钕铁硼烧结体磁法检测技术-黄伟荣

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1、钕铁硼烧结体磁法检测技术黄伟荣于润桥李浪张欣莹（南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室江西南昌330063）摘要：针对钕铁硼烧结体常见缺陷提出一种磁法检测技术。从机理上分析磁法检测适用于铁磁性材料检测的可行性，采用自主研发的磁法检测仪对钕铁硼烧结体缺陷进行检测，与超声特征扫描进行比较，并通过金相检查进行验证。试验结果表明，磁法检测对钕铁硼烧结体内部夹杂、表面开裂等具有较好的效果。关键词：钕铁硼烧结体；磁法检测；超声特征扫描；金相检查中图分类号：C04B文献标识码：A文章编号：1671－7597（2012）1210043－020引言通门传感器、数据采

2、集处理电路、控制器、LCD显示器。钕铁硼磁体是一种由主相Nd2Fe14B和少量富Nd相、少量富磁法检测仪采用数字的显示方式，直观地显示试件的磁感B相所组成的三元金属间化合物。化学成分为Nd36%、Fe63%、应强度的大小，分辨率为1nT。只有这样高分辨率的传感器才B约1%。由于烧结钕铁硼磁体的特性和性价比较传统永磁材料优能分辨出材料对地磁场的衰减量。该仪器的高精度、高分辨异，已被广泛应用于计算机、电动机、风力发电机、电动汽率，有利于提取高质量的采样数据。车、仪器仪表、磁传动轴承、高保真扬声器、核共振成像仪和航天航空导航器等各行各业，在磁悬浮列车等新兴

3、技术领域具有巨大的潜在应用前景。钕铁硼永磁体的内部夹杂和表面开裂、偏析、破损、掉边、掉角等缺陷将影响其磁性能、温度稳定性和耐蚀性，对于钕铁硼永磁体缺陷的检测国内外主要有人工目测检测、激光扫描表面缺陷检测法、激光超声表面检测法、涡流检测技术、漏磁检测技术及光电检测技术等。这些方法仅局限于表面缺陷检测，且存在检测效率低、易受人为干图2缺陷处磁场异常变化扰、易漏检且不适合工业推广等问题，而磁法检测表面和内部检测兼顾、信号强效果好、效率高、可实现自动化检测。1磁法检测原理当钕铁硼烧结体置于地磁场中，若材料的材质是均匀的，则磁感应线将被约束在材料中；但当材料中

4、存在缺陷时，材料表面的缺陷或组织状变化会使磁导率发生变化，导致材料中缺陷处会发生磁异常。如图1所示，无缺陷处，磁力线B均匀分布；有缺陷处，磁力线B将发生改变。图3磁法检测仪3实验论证和分析3.1实验对象本文选用真空烧结后钕铁硼试件为检测对象，试件参数为：长65mm，宽55mm，高22mm。在除地磁场外无任何外加磁场影响的实验室内对试件进行实验。实验采用自主研发的磁法检测仪。图4为实验检测示意图。图1试件被磁化图材料本身的相对磁导率，缺陷处的相对磁导率。当时，缺陷对磁力线产生排斥作用，使得缺陷上下两端靠近试件边界处的磁力线密度变大，也就是试件表面的磁感

5、应强度与无缺陷时相比变大，此时缺陷位置的磁感应强度产生一个向上突起的异常，如图2（a）所示；当时，缺陷对磁力线产生吸引作用，使得缺陷上下两端靠近试件边界处的磁力线密度变小，也就是试件表面的磁感应强度与无缺陷时相比变小，图4为实验检测示意图此时缺陷位置的磁感应强度产生一个向下突起的异常，如图23.2磁法检测及结果分析（b）所示。对3个试件分别进行磁法检测，检测仪采集到的磁场信号2实验仪器如下图所示。试件1，磁法检测的z方向的磁场强度变化如图5所示，从图中可看出，检测结果近似为一条均匀的曲线，磁场没本实验采用的检测设备为自主研发的磁法检测仪，如图有发生任

6、何向上或向下的异常，表明这块钕铁硼不存在缺陷。3所示。磁法检测仪的主要组成部分为：一个高精度二分量磁43扫，选取5MHz水浸聚焦探头，焦距12mm，增益：+17dB，信号滤波：10MHz以下低通。实验结果如图8所示。图5试件1检测结果试件2，从图6中可看出，磁信号在图中40mm位置处发生了异常，此时缺陷位置的磁场强度产生一个明显向下突起的异常。说明缺陷对磁力线产生吸引作用，使得缺陷上下两端靠近图8试件2超声特征扫描试件边界处的磁力线密度变小，也就是缺陷处试件表面的磁感根据扫查结果，用“深度成像法”，对扫查数据进行分应强度与无缺陷时相比变小。根据磁法检

7、测原理，该缺陷相对析。从图中可以看出在水平为48.3mm的位置处，深度为磁导率大于试件本身的磁导率，判定为夹杂。14.9mm位置存在一反射回波，在以上扫查参数时波高为23%，深度为3.5mm的位置也存在一反射回波，波高为16%。同一深度上此位置的工件组织与其他位置有明显区别。根据分析，此可能为夹杂缺陷。3.4金相验证图6试件2检测结果对于试件3，从图7可以看出，图中14mm位置处磁场发生了异常，且缺陷位置的磁场强度产生一个明显向上突起的异常。说明缺陷对磁力线产生排斥作用，使得缺陷上下两端靠近试件边界处的磁力线密度变大，也就是缺陷处试件表面的磁感应强度

8、与无缺陷时相比变大。根据磁法检测原理可知，该缺陷相对磁导率小于试件本身的磁导率，且锋比较尖锐，初步判断此缺陷