技术

　　铸造行业生产的零部件种类繁多，各种材料中的缺陷和热加工工艺中出现的缺陷。都会对零部件使用造成隐患。无损检测——磁粉探伤可有效地检测零件的表面和近表面缺陷。锻造零件的缺陷划分大致可分为热加工工艺产生的缺陷和加工工艺产生的缺陷。加工工艺产生的缺陷分为正常工艺出现的缺陷和加工工艺不当出现的缺陷两大类。各类钢和大多数有色金属及其合金在热态或冷态下进行加工，包括：自由锻、模锻、快速锻和挤压锻等。一般的缺陷为折叠、重皮、夹杂物 裂纹等。而加工不当引起的缺陷为折叠、氧化皮(加工尺寸不足)、磨削裂纹及材料本身的夹杂物(发纹)缺陷。本文就加工表面缺陷应用磁粉探伤方法进行探讨。

锻件加工表面缺陷及原因

　　许多价格昂贵的大型锻件如汽轮机转子叶轮、发动机主轴 护环 发电站构件、水轮机大轴叶片、大型船舶用曲轴、连杆、传动轴都是采用锻造加工而咸。常见加工不当的主要缺陷是折叠、夹杂物 裂纹。折叠缺陷是由于锻造时将钢坯表面的氧化皮在延展时，夹入了钢中，或者是在换锻时由于孔型设计不当，下道锻造工序将上道锻造工序多余的卷边压入，由于其表面已经氧化，不能与基体金属结合，因而形成折叠。夹杂物包括内在夹杂物 外在夹杂物，它们属非金属夹杂物．这些缺陷虽微小，但多呈密集状态分布于金属内部，用超声波探伤就能检测出来。而浮于金属表面层间的夹杂物是锻件经半精加工或精加工露于表面只能通过磁粉探伤才能检测出来。

　　锻件产生的裂纹原因很多．如锻造强度不适当。加热温度不均匀．加热和冷却速度不适当以及压力加工用力不当都可能引起金属的局部破裂而形成裂纹。

磁粉探伤基本原理

　　磁粉探伤是对铁磁性材料或零件经外加磁场磁化后，由于金属是连续均匀的，故磁力线的分布是均匀的。当零件表面或近表面有缺陷存在时．磁力线的密度发出变化。磁力线突变，而磁力线暴露在空气中，形成漏磁场，利用带有导磁性材料的磁粉施加在零件磁化区表面，使漏磁场吸附磁粉，称为磁痕显示，用肉眼观察有无缺陷。

磁粉探伤方法

　　从磁化方式上，大致分为两类，(1)干法磁粉探伤法，它主要针对大型锻件或部件粗加工后的表面。如大型锻坯、转子轴、主轴 主／副连杆等进行局部或全部表面进行磁粉探伤。目的是防止原材料及锻造工艺过程产生的缺陷流入加工工序。采用的磁化装置多为磁化电源，磁化线圈或固定夹持装置。对于小型异形零件则采用磁轭式探伤器(见图1)，它主要适用于挤压、模锻的小型零件探伤。(2)湿法磁粉探伤法，又分为荧光湿法和非荧光湿法。按磁悬液分类有荧光水基、油基磁悬液和非荧光水基、油基磁悬液。无论是荧光或非荧光磁悬液湿法磁粉探伤，它主要是检验锻造精密件或精加工零件表面及近表面缺陷的一种检验方法。如锻造轴销、主轴、精密叶片以及汽车小型配件等。探伤装备一般采用固定床式磁化装置(见图2)，将工件夹持到探伤机工装上，对工件进行通电周向磁化和线圈纵向磁化。使工件显示各个方向的缺陷。通常床式探伤机附属装置由磁悬液油泵循环喷淋系统，白光照明，紫外线灯，仪表显示及退磁部分组成。

磁粉探伤用材料

磁粉

　　一般由纯铁或化学成分为Fe，0 、Fe 0 组成。磁粉显示缺陷的能力主要取决于磁粉磁性、颜色、粒度与形状。磁粉的磁性还需有较高的磁导率和低的矫顽力。在磁化场中能使漏磁场(缺陷处)增强磁粉的吸附力，易于观察磁痕。磁粉种类分荧光磁粉和非荧光磁粉两类。荧光磁粉是在磁粉颗粒上覆盖一层荧光物质。在紫外线辐照下，发出黄绿或其他颜色的荧光，多用于精密零件的湿法探伤。非荧光磁粉包括：干法磁粉、湿法黑色或褐色磁粉。荧光磁粉和湿法黑色磁粉它们的颗粒尺寸分布在5～25 m范围，平均颗粒在8～10 m。因此，对检测零件表面的细小缺陷较灵敏。而干法磁粉的颗粒尺寸分布6～1 50 m范围，粗颗粒尺寸的磁粉由于本身重量就大，往往不能被小的漏磁场(小缺陷)吸附，故只能适用粗加工或毛坯件的磁粉探伤。

磁悬液

　　磁悬液是将磁粉混合在液体介质中，用来悬浮磁粉，它包括油基磁悬液、水基磁悬液和荧光磁悬液。对其要求是：挥发度低，化学稳定性好、闪点高、容易清洗、对零件无腐蚀作用、对人体无害。水基磁悬液粘度在温度20°C时应为5 X 10-6m /s(5cst)以下，油基磁悬液在温度20。C时应为(1 0～2O)X 1 0 m /s(1 0～20cst)。非荧光水悬液和荧光水悬液的PH值应控制在8～9。磁悬液内的磁粉(非荧光)含量一般为1 5～30g/L，荧光磁粉含量一般为2～3g/L。非荧光油基磁悬液一般用 煤油+变压器油”混合载液，再加入适量磁粉即可使用。近年来，普遍应用了GH一3型探伤载液，它无味、无毒，且运动粘度能达到其性能要求。非荧光水基磁悬液含有乳化剂(分散剂)、防锈剂、消泡剂，用清洁的自来水加入适量磁粉均匀搅拌即可使用。它经济实惠 具有粘度低、流动性好的特点。

　　荧光磁悬液也分为荧光油磁悬液和荧光水磁悬液两种。油磁悬液目前国内大部分都选用探伤载液加入适量荧光磁粉搅拌均匀即可使用。水磁悬液与非荧光水磁悬液添加剂相同。罐装磁悬液及用途罐装磁悬液分荧光磁悬液和非荧光磁悬液两大类。荧光磁悬液又分水基和油基两种。

　　荧光水基、油基罐装磁悬液是按一定比例的荧光磁悬液配比而成。罐装在容量为500mL的铁制罐内．经压缩气体封口。使用时，将罐的阀门，压缩即喷淋出均匀的雾状磁悬液。非荧光罐装磁悬液同样按一定比例的水基 油基磁悬液配比而成。从磁粉的色泽上分黑粉水基、油基和红粉水基、油基。

　　罐装磁悬液主要用于大型锻坯件，主轴及不能使用探伤机的异型件，局部湿法磁粉探伤。而这些部件的形状 尺寸无法进行床式磁化 故只能选用小型磁化电源和磁轭探伤器．对零件局部磁化，而罐装磁悬液可方便 灵活地在磁化区域喷淋磁悬液，达到观察磁痕的目的。

湿法磁粉和千法磁粉探伤的特点

　　在磁粉探伤中，应根据不同零件的检验要求，选择检验方法，如粗坯件、精密件、半精加工件等，这对检验效果有很大影响。而磁化方法的选用，磁粉磁悬液配比等都与磁粉本身性能有关磁粉性能影响缺陷磁痕显示的主要因素有磁粉粒度，磁粉的磁性、磁粉与磁悬液的运动粘度及色泽的对比磁粉颗粒尺寸直接影响检测灵敏度．当缺陷处漏磁场较小，而磁粉颗粒度过大时，则磁粉移动困难，不易显示缺陷磁痕。在干法磁粉探伤场合，一般磁粉的颗粒尺寸在6～150m范围，仅适应粗锻件或半精加工件的探伤。在湿法磁悬液探伤场合，无论是荧光或非荧光磁悬液，它使用的磁粉颗粒尺寸都小于25 m，因此，当缺陷处漏磁场较小时，磁粉易被漏磁场吸附，荧光磁粉在紫外线辐照下更灵敏，能检测出细小的缺陷。

　　磁粉的磁性是指有较高的导磁率和低的矫顽力，它可以增强漏磁场堆积磁粉的吸附力．也不致因剩磁而造成微粒之间的相互吸引。对多数物质来说，其磁导率，矫顽力和剩磁感应强度等，通常与磁’性和有关的参数而言 在选择磁粉的磁性时，应考虑零件的磁化方法．外加磁化电流，选用干法磁粉还是湿法磁粉。

　　磁粉的运动粘度是指磁悬液中的载液粘度。若磁悬液的运动粘度过高。在正常通电磁化时间3～5s时，漏磁场的缺陷难以吸附磁粉，造成漏检。因此，磁粉的运动粘度与配制的水和油悬液有着直接关系。干法磁粉的流动性与湿法磁悬液的运动粘度有显著的不同，当采用直流电磁化时，电流从零件的近表面下流过。磁粉落在表面不产生流动性。当近表面下有缺陷时，漏磁场跳跃到表面吸附磁粉，观察磁痕。而交流电磁化零件时，因集肤效应作用，漏磁场形成N极S极．吸附磁粉。观察磁痕。

　　磁粉的色泽与工件本底对比检测缺陷的影响。一般湿法磁悬液配制的磁粉通常为黑色或褐色(红色J，而干法有着不同颜色如黑色、白色、兰色。在进行零件探伤时，应根据零件的表面色泽状态选择湿法还是干法磁粉探伤。再选用磁粉的品种规格。目前，湿法零件探伤大部分选用荧光水基磁悬液和荧光水基浓缩液(GH-50型J，在现场只需加入清洁的自来水，将浓缩液按比例分散，即可使用。在干法探伤场合，当零件本底对比模糊时，可选用反差增强剂将本底喷上一层薄薄的白色涂料，增强对缺陷磁痕的观察。

适当的探伤工艺和规范

　　一般来说，锻造零件在工艺过程中，难免会造成缺陷的可能。而锻件表面缺陷．在零件要求探伤前，应首先了解材质一锻造工艺一零件形状尺寸一可能产生缺陷的部位和方向一确定探伤时机一选择探伤方法一磁化设备一磁粉材料一磁化规范及探伤工艺。锻件的磁粉探伤工艺大致分为两道工序：一是锻坯和粗加工状态的磁粉探伤。目的是将锻造过程中产生的缺陷及早发现．为工艺提供改进数据。二是精加工后的零件表面，由于内在层间出现的缺陷浮于表面，给使用带来隐患。这些缺陷的存在，需遵循产品的相关标准，制订探伤工艺规范。磁化设备的选择是产品探伤质量的保证，对于大型零件和异型零件一般选用小型磁化电源或线圈磁化方法完成各个方向的探伤检验。而小型零件或较规则的零件，则选用床式磁粉探伤机，完成各个方向的探伤检验。磁粉材料的选择．应根据产品探伤技术要求，采用干法磁粉，还是湿法磁悬液；或局部磁化还是整体磁化等，磁粉本身的性能应符合相关的标准要求