磁粉的分类与性能

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磁粉检测灵敏度高除了要求有强度足够的缺陷漏磁场外，还要求有性能优良的磁粉和磁悬液。性能优良的磁粉、磁悬液能使更多的磁粉被微弱的缺陷漏磁场吸附，形成明显、清晰的磁痕。
一、磁粉的分类
磁粉由铁磁材料的微粒组成，主要成分为Fe₃O₄、Fe₂O₃和工业纯铁粉等。
磁粉种类较多，分类方法也不同。常用的分类方法有两种，一是根据磁痕显示光源的不同分为荧光磁粉和非荧光磁粉；二是根据分散剂的不同，分为干式磁粉和湿式磁粉。
1.非荧光磁粉和荧光磁粉
非荧光磁粉又称普通磁粉，用于在可见光下观察磁痕图像。为了提高磁粉与工件表面的色泽对比度，非荧光磁粉具有黑色、红色、银白色等不同颜色的品种。荧光磁粉是将荧光物质粘结在磁性铁粉表面制成的，通常观察磁痕是在紫外灯下进行，磁痕会发出色泽鲜艳的黄绿色荧光，与工件表面本底形成明显的对比，这样使缺陷的能见度大为提高。纯白和纯黑在明亮环境里的对比系数为25:1,而在黑暗中荧光提供的对比系数高达1000：1，因而荧光磁粉具有很高的灵敏度，能发现微小的缺陷。
2.干式磁粉和湿式磁粉
干式磁粉适用于干法检验，使用时以空气为分散剂施加在被检工件表面。
满足干法的检验要求，干式磁粉的磁性应大于10g（按磁性称量法）。为适应对大小不同的缺陷的检测，干式磁粉的粒度最大不超过180μm。对于微小缺陷小粒度的磁粉比大粒度的磁粉有更高的灵敏度，而大粒度磁粉对大缺陷的磁痕跨接有更好的效果，所以实际应用中的干式磁粉粒度上有一定的匹配。干式磁粉有普通磁粉和荧光磁粉，随着干法检验的发展，有一些新磁粉出现，例如：空心球状磁粉，由于比重小，有更好的流动性和分散性，检测时能跳跃着向漏磁场处聚集；日光性荧光磁粉，能在可见光下发出明亮的荧光，既增加了对比度，又可免去紫外光灯。
湿式磁粉用于湿法检验，使用时需要以油或水作分散剂，配制成磁悬液，然后施加在工件表面上。由于磁粉要悬浮在分散剂中，湿式磁粉应有比干式磁粉更细的粒度；用作分散剂的载体对磁粉探伤灵敏度有着一定的影响，湿式磁粉有普通磁粉和荧光磁粉，以干粉供货，使用时用分散剂配制磁悬液；此外，还有磁膏、浓缩磁粉等出售，只要按比例稀释即可使用。
二、磁粉的性能
1.磁粉的磁性
磁粉检测中的磁粉应具有高的磁导率、低的矫顽力和低的剩磁，这与磁带中用于记录材料的磁粉所具有的高矫顽力高剩磁的特性形成鲜明的对照。高的磁导率，使磁粉容易被微弱漏磁场所吸附，低的剩磁和低的矫顽力，磁粉容易分散和流动，磁粉经磁化后再用，也不会凝聚成团，不会影响分散和悬浮。因为磁粉颗粒很小，无法精确测量其磁性，尽管可以将磁粉用非金属环管充填，制成环形试样，像测量铁磁材料的磁性那样测取磁粉的磁导率、矫顽力和剩磁，但由于试样是由微粒组成的，密度差距很大，测量数据也误差很大。试验结果表明，即使是磁导率很高的材料制成的磁粉，其磁导率也很低。例如，纯铁最大磁导率可达到5000，而测得的10μm的纯铁粉磁导率约为10，氧化铁约为5。由于上述试验技术难度大，且不可靠，因此无法为实际应用接受。为能简便地控制磁粉的磁性，目前广泛采用磁性称量法来度量。一般要求：湿法普通磁粉不低于7g，干法普通磁粉不低于10g，荧光磁粉不低于5g。
2.磁粉的粒度
磁粉的粒度对磁粉的分散性、悬浮性和被漏磁场吸附的难易程度上有很大的影响。粒度大，分散性好，悬浮性差，难以被漏磁场吸附；粒度小则反之。在湿式磁粉中，粒度大于25μm(500目）的磁粉被称为粗磁粉，其悬浮性差，这些磁粉在5~10min内便可以从磁悬液中沉淀下去，在以直流标准环型试块试验时，最多只能显示四个缺陷孔磁痕，难以保证缺陷检测的灵敏度。湿法中对缺陷最敏感的磁粉粒度是5~15μm，这个范围内的磁粉其分散性、悬浮性和被漏磁场吸附的情况都比较适宜，综合性能好。荧光磁粉因为外表粘合了荧光颜料，其粒度要稍大一些，兼顾分散性、悬浮性和灵敏度，一般要求在5~25μm范围内。
3. 磁粉的形状
磁粉的形状对磁痕的形成具有较大的影响。磁粉在磁场中的受力与磁粉形状有关，条形磁粉易于磁化并形成磁极，其受磁力最大，容易互相吸引形成长链跨跃缺陷，形成清晰可见的磁痕，但条形磁粉移动时阻力较大，在工件表面的流动性差。而球形磁粉在磁化时不会形成明显的磁极，磁性较弱，受漏磁场的吸附力就小，但流动性好。为了兼顾磁痕的形成和流动性，同时也防止条形磁粉互相吸引产生凝聚，理想的磁粉应由一定比例的条状磁粉和球状磁粉混合而成。
4.磁粉的密度
磁粉的密度对磁粉的磁性、悬浮性、流动性有影响。密度越大，磁性越强，悬浮性差，流动性也不好，为此，干式磁粉的密度一般限制在8g/cm³，湿式磁粉为4.5g/cm³，此外，磁粉还有色泽、对比度、流动性等方面的性能要求。