8mm,工件的直径为30mm，根据计算，需要 5 次磁化。 I 周 向=128A 磁化规范纵向磁化规范 根据标准 JB/T47302005，当工件纵向磁化时根据L/D 的取值磁场强度，线圈中心的磁场强度可以分别取： L/D10 -150 奥斯特 12KA/m 5L/D 10 -250 奥斯特 16 KA/m 2L/D 5 -350 奥斯特 24 KA/m L/D2 圆盘类 -450 奥斯特 36 KA/m 此处工件为长 L=87mm，直径 D=30mm，L/D=2.9，所以 H=
9、24 KA/m线圈参数 L=140mm ,D=320mm ,N=1360 由公式 :H=NI/（L2+D2） ）得可求磁化电流为 I=5.6A 纵向 I =5.6A - 6 -标准试片标准试片是磁粉检测的必备测试工具，它可以用来检查和评定设备性能，磁粉和磁悬液性能。磁化方法和磁化规范选择是否适当、操作方法是否正确；检查和评定磁粉检测的综合灵敏度。 标准试片分为：A 型标准试片、C 型对比试片 A 型标准试片中央有圆形和十字形人工刻槽，分高中低三种灵敏度。灵敏度要求高时选 A115/100 试片；被检工件表面较小或是曲面，A1 型试片使用不便时选用 C115/50 试片；特种设备一般选用 A13
10、0/100 试片；为了更准确的推断出被检工件的表面磁化状态，可选用 D 型或 M1 型标准试片。本实验选用 A130/100 试片即可达到要求。 A130/100 试片 退磁根据 JB/T47302005 规定检测后，加热至 700 摄氏度以上进行热处理的工件，一般可不进行退磁。但是，当保留剩磁的工件在后续加工、使用过程中会产生麻烦时，则应进行退磁处理。 退磁可分为交流退磁法和直流退磁法两种。 交流退磁法：将需退磁的工件从通电的磁化线圈中慢慢抽出，直至工件离开线圈一米以上时，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小到零。 直流退
11、磁法：将需退磁的工件放入直流电磁场中，不断改变电流的方向，并逐渐减小电流至零。 由于本工件短小，重量轻，所以直接用交流退磁法即可。 交流退磁法 7一磁痕分析 磁痕分为 3 类：由缺陷漏磁场产生的磁痕为相关磁痕；由非漏磁场产生的磁痕为非相关磁痕；由其它原因产生的磁痕为假磁痕。 磁痕分析首先要分出非相关磁痕和假磁痕，然后根据缺陷磁痕的特征辨别缺陷的种类。 假磁痕产生的原因： 1. 工件表面粗糙，会在凹陷处滞留磁粉。 2. 工件表面氧化皮、锈蚀和油漆斑点、剥落边缘处容易滞留磁粉。 3. 工件表面存在油脂、等赃物，都会粘附磁粉。 4. 磁悬液浓度太大、施加磁悬液方式不当，都可能造成假磁痕。 假磁痕的堆
12、积比较松散，在分散剂中漂洗可以洗去磁痕，如果是工件表面状态引起的假磁痕，可在工件表面上找到原因，其它原因引起的假磁痕，当擦去磁痕后，对其进行校验时，原来假磁痕一般不会出来。 非相关磁痕由漏磁场产生，但它不是有害缺陷的漏磁场，其产生原因主要有以下几个方面： 1. 工件截面突变会改变工件内部磁力线的分布，在工件上孔洞、键槽、齿条等部位由于截面缩小，形成漏磁场。 82. 工件磁导率不均匀会产生漏磁场，它将产生宽松、浅淡和模糊的磁痕。一般在下列位置常产生：冷作加工后未经热处理的材料，在变形量大的冷作硬化区边缘；局部淬火工件的不同热处理状态的交界处；两种钢材焊接交界处；被检材料有组织差异的部位；焊条金属
13、与母材有磁性差异的焊缝；工件中有残余应力存在的部位。 3. 磁写 已经磁化的工件如与铁磁性材料接触、碰撞的部位就会有磁力线溢出表面，形成漏磁场，所形成磁痕叫磁写，这种磁痕一般松散、模糊、线条不清晰。 4. 磁化电流过大 这些磁痕的共同特点是：磁痕模糊松散，痕迹不分明。结合工件形状就能找出原因并加以判断。 相关磁痕 在磁粉检测中常见的相关磁痕重要有：裂纹、发纹、折迭、白点、夹杂和疏松。在实际中根据工艺和磁痕的特征来确定缺陷的性质。 1 裂纹裂纹危害很大，根据成因不同可分为：锻造裂纹、焊接裂纹、磨削裂纹、应力裂纹和疲劳裂纹等。裂纹的磁痕一般磁粉堆积浓密，沿着裂纹走向，磁痕中部稍粗，端部尖细。 焊接裂纹根据形成机理可分为热裂纹和冷裂纹。焊缝裂纹产生在焊缝和母材的热影响区。有纵向裂纹、横向裂纹、还有星形的火口裂纹。两头尖细多有弯曲。磁痕一般浓密清晰可见，有直线状、弯曲状和放射状。
