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ZJB J10 001-86航空轴承零件磁粉探伤规范

                  

                                                            ZJB J10 001-86

                         航空轴承零件磁粉探伤规范

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1引言

1.1 本规范具体规定了轴承零件磁粉探伤工艺过程及其参数。

1.2 本规范主要用于检查铁磁性材料制成的航空轴承零件和其它军用品轴承零件(钢球除外)的表面和近表面裂纹及其它缺陷。

1.3 航空轴承零件一律采用湿法进行磁粉检查。并根据被检查零件的具体情况,确定采用连续法或剩磁法进行检查。

1.4 若无明确规定,航空轴承零件可采用非萤光磁粉法,亦可采用萤光磁粉法进行检查。

1.5 磁粉探伤应在容易产生缺陷的加工工序(如热处理、磨削和冷、热形变加工等)之后进行。

 

2对探伤人员和探伤设备的要求

2.1 磁粉探伤人员应受过适当的技术训练,具备一定的专业知识,能正确进行操作,具有良好的视力。

2.2 轴承零件用的磁粉探伤机一般采用固定式。探伤设备应能完成磁化、施加磁悬液、观察、退磁。退磁装置允许单独安装。

2.3 磁粉探伤机的磁化电流应能进行调节。探伤机应装有电流表,电流表并应符合GB776-76规定的5(±5%)精度。电流表刻度盘的长度应大于60mm

2.4 磁粉探伤机应配备有磁悬液槽(),槽()用非磁性耐腐蚀材料制成。磁悬液槽()应装有搅拌装置或采用人工搅拌。

2.5 用剩磁法检查航空轴承零件时,交流磁粉探伤机必须配备断电相位控制器或其它装置,以保证零件有足够而稳定的剩磁。

2.6 磁粉探伤机所用的材料一般是易燃和易挥发的物质。所以磁粉探伤机应远离热源或火源,宜安装在通风良好的单独房间内,有条件者,应采用专用电源供电。

2.7 磁粉探伤机的接触板应有足够的夹持力,以便牢固地夹持住被检查的零件或芯棒,但不得使零件变形。

2.8 用非荧光磁粉探伤时,检验场所应配有80W以上的日光灯照明,并尽可能采用充足的白光照明,用荧光磁粉探伤时,被检验区应遮黑,周围的白光应不大于10Lx

2.9 用荧光磁粉检查时,探伤机应配备波长320-400nm的紫外线灯,距灯40cm处紫外线强度不得低于800-1000μW/平方厘米。

2.10 凡进行磁粉探伤的轴承工厂一般应配备高斯计、磁悬液测定管、A型标准试片和放大镜等辅助仪器和工具。

 

3对磁粉和液体分散剂的要求

3.1 对磁粉的要求

3.1.1 磁粉应具有高的磁导率,低的矫顽力和剩磁,粒度均匀。用于湿法检查时,颗粒尺寸为10-40μm,*大尺寸不得超过50-60μm

3.1.2 非荧光磁粉一般为黑色的Fe34和褐红色的γ-e23以及其它颜色的磁粉。一般情况下,黑色磁粉比褐红色磁粉探伤灵敏度高。

3.1.3 荧光磁粉是指能在波长为320-400nm的紫外线激发下,发出萤光的磁粉。萤光磁粉亮度要高,*好呈黄绿色。

3.1.4 对非荧光磁粉,用磁性称量法称出的磁粉重量不得少于7g;用酒精沉淀法检验粒度时,磁粉液柱的高度不得低于18cm。磁粉应能通过200目筛子。

3.1.5 对荧光磁粉,用磁性称量法称出的磁粉重量不得少于6g,用酒精沉淀法检验粒度时,磁粉液柱的高度不得低于18cm。磁粉应能通过200目筛子。

3.1.6 无论荧光磁粉还是非荧光磁粉,均应在经工厂主管部门批准使用的具有自然缺陷(或人工缺陷)的试件()上检查,缺陷磁痕显示清晰,方可采用。

3.2 对液体分散剂的要求

3.2.1 液体分散剂应符合挥发度低,化学稳定性好,闪点高,对人体健康无损害,易于清洗和对零件无腐蚀等要求。

3.2.2 航空轴承零件用非荧光磁粉探伤时,一般采用变压器油与煤油的混合液作分散剂。在使用温度下,其运动粘度不得超过5平方毫米/s,一般为3-5平方毫米/s。变压器油与煤油的比例推荐为12----15

3.2.3 航空轴承零件用荧光磁粉探伤时,采用无味煤油作为分散剂。

3.2.4 如果用水作为分散剂时,必须在水中添加湿润剂和防锈剂。需要**泡沫时,应添加消泡剂。但采用荧光磁粉时,消泡剂不得影响磁粉的使用性能。

 

4磁悬液及其配制

4.1 磁悬液的工作温度和浓度

4.1.1 进行磁粉探伤时,磁悬液的工作温度不得超过其闪点温度的80%。油磁悬液的闪点应高于60

4.1.2 磁悬液的浓度用每升液体中所含磁粉的克数来表示。磁悬液浓度推荐如下:

               非荧光磁粉                 15-30g/L

               荧光磁粉                   1-5g/L

4.2 磁悬液的配制

4.2.1 油磁悬液的配制

    将称量好的油取出少许,且与磁粉均匀混合,使磁粉全部润湿,搅拌成糊状。然后,边搅拌边加入其余的油,使其充分混合均匀。

4.2.2 水磁悬液的配制

    将湿润剂与防锈剂称好,加入少量的水搅拌,使其全部溶解,然后,将称量好的磁粉倒入,使其全部润湿,搅拌成糊状,再加入其余的水,充分搅拌均匀。

4.2.3 磁悬液的检验

    配制好的磁悬液,必须用工厂主管部门批准使用的具有自然缺陷(或人工缺陷)的试件()进行检查,缺陷磁痕应显示清晰,并要测定100mL磁悬液样品的磁粉含量,合格后方可使用。水磁悬液还需进行水断试验,保证湿润性能良好。

 

5对被检查零件的要求

5.1 被检查零件在探伤前应**油、铁锈、毛剌、纤维、金属屑等脏物。

5.2 被检查零件上的油孔等在探伤前应塞住,以免探伤后难以**磁粉。

5.3 采用通电法磁化时,应将零件与电极接触区内的不导电层去掉。电极上并要加铜网或铅垫,以减少接触电阻。

5.4 无论采用何种方法进行磁化,轴承零件均不允许产生**、变形。

 

6磁粉探伤程序

6.1 剩磁法检查时的主要程序如下:

    a. 零件表面准备;

    b. 磁化。瞬时通电,磁化时间为0.5-1s;

    C. 施加磁悬液。往零件上浇注磁悬液2-3次,或将零件浸入磁悬液中约30s,然后缓慢取出,静置1-2min;

    d. 观察。如有怀疑者,可重新退磁、磁化、施加磁悬液,进行检查;

    e. 退磁。

    f. 零件的清洗和防锈;

    g. 检查结果的记录。

6.2 连续法的操作程序与剩磁法大体相同,区别在于零件的磁化与施加磁悬液同时进行。一般是在浇注磁悬液的同时通电1-3s,停止浇注磁悬液后再通电数次,每次0.5-1s

6.3 用剩磁法检查时,从磁化之后到磁痕观察结束之前,零件之间不得相互碰撞或与其它铁磁物体相接触。

6.4 磁悬液喷嘴的压力和流量应调节适宜,喷出的液流不得把已形成的磁痕冲洗掉。

 

7磁化方法

7.1 磁化方向

    当缺陷方向与磁通方向垂直时,缺陷显示的灵敏度*高,当缺陷方向与磁通方向平行时,缺陷可能显现不出来。因此,在预知缺陷方向时,应选择有利于发现缺陷的方向进行磁化;在未知缺陷方向时,零件至少要进行周向和纵向两种磁化或复合磁化。

7.2 周向磁化法

    磁化电流直接通过被检查零件或通过穿入零件孔内的导**(芯棒),在零件内产生周向磁场的方向。这种方法是用来发现零件上与电流方向平行的缺陷或零件端面上呈辐射状的缺陷。.周向磁化是轴承零件磁粉探伤中应用*广泛的方法之一。

7.3 纵向磁化法

    零件置于通电线圈中或夹于电磁铁磁轭之间进行磁化,在零件内会产生与磁化线圈轴线或电磁铁两极间的磁力线相平行的磁场。这种方法用于检查磁力线与零件轴线相垂直的横向缺陷。

7.4 复合磁化法

    使零件在纵向和周向两个方向或三个方向同时进行磁化,以显示零件各个方向上的缺陷。复合磁化,一般采用连续法检验。

 

8磁化规范

8.1 周向磁化规范

8.1.1 一般航空轴承零件,磁化电流按表1选取。

 

                  1   周向磁化电流

  检查方法

    交流

    直流

  全波整流

  半波整流

  半波整流

(两倍平均值)

   剩磁法

   25--45d

   35--60d

   20--40d

   12--20d

   20--40d

   连续法

    8--15d

   10--20d

    7--15d

    4--8d

    7--15d



 

注:①d为零件外径,以mm计;

          交流电和整流电均为峰值.

 

    磁粉探伤中,对磁化起作用的是电流的峰值,若电流表指示的不是峰值电流,则按表2进行换算:

 

               2  各种电流类型峰值电流换算表             

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  电流类型     电流表指示           换算关系

──────┼────────┼──────────────

                                        __            

          有效值          峰值=2 有效值      

──────┼────────┼──────────────

          平均值          峰值=平均值          

──────┼────────┼──────────────

               平均值          峰值=π平均值        

  单相半波  ├────────┼──────────────

              两倍平均值        峰值=π/2平均值      

──────┼────────┼──────────────

  单相全波     平均值          峰值=π/2平均值      

──────┼────────┼──────────────

  三相半波     平均值                        _        

                                峰值=2π/33        

──────┼────────┼──────────────

  三相全波     平均值          峰值=π/3平均值      

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8.1.2 经正常工艺热处理过的航空轴承用钢,应采用表3的周向磁化规范。

8.1.3 一般航空轴承钢按正常工艺热处理的,均可采用剩磁法检查。属于这类钢的有:GCr15ZGCr15M50GCr15SiMn20Cr2Ni4AW9Cr4V2等。9Cr1814-4等钢由于剩磁较低,宜采用连续法。退火状态或热形变加工后的轴承零件均采用连续法检查。

 

             3  航空轴承零件周向磁化规范

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                                                 磁化电流A     

              热处理工艺             ├─────┬─────

                                             剩磁法    连续法 

───────┼───────────────┼─────┼─────

              840淬火,150回火         I=25--40d  I=12--15d

   Gr15       ├───────────────┼─────┼─────

              840淬火,250回火                  I=8--10d 

───────┼───────────────┼─────┼─────

 Gr15SiMn    840淬火,170-180回火      I=25--40d I=12--15d

───────┼───────────────┼─────┼─────

   14-4       1120淬火,540-560回火2h,3次│I=35--45d I=15--20d

───────┼───────────────┼─────┼─────

 9Cr18       1090淬火,-70冷处理2.5h,   I=35--45d  I=15--20d

              150-160回火3h                               

───────┼───────────────┼─────┼─────

 W9Cr4V2     1120-1240淬火,560-580回火 I=20--30d I=12--15d

              2h,3                                        

───────┼───────────────┼─────┼─────

  M50        1120加热,110-140热油淬火  I=25--40d I=12--15d

              2-2.5min,530-540回火2h,3                    

───────┼───────────────┼─────┼─────

 20Cr2Ni4A    │渗碳,550,高温回火5h,650                   

              │次高温回火5h,805淬火,-40冷│I=25--40dI=10--15d

              │处理,150回火3h                              

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    注: d为零件外径,以mm计。

             I为磁化电流(峰值电流)

 

8.1.4 芯棒置于轴承套圈中心或用芯棒偏置磁化时,芯棒直径和*少偏置磁化点数如表4规定。

 

                              表4

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   轴承套圈内径D         芯棒直径d1                 

        mm                    mm                           

──────────┼────────────┼────────────

     100级以下             d1=2/3D                    1          

     >100-150                50-60                      2          

     >150-200                50-60                      3           

     >200-300                50-60                      4          

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8.1.5 芯棒置于轴承套圈中心磁化时,磁化电流可按表1和表3中的偏低值或中间值选取;芯棒偏置多点磁化时,磁化电流可按表中偏低值选取,并随套圈壁厚的增大而增加磁化电流。对于外径小于30mm的小套圈,一般允许用芯棒单点偏置磁化。芯棒单点偏置磁化时,可按表中选取稍大的磁化电流值。

8.1.6 材料的矫顽力越大,磁化电流应选取越高的值。粗加工或热处理后的零件进行检查时,可选取较低的磁化电流值;终加工后的零件应选取较高的磁化电流值。

8.1.7 有镀层和涂层的零件,*好采用连续法检查。

8.1.8 分段偏置磁化时,要有10%的磁化重迭区。有效磁化距离大约是芯棒直径的4倍。

8.2 纵向磁化规范

8.2.1 用线圈纵向磁化零件时,应考虑零件退磁因子(L/d值。L--零件长度;d--零件直径)的影响。剩磁法按下述原则选择磁场强度值:

    a. L/d>10的零件,空载线圈中心磁场强度应大于11.94k/m(150e)

    b. 2<10的零件,空载线圈中心磁场强度应大于19.89k/m(250e)

    c. L/d<2的零件,应将若干个零件连接在一起磁化,连接后的长度不得大于150mm,线圈中心磁场强度按零件连接后的L/d值选取。

    d. 用线圈纵向磁化时所需的安匝数,按下式计算:

                   

            NA=────

                   L/d

式中:N──线圈匝数;

            A──电流值,A;

            L──零件长度,mm;

            d──零件直径,mm;

            K──系数。

    交流和全波整流电取30000,直流电取45000,半波整流电取15000

8.2.2 用线圈纵向磁化零件时,连续法采用的磁场强度和磁化安匝数,可略低于剩磁法,但不得低于1/2

8.2.3 用线圈纵向磁化时,零件应贴近线圈壁放置。

8.2.4 用磁轭法纵向磁化时,可用磁场强度计测量磁铁两极间零件表面的磁场强度。对剩磁法磁场强度应大于9.55-14.32kA/m。连续法可为剩磁法的1/2

8.2.5 用磁轭法纵向磁化滚子时,装填滚子的夹具面积不得大于磁极面积。

8.2.6 用磁轭法纵向磁化套圈时,若套圈端面大于磁极端面,则应沿套圈端面分段磁化,并且每次要使有效磁化区重迭10%

8.3 其它磁化规范的选择

8.3.1 轴承零件也可用A型标准试片(采用中、高灵敏度的试片)确定连续法的磁化规范。使用时,将A型标准试片开槽的一面紧贴于零件表面上,用胶纸固定,但不得将胶纸贴住开槽部位。根据人工缺陷的显示,确定施加的磁场大小和方向。

8.3.2 轴承套圈若采用感应电流磁化法,零件中的感应电流值按表1和表3计算选取。

8.2.3 轴承零件推荐采用复合磁化法或脉冲磁化法。

 

9退磁

9.1 退磁装置应东西方向安放,以消除地磁场的影响。

9.2 探伤后,所有合格轴承零件均需退磁。

9.3 退磁场的磁场强度应大于磁化场的磁场强度。

9.4 在轴承行业中应用*广泛的是用交流电退磁。退磁时,零件应通过退磁线圈,并且离开退磁线圈至少1.5m远。直流磁化的零件,应采用直流退磁。

9.5 已退磁的零件不得带入正在工作的磁化设备或退磁装置1.5m范围之内。

9.6 对轴承及其零件,可采用退磁效果好的旋转磁场退磁法。

9.7 许多小零件同时退磁时,应将零件之间留有一定的间隔,单层摆放于无磁性的盘子中或料筐内。

9.8 已退磁的轴承零件,若对剩磁大小有要求者可按有关技术文件的规定检查,若无技术文件规定可参考表5的退磁标准检查。

 

                            

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       轴承零件尺寸范围                       m               

─────────────────┼──────────────────

   外径大于110mm套圈和保持架                  0.5                 

   外径为110mm以下的套圈                      0.4                 

   各种尺寸的滚子                               0.4                 

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10 探伤结果的记录

10.1 探伤结果记录应包括下列主要内容:

    a. 轴承型号、零件名称和数量;

    b. 探伤设备的规格型号,检查方法和磁化电流值;

    C. 零件钢种及其热处理工艺;

    d. 报废零件数量及其原因;

    e. 检验日期和检验员签名。

10.2 如有必要进行长久性记录,可采用照相、描绘、复型等方法记录存档。

 

11 设备的维护与工艺控制

11.1 设备和维护和检验系统性能的控制

11.1.1 每天工作前,需用经工厂主管部门批准的具有已知自然缺陷(磨削裂纹、淬火裂纹等)的轴承零件进行检查。亦可用A型标准试片用连续法检查,以确保探伤设备、磁粉和磁悬液在正常条件下工作。

11.1.2 探伤设备每年应检修一次,并对设备的电气部分进行**的检查(绝缘状态、电流调节装置、信号指示等)

11.1.3 磁粉探伤设备的电流表应半年校验一次。

11.2 磁悬液浓度的测定

11.2.1 启动泵约30min或采取其它相应措施,使磁悬液搅拌均匀。

11.2.2 100mL磁悬液,倒入垂直放置的磁悬液沉淀管内,静置30min以上,使其完全沉淀为止(有时需达24h),在固体和液体之间出现一条分界线。若沉淀的磁粉出现松散的团聚现象而不是密实的磁粉层,则应作**次取样测定。若出现同样现象,则说明磁粉已被磁化,应更换磁悬液。

11.2.3 读出磁粉沉淀量。100mL磁悬液抽样中,非荧光磁粉应为1.5-3.0mL;荧光磁粉应为0.1-0.5mL

11.3 磁悬液浓度的校验

11.3.1 视工作量大小,每星期至少校验一次磁悬液浓度。

11.3.2 当磁悬液浓度不符合规定值时,应添加磁粉和分散剂,并重新校验磁悬液浓度,符合规定方可使用。

11.4 磁悬液的维护

11.4.1 磁悬液槽()不用时,需加盖并盖好。

11.4.2 不同磁悬液不能混合使用。

11.4.3 零件在磁粉探伤前,首先应除油和**各种脏物,方可进行探伤,以免污染磁悬液。

11.4.4 当磁悬液被外来物质(油、水和其它脏物)所污染,致使磁悬液的性能改变或影响缺陷磁痕显示的清晰度时,必须更换磁悬液。视工作量的大小,对荧光和非荧光磁粉磁悬液,每季更换次数不得少于一次。

11.4.5 更换磁悬液时,需用煤油或含有乳化剂的水仔细清洗磁悬液槽()、格栅等,擦干后方可倒入新磁悬液。

11.5 水磁悬液的校验

11.5.1 湿润性

    将水磁悬液施加到零件表面,此时应达到“无水断表面”。方法是将试件或零件浸没在磁悬液中,取出后,观察其表面状况。若零件表面磁悬液薄膜是连续而均匀地覆盖整个表面,则说明湿润剂是足够的,湿润性良好。若磁悬液膜间断,零件部分表面裸露,磁悬液形成许多分开的液滴,则湿润性差,需增添湿润剂。

11.5.2 防锈性

    将零件浸泡在水磁悬液中24h,零件不生锈者为合格。

11.6 紫外线灯的校验和维护

11.6.1 紫外线强度应半月检查一次,检查步骤如下:

    a. 接通紫外线灯,预热15-20min,使输出达到*大值。

    b. 将紫外线强度计置于40cm处,紫外线强度达到800-1000μW/平方厘米以上,

则认为合格。

11.6.2 应采取相应措施,使紫外线灯的电压保持稳定。

11.6.3 应经常用干净的绒布擦去滤光片和灯上的灰尘与脏物。不得使用有裂纹和破碎的滤光片。

11.7 磁粉粒度的检验

    酒精沉淀法检验磁粉粒度应符合HB/Z 72-83《航空零件磁粉探伤说明书》的规定。

11.8 磁粉磁性的测定

    磁性称量法测量磁粉磁性应符合HB/Z 72-83《航空零件磁粉探伤说明书》的规定。

 

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    附加说明:

    本标准由机械工业部洛阳轴承研究所提出。

    本标准由机械工业部洛阳轴承研究所归口。

    本标准由机械工业部洛阳轴承研究所和洛阳轴承厂负责起草。

    本标准主要起草人王令文、谢广庆。

 

机械工业部1986-06-02发布            1986-12-01实施

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