宋國(guó)成

（國(guó)家金屬制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心，河南 鄭州 450001）

磁粉檢測(cè)是金屬制品質(zhì)量檢測(cè)指標(biāo)中的一個(gè)重要類別，主要是借助磁粉作為顯性介質(zhì)來(lái)對(duì)鐵磁性材質(zhì)工件表面或近表面可能存在的缺陷進(jìn)行觀察。在該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，由于被檢工件往往需要進(jìn)行打磨處理，因而打磨后的工件表面粗糙度會(huì)發(fā)生變化，繼而對(duì)磁粉檢測(cè)結(jié)果造成影響。針對(duì)這一問(wèn)題，文章作了實(shí)驗(yàn)分析，對(duì)工件表面粗糙度對(duì)磁粉檢測(cè)的影響作了初步研究和評(píng)價(jià)。

1 表面粗糙度對(duì)磁粉檢測(cè)的影響機(jī)理

磁粉檢測(cè)技術(shù)效果的優(yōu)劣與施加磁場(chǎng)的大小，磁場(chǎng)的方向以及刻痕延伸的方向有關(guān)。如果被檢工件的磁化方向與刻痕延伸的方向相互垂直，那么刻痕觸的漏磁場(chǎng)相對(duì)較大，磁粉檢測(cè)的靈敏度較高。因此，當(dāng)被檢工件表面的形狀特征與刻痕的形狀特征無(wú)限近似時(shí)，尤其是被檢工件表面粗糙度與刻痕的深度一致時(shí)，被檢工件表面紋理處的漏磁場(chǎng)會(huì)接近刻痕漏磁場(chǎng)，從而造成磁粉檢測(cè)結(jié)果的失效，造成漏檢的問(wèn)題。有研究人員曾經(jīng)對(duì)被檢工件的表面粗糙度進(jìn)行三維仿真建模，并對(duì)模型結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在刻痕寬度和表面紋理間距相同的情況下，不同的表面粗糙度會(huì)造成不同程度的漏磁場(chǎng)，當(dāng)表面紋理延伸方向與刻痕延伸方向完全一致時(shí)，被檢工件表面粗糙度越高，深度刻痕漏磁場(chǎng)與表面漏磁場(chǎng)的比值越低，工件表面刻痕的檢出概率就越低，磁粉檢測(cè)受到的影響更大。除此之外，在磁粉檢測(cè)過(guò)程中，由于被檢工件表面粗糙度的加大，磁懸液的量就越多，由于液體受到表面張力的影響，因而會(huì)產(chǎn)生更多的潤(rùn)濕滯后效應(yīng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)磁懸液匯聚成液滴的現(xiàn)象，在實(shí)際檢測(cè)過(guò)程中也容易造成較強(qiáng)的熒光背景，是磁粉檢測(cè)結(jié)果受到不利影響。

2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程及結(jié)果

2.1 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

樣品加工處理：實(shí)驗(yàn)樣品共分為三個(gè)加工類別，分別為臥銑加工、立銑加工、平磨加工。其中，臥銑加工工件共3件，表面粗糙度分別為3.3 μm、12.6 μm和18.1μm。立銑加工工件共3件，表面粗糙度分別為3.3μm、7.6μm和12.6μm。平磨加工工件1件，表面粗糙度為0.026μm。另外，在上述7個(gè)工件樣品表面相同的位置處進(jìn)行人工刻痕處理，每個(gè)工件樣品上的人工刻痕均為2個(gè)，刻痕的寬度相同，深度不同，刻痕深度由淺到深分別為6 μm和18 μm，分別對(duì)應(yīng)a、b兩個(gè)級(jí)別）。不同加工處理方式下的工件樣品刻痕表面如圖1所示。

圖1 不同加工處理方式下的工件樣品刻痕表面示意圖

磁粉檢測(cè)實(shí)驗(yàn)采用熒光磁粉的檢測(cè)方法，在紫外光的照射下，熒光磁粉會(huì)發(fā)出黃綠色，因此比普通的檢測(cè)方法更具有可見(jiàn)性。分別對(duì)上述7件樣品進(jìn)行加工處理后進(jìn)行磁化，經(jīng)過(guò)含有熒光磁粉的磁懸液處理后在紫外光下觀察工件表面刻痕的情況。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

不同工件樣品在熒光燈下拍攝的圖片如下（圖3至圖 4），a、b分別對(duì)應(yīng)刻痕深度 6μm、18μm。

圖2 平磨工件樣品的磁粉檢測(cè)圖（左a右b），表面粗糙度為0.026μm

3 結(jié)語(yǔ)

不同加工類型對(duì)于被檢工件的磁粉檢測(cè)造成不同的影響；平磨工件樣品表面的磁粉較少，因此在磁粉檢測(cè)過(guò)程中受到刻痕磁痕的影響較??；當(dāng)被檢工件的表面粗糙度較大時(shí)，磁懸液滯留效應(yīng)更明顯，對(duì)于磁粉檢測(cè)的影響程度更大；當(dāng)被檢工件表面形狀特征與刻痕形狀特征近似時(shí)，磁粉檢測(cè)無(wú)法檢測(cè)出刻痕，表現(xiàn)為檢測(cè)失效。

圖3 臥銑工件樣品的磁粉檢測(cè)圖（左a右b）

圖4 立銑工件樣品的磁粉檢測(cè)圖（左a右b）