DE2329318A1 - Composite magnetic particles - for crack detection in ferromagnetic workpieces - Google Patents
Composite magnetic particles - for crack detection in ferromagnetic workpiecesInfo
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Abstract
Description
· DIPL.-ING. P. WlRTH · DI PL.-I NG. G. DAN N E N BERC DR.V. SCHMIED-KOWARZIK · DR. P. WEINHOLD · DR. D. GUDEL · DIPL.-ING. P. WIRTH DI PL.-I NG. G. DAN N EN BERC DR.V. SCHMIED-KOWARZIK DR. P. WEINHOLD DR. D. GUDEL
6 FRANKFURTAM MAIN6 FRANKFURTAM MAIN
Günther Dibus, Kronberg/Ts. und Heinrich Kolbe, Bad Homburg v.d.H.Günther Dibus, Kronberg / Ts. and Heinrich Kolbe, Bad Homburg v.d.H.
Magnetische Teilchen und Verfahren zu ihrer HerstellungMagnetic particles and processes for their manufacture
Die Erfindung betrifft magnetische Teilchen, die ferromagnetische Partikeln in Verbindung mit einem optisch kontrastierenden Zusatz enthalten.The invention relates to magnetic particles, the ferromagnetic particles in conjunction with an optical Contrasting addition included.
Es ist bekannt, bei der magnetischen Rißprüfung von ferromagnetischen Werkstücken oder dergl. Fehler, wie Risse oder Oberflächeneinschlüsse durch sog. Magnetpulver sichtbar zu machen. Die Pulverteilchen haften bei einem magnetisieren Prüfkörper dort, wo die Kraftlinien austreten. It is known in the magnetic crack test of ferromagnetic workpieces or the like. Defects such as To make cracks or surface inclusions visible through so-called magnetic powder. The powder particles stick to you magnetize test specimens where the lines of force emerge.
Als Magnetpulver wird schwarzes Eisenpulver, wie z.B. Eisenkarbonylpulver oder Eisenoxyduloxydpulver, oder rostbraunes Eisenoxydpulver verwendet sowie gelegentlich auch Eisenfeil- oder Eisenschleifpulver.Black iron powder, such as iron carbonyl powder or iron oxide powder, or rust-brown iron oxide powder is used, as well as iron file or iron grinding powder.
Als Trägermedium für das Magnetpulver dient in der Regel Luft oder auch eine Flüssigkeit, beispielsweise Wasser und insbesondere Öl mit geeigneten physikalischen Eige"n-As a rule, air or a liquid, for example water, is used as the carrier medium for the magnetic powder and especially oil with suitable physical properties
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schäften und günstigem physiologischen Verhalten. Bei der Prüfung wird entweder die Flüssigkeit z.B. Wasser mit darin aufgewirbeltem Magnetpulver über das Prüfstück laufen lassen, oder das Prüfstück in ein Bad dieser Flüssigkeit getaucht.shafts and favorable physiological behavior. In the The test will either let the liquid e.g. water with magnetic powder whirled up in it run over the test piece, or the test piece is immersed in a bath of this liquid.
Zum Erhöhen des Kontrastes zwischen Magnetpulveransammlungen und Prüfkörperoberfläche wird weitgehend Magnetpulver der genannten Art in Verbindung mit unter UV-Licht fluoreszierenden Stoffen verwendet. Die Herstellung solcher magnetischer Teilchen erfolgt in der Weise, daß Eisenpulver mit einer fluoreszierenden Substanz innig gemischt das Ganze mit einem Bindemittel oder dergl. gehärtet und anschließend feingemahlen wird. In den so gewonnen magnetischen Teilchen sind ferromagnetische Partikeln des Magnetpulvers in unregelmäßiger Weise - bedingt durch die Herstellung - mit Teilen der fluoreszierenden Substanz behaftet. Ein anderes bekanntes Mittel zur Kontraststeigerung ist die Verwendung lichtreflektierender Partikeln, z.B. Aluminiumflitter, in Verbindung mit dem Magnetpulver, wobei Jedoch diese Partikeln bzw. Flitternicht mit den ferromagnetischen Pulverteilchen festverbunden, sondern in der Regel nur lose mit Ihnen gemischt sind.To increase the contrast between magnetic powder accumulations and test body surface is largely the magnetic powder mentioned type used in connection with substances that fluoresce under UV light. The manufacture of such magnetic Particles are made in such a way that iron powder is intimately mixed with a fluorescent substance a binder or the like. Is hardened and then finely ground. In the magnetic particles obtained in this way are ferromagnetic particles of the magnetic powder in an irregular manner - due to the production - with Parts of the fluorescent substance affected. Another known means of increasing contrast is through use light-reflecting particles, e.g. aluminum flakes, in connection with the magnetic powder, however, these particles or flakes are not firmly connected to the ferromagnetic powder particles, but usually only loosely with them You are mixed.
In besonderen Fällen, z.B. bei der Knüppelprüfung, ist ein zusätzliches Einsprühen der Prüfkörperoberfläche mit heller, vorzugsweise weißer Farbe neuerdings aufgekommen, wobei die Ansammlungen von Magnetpulver an den Rissen keine zusammenhängende Farbschichtbildung zulassen und dadurch als dunkle Räupchen auf hellerem Untergrund erkennbar sind. Das Aufsprühen von Farbe ist Jedoch wegen der erfoderlichen Oberflächenvorbereitung z.B.Sandstrahlen, kostspielig, zumal die Farbe häufig wieder entfernt werden muss.In special cases, e.g. in the stick test, an additional spraying of the test specimen surface with a lighter, preferably white color has recently appeared, whereby the accumulation of magnetic powder on the cracks is no coherent Allow the formation of a layer of paint and thus be recognizable as dark caterpillars on a lighter background. That However, because of the required surface preparation, e.g. sandblasting, spraying on paint is costly, especially the paint has to be removed frequently.
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Das am meisten verwendete Material sind daher die oben beschriebenen fluoreszierenden Magnetteilchen. Sie haben zwar den Vorteil, bei UV-Beleuchtung im abgedunkelten Raum auf hellen und dunklen Oberflächen von Prüfkörpern gleichermaßen sichtbar zu werden, aber die schwerwiegenden Nachteile der erforderlichen Abdunklung und der UV-Beleuchtung des Arbeitsplatzes mit allen sich daraus ergebenden unangenehmen physischen und psychischen Folgen für das mit der Prüfung befaßte Personal, wie schnelle Ermüdung, Anstrengung der Augen, häufiges Auftreten entzündlicher Reizungen der der UV- undThe most widely used material is therefore the fluorescent magnetic particles described above. They do have the advantage of using UV lighting in a darkened room on light and dark surfaces to become equally visible from test specimens, but the serious disadvantages of the required darkening and the UV lighting of the workplace with all the resulting uncomfortable physical and psychological consequences for the personnel involved in the examination, such as rapid fatigue, eye strain, frequent occurrence of inflammatory irritation of the UV and
besonders IR-Strahlung ausgesetzten Hautpartien usw. Als/ nachteilig erweist sich auch der Umstand, daß die unter UV-Beleuchtung festgestellten Risse bei normaler Beleuchtung nicht oder nur schwer sichtbar sind und daher zusätzlich durch Farbzeichon markiert werden müssen. Fehlerquellen liegen auch in der Art der unregelmäßigen Verbindung von fluoreszierender mit ferromagnetischer Substanz in den einzelnen Teilchen, deren Herstellungsverfahren im übrigen relativ aufwendig ist.particularly areas of skin exposed to IR radiation, etc. As / disadvantageous It also turns out that the cracks found under UV illumination do not or under normal illumination are difficult to see and must therefore also be marked with a color sign. There are also sources of error in the manner of the irregular connection of fluorescent and ferromagnetic substances in the individual particles, the manufacturing process of which is otherwise relatively expensive.
Nicht fluoreszierende Magnetpulver haben die Nachteile, daß sie entweder nur auf hellen, oder nur auf dunklen Oberflächen von Prüfkörpern sichtbar, also nicht unversell verwendbar sind, wodurch die Rißerkennbarkeit weitgehend erschwert,ungenau, oder in vielen Fällen unmöglich wird.Non-fluorescent magnetic powders have the disadvantage that they are either only light-colored or only dark-colored Surfaces of test specimens are visible, i.e. cannot be used unversely, which means that cracks can be identified to a large extent difficult, imprecise, or in many cases impossible.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, Magnetteilchen zu schaffen, die ähnlich wie das oben beschriebene fluoreszierende Magnetpulver ferromagnetische Partikeln in Verbindung mit einem optisch kontrastierenden Zusatz enthalten, die jedoch einfacher und wirtschaftlicher herzustellen sind und die auch bei normalem Licht auf hellen und auf dunklen Oberflächen von Prüfkörpern gut erkennbar sind.It is therefore an object of the invention to provide magnetic particles similar to that described above fluorescent magnetic powder ferromagnetic particles in conjunction with an optically contrasting one Contain additive, which are however easier and more economical to manufacture and which also appear in normal light light and dark surfaces of test specimens are easily recognizable.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch magnetische Teilchen gelöst, die sich dadurch kennzeichnen, daß die Teilchen aus optisch kontrastierenden Körpern bestehen, in die mindestens eine ferromagnetische Partikel eingebettet ist. Unter dem Begriff optisch kontrastieren ist hier, ebenso wie zum Beispiel bei den bekannten fluoreszierenden Magnetteilchen, die optisch Kontrastwirkung gegenüber der Oberfläche eines Prüfkörpers zu verstehen. Durch das erfindungsgemässe Einbetten ferromagnetischer Partikeln in einen derart optisch wirksamen Körper wird erreicht, daß das Magnetteilchen in jeder Lage dem Betrachter gegenüber eine optisch wirksame Seite aufweist, im Gegensatz zu den unregelmäßig mit fluoreszierenden Stoffen behafteten bekannten Teilchen. Die optische Wirkung v/ird daher vervielfacht und hinzu kommt, daß das Einbetten in außerordentlich einfacher V/eise durch beispielsweise die verschiedensten, an sich bekannten Verfahren zum Herstellen von Überzügen auf Partikeln erfolgen kann. Ein v/eiterer Vorteil ergibt sich daraus, daß ein solcher Überzug bzw. eine solche Umhüllung zwangst läufig mehr oder weniger abgerundete Konturen und damit eine leichtere Beweglichkeit der einzelnen Teilchen relativ zueinander,'im Trägermedium und auf der Prüfstückoberfläche ergibt. Teilchen nach der Erfindung sind daher in der Lage , magnetischen Kraftlinien rascher und genauer zu folgen.This object is achieved according to the invention by magnetic Particles dissolved, which are characterized in that the particles consist of optically contrasting bodies in the at least one ferromagnetic particle is embedded. The term contrasting optically is also used here as for example with the known fluorescent magnetic particles, the optical contrast effect compared to the Understand the surface of a test body. By the invention Embedding ferromagnetic particles in such an optically effective body is achieved that the magnetic particle has an optically effective side opposite the viewer in every position, in contrast to the irregular side known particles contaminated with fluorescent substances. The optical effect is therefore multiplied and in addition, the embedding in an extremely simple manner by, for example, the most diverse, known per se Process for producing coatings on particles can be carried out. A further advantage results from this, that such a coating or such a casing inevitably has more or less rounded contours and thus easier mobility of the individual particles relative to one another, in the carrier medium and on the test piece surface results. Particles according to the invention are therefore able to follow magnetic lines of force more quickly and more accurately.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß die optisch kontrastierenden Körper ein Farbmittel enthalten, das vorzugsweise aus einer Signalfarbe oder einem sonstigen im sichtbaren Spektalbereich hell erscheinenden, farbkräftigen und/oder fluoreszierenden Stoff besteht.A preferred embodiment of the invention is characterized in that the optically contrasting Body contain a colorant, preferably from a signal color or another in the visible Spectral range is made of brightly colored and / or fluorescent substance.
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Es ist jedoch im Rahmen der Erfindung auch möglich, den optisch kontrastierenden Körper statt dessen oder zusätzlich stark reflektierend auszubilden, durch entsprechende Wahl seines Materials und/oder seiner Kontur. Besonders vorteilhaft ist in letzterer Hinsicht eine im wesentlichen kugelförmige Gestalt, wobei der Körper aus einem durchsichtigen Material, wie Glas oder Kunststoff bestehen kann, mit oder ohne Einschluß eines Farbmittels. So können ferromagnetische Partikeln enthaltende Glaskügelchen nach Art der bei Projektionsschirmen üblichen Verwendung finden. Es können jedoch auch magnetische Partikeln und ein Farbmittel oder dergl. enthaltende Körper in Form von Mikrokapseln nach den hierfür bekannten Verfahren hergestellt und verwendet werden.However, within the scope of the invention it is also possible to use the optically contrasting body instead or in addition to train highly reflective, by appropriate choice of its material and / or its contour. Particularly in the latter respect, an essentially spherical shape is advantageous, the body being made of a transparent material such as glass or plastic, with or without the inclusion of a colorant. For example, glass beads containing ferromagnetic particles can be used in the manner customary in projection screens Find. However, it can also contain magnetic particles and a colorant or the like. Body in the form of microcapsules are produced and used by the methods known for this purpose.
Als Farbmittel im Sinne der Erfindung sind sowohl Farbstoffe als auch Pigmente zu verstehen, die vorzugsweise in einem geeigneten Lösungsmittel bzw. wenn es sich um ein Pigment handelt in einem geeigneten Bindemittel, zusammen mit den ferromagnetischen Partikeln aufgenommen sind. Der Einfachheit halber sind in der Beschreibung und den Ansprüchen die Begriffe Bindemittel und Lösungsmittel in dem Begriff Farbmittelträger zusammengefaßt.Colorants in the context of the invention are both dyes and pigments, which are preferred in a suitable solvent or, if it is a pigment, in a suitable binder, are added together with the ferromagnetic particles. For the sake of simplicity, in the description and In the claims, the terms binder and solvent are summarized in the term colorant carrier.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß die optisch kontrastierenden Körper aus einer dispergierbaren Substanz gebildet sind. Dies ermöglicht die Herstellung der magnetischen Teilchen nach der Erfindung als disperse Phase in einer Dispersion. Die dispergierbare Substanz ist vorzugsweise ein ein Farbmittel enthaltender Farbmittelträger. Man erhält dadurch magnetische Teilchen, die im wesentlichen aus einem Farbmittelträger bestehen, in dem das Farbmittel und die magnetischen Partikeln eingebettet sind. Insbesondere istAnother preferred embodiment of the invention is characterized in that the optically contrasting Bodies are formed from a dispersible substance. This enables the magnetic particles to be manufactured according to the invention as a disperse phase in a dispersion. The dispersible substance is preferably a colorant containing colorant carrier. This gives magnetic particles, which essentially consist of a There are colorant carriers in which the colorant and the magnetic particles are embedded. In particular is
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es vorteilhaft, daß der Farbmittelträger aus einem Stoff besteht, der bei der Herstellung der magnetischen Teilchen dispergierbar bzw. fein verteilbar und nicht fest ist, wie z.B. Paraffine, anorganische und organische Öle und Fette, Thermo- und Duroplaste, Kunstharze, anorganische Gläser usw. Y/ie bereits erwähnt, können die magnetischen Teilchen nach der Erfindung als Mikrokapseln vorliegen, wobei der Farbmittel und ferromagnetische Partikeln enthaltende Körper aus dem Farbmittelträger gebildet ist, der ganz oder teilweise flüssig oder pastös sein kann.It is advantageous that the colorant carrier consists of a substance which is used in the manufacture of the magnetic particles is dispersible or finely divided and not solid, such as paraffins, inorganic and organic oils and Fats, thermoplastics and thermosetting plastics, synthetic resins, inorganic glasses etc. Y / ie already mentioned, the magnetic ones can Particles according to the invention are present as microcapsules, the colorant and ferromagnetic particles containing Body is formed from the colorant carrier, which can be completely or partially liquid or pasty.
Besondere bisher nicht bekannte Vorteile der magnetischen Teilchen gemäß der Erfindung sind die folgenden:Particular advantages of the magnetic particles according to the invention, not previously known, are the following:
Ist bei mikroverkapselten magnetischen Teilchen die Wandstärke der Mikrokapsel so gewählt, daß die Kapselwand bei der Raupenbildung, also beim Haften am Prüfkörper, durch die auf sie v/irkenden Kräfte platzt, so kann der Inhalt austreten. Dabei v/erden die magnetischen Partikeln durch das an einem Riß vorhandene magnetische Streufeld in unmittelbare Rißnähe gezogen, nicht jedoch der Farbmittelträger, so daß eine Überschichtung der ferromagnetischen Partikeln durch den Farbmittelträger mit dem Farbmittel erfolgt, die Raupe also an der freien Oberfläche in der Farbe des verwendeten Farbmittels erscheint. Auch nicht mikroverkapselte magnetische Teilchen gemäß der Erfindung verhalten sich ebenso, wenn der die magnetischen Partikeln umhüllende Farbmitteltrager flüssig und von einer Viskosität ist, die in geeigneter Weise entsprechend den jeweiligen Oberflächenspannungen des Farbmittelträgers im Trägermedium der magnetischen Teilchen und entsprechend der Größe der magnetischen Teilchen gewählt ist. Das Trägermedium kann beispielsweise V/asser sein, und die Oberflächenspannung wirkt dann wie eine Außenhaut, die beiIf, in the case of microencapsulated magnetic particles, the wall thickness of the microcapsule is chosen so that the capsule wall is at the caterpillar formation, i.e. when it adheres to the test specimen, bursts by the forces acting on it, the content can step out. The magnetic particles are grounded by the stray magnetic field present at a crack drawn close to the crack, but not the colorant carrier, so that an overlaying of the ferromagnetic Particles through the colorant carrier with the colorant takes place, so the bead on the free surface in the The color of the colorant used appears. Also non-microencapsulated magnetic particles according to the invention behave in the same way if the colorant carrier enveloping the magnetic particles is liquid and has a viscosity which is in a suitable manner corresponding to the respective surface tensions of the colorant carrier in the carrier medium of the magnetic particles and is selected according to the size of the magnetic particles. The carrier medium can for example be water, and the surface tension then acts like an outer skin that contributes to
Kraft einem PrüfVorgang unter der/wirkung des Magnetfeldes zerreist,Force breaks during a test process under the influence of the magnetic field,
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Bei magnetischen Teilchen gemäß der Erfindung, deren optisch kontrastierender Körper aus einem Farbmittelträger gebildet ist, kann das spezifische Gewicht der Teilchen durch entsprechende V.'ahl des Farbmittelträgers und/oder das Mengenverhältnis zwischen ferromagnetischen Partikeln und Farbmittelträger leicht so gewählt werden, daß das spezifische Gewicht der magnetischen Teilchen dem des Trägermediums, in dem sie angewendet werden, annähernd angepaßt ist. Dies ergibt die weiteren Vorteile leichter Suspendierbarkeit und dadurch geringer Absatzneigung, die nur eine entsprechend geringe Durchwirbelung des Trägermediums bei Gebrauch erforderlich macht, außerdem bessere Beweglichkeit im magnetischen Streufeld und schnelle Bildung besonders dicker Raupen, unterstützt durch die vorzugsweise kugelige Form der magnetischen Teilchen.In the case of magnetic particles according to the invention, their optical contrasting body is formed from a colorant carrier, the specific gravity of the particles can be determined by corresponding V. 'number of the colorant carrier and / or the quantitative ratio between ferromagnetic particles and colorant carrier can easily be chosen so that the specific gravity of the magnetic particles that of the carrier medium in to which they are applied, is approximately adapted. This gives the further advantages of ease of suspension and this results in a low tendency to heel, which only requires a correspondingly low turbulence in the carrier medium during use makes, also better mobility in magnetic Stray field and rapid formation of particularly thick beads, supported by the preferably spherical shape of the magnetic particles.
V/enn in mikroverkapselten oder mit nicht festem Farbmittelträger umhüllten magnetischen Partikeln gemäß der Erfindung der Farbmittelträger lufttrocknend ist, ergibt die im Magnetfeld sich bildende Raupe eine im Gegensatz zu den bisher bekannten Magnetteilchen nicht leicht abwischbare und auch bei Tageslicht jederzeit gut sichtbare Farbmarkierung der Risse.If in microencapsulated or coated with non-solid colorant carrier magnetic particles according to the invention the colorant carrier is air-drying, the bead that forms in the magnetic field results in a contrast to the previous ones known magnetic particles not easily wiped off and easily visible color marking of the even in daylight Cracks.
Magnetische Teilchen, deren optisch konstrastierender Körper fest ist, also beispielsweise aus Glas oder einem festen Kunststoff mit oder ohne Farbe besteht, weisen auch beträchtliche Vorteile gegenüber den bisher bekannten Magnetteilchen sowohl hinsichtlich der wirtschaftlichen Herstellung als auch hinsichtlich der bei der Anwendung in normalem Licht gut erkennbaren Raupen auf.Magnetic particles whose optically contrasting body is solid, for example made of glass or a solid Plastic with or without color, also have considerable advantages over the previously known magnetic particles good both in terms of economic production and in terms of use in normal light recognizable caterpillars.
Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen der erfindungsgemäßen magnetischen Teilchen, das sich dadurch kennzeichnet, daß magnetische Partikeln mit einerThe invention also relates to a method for producing the magnetic particles according to the invention, which is thereby indicates that magnetic particles with a
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Substanz überzogen werden, die einen optisch kontrastierenden Körper bildet. Vorzugsweise wird dabei so vorgegangen, daß zum Überziehen ein ein Farbmittel enthaltender Farbmittelträger verwendet und nach einem kolloid_xhemischen Verfahren auf die Partikeln aufgetragen wird. Dies ist ein besonders einfacher, wirtschaftlicher und zuverlässiger Weg zum Herstellen optisch wirksamer magnetischer Teilchen, d.h. von Teilchen, die im Sinne der bekannten Magnetpulver Verwendung finden können, weil sie aufgrund ferromagnetischer Bestandteile in der Lage sind, auf magnetische Kraftlinien anzusprechen. Es können die verschiedensten bekannten kolloidchemischen Arbeitsweisen zur Anwendung kommen, wie sie zur Herstellung von Dispersionen, insbesondere Suspensionen und Emulsionen,üblich sind. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird dabei so vorgegangen, daß die magnetischen Partikeln mit einem Farbmittel gemischt werden, daß diesem Gemisch dann ein Farbmittelträger zugesetzt und das ganze anschließend in einem gegebenenfalls einen Emulgator enthaltenden Trägermedium emulgiert wird. Die solchermaßen aus disperserphase im Trägermedium gebildeten magnetischen Teilchen können unmittelbar für eine Rißprüfung verwendet werden, wobei das Trägermedium als Anwendungsmittel dient. Nach der Erfindung ist jedoch auch eine Ausführungsform dieses Verfahrens vorgesehen, bei der die im Trägermedium dispergierten magnetischen Teilchen einer Oberflächenhärtung unterzogen werden, wodurch eine Mikroverkapselung der Teilchen erzielt werden kann.Substance are coated, which forms an optically contrasting body. The procedure is preferably such that a colorant carrier containing a colorant is used for coating and according to a colloidal chemical process is applied to the particles. This is a particularly simple, economical and reliable one Way of producing optically effective magnetic particles, i.e. particles in the sense of the known magnetic powder Can be used because they are able to due to ferromagnetic components address magnetic lines of force. The most varied of known colloid chemical working methods can be used are used as they are customary for the production of dispersions, in particular suspensions and emulsions are. According to a preferred embodiment, the procedure is so that the magnetic particles with a Colorants are mixed, that this mixture is then added a colorant carrier and the whole then in a carrier medium optionally containing an emulsifier is emulsified. The thus from disperse phase Magnetic particles formed in the carrier medium can be used directly for a crack test, wherein the carrier medium serves as a means of application. According to the invention, however, one embodiment is also this Process provided in which the magnetic particles dispersed in the carrier medium undergo surface hardening subjected to microencapsulation of the Particles can be achieved.
Eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kennzeichnet sich dadurch, daß die magnetischen Partikeln mit einem annähernd kugelförmigen Überzug aus Glas versehen werden. Man erhält dann magnetische Teilchen von starkem Reflektionsvermögen, deren Anwendung im Magnetfeld auch^phne zusätzliches Farbmittel, das jedoch ge-Another embodiment of the method according to the invention is characterized in that the magnetic Particles are provided with an approximately spherical coating made of glass. Magnetic particles are then obtained of strong reflectivity, the application of which in a magnetic field also without additional colorant, which is, however,
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gebenenfalls verwendet werden kann, eine gut sichtbare Markierung von magnetischen Kraftlinien ergibt, ohne daß eine besondere Beleuchtung erforderlich wäre.can optionally be used, results in a clearly visible marking of magnetic lines of force without special lighting would be required.
Die Herstellung erfindungsgemäßer magnetischer Teilchen kann jedoch auch dadurch erfolgen, daß die magnetischen Partikeln in an sich bekannter Weise in Mikrokapseln eingebettet werden, die ein Farbmittel enthalten. Auch die Verwendung elektrostatischer oder sonstiger geeigneter Überzugsverfahren ist im Rahmen der Erfindung möglich und geeignet, um magnetische Partikeln mit einer Substanz zu überziehen, die einen optisch kontrastierenden Körper bildet.The preparation of magnetic particles according to the invention however, it can also take place in that the magnetic particles are embedded in microcapsules in a manner known per se that contain a colorant. The use of electrostatic or other suitable coating processes is also possible and suitable within the scope of the invention, to coat magnetic particles with a substance that forms an optically contrasting body.
Im folgenden sind einige Ausführungsbeispiele von Verfahren zum Herstellen magnetischer Teilchen gemäß der Erfindung beschrieben:The following are some embodiments of methods of making magnetic particles in accordance with the invention described:
1. Herstellung magnetischer Teilchen gemäß der Erfindung nach dem Emulgierverfahren.1. Manufacture of magnetic particles according to the invention after the emulsification process.
1 Volumenteil Karbonyleisenpulver wird mit 5 Volumenteilen Farbpigment, z.B. Lumogen LT als Farbmittel zu einem homogenen Gemisch verrieben, dem dann unter weiterem Reiben ein viskoses Öl, z.B. Cetiol als Farbmittelträger bis zur Bildung einer Paste zugesetzt wird. Diese Paste wird in mit Emulgator versetztem Wasser (als Emulgator kann z.B. Mulgafarin 2%-ig verwendet werden) als Trägermedium mechanisch emulgiert. Die auf diese Weise als disperse Phase einer Emulsion erhaltenen magnetischen Teilchen sind etwa kugelförmige Körper mit einer Formstabilität, die von der Oberflächenspannung gegenüber dem Trägermedium und von dem Teilchenradius abhängt. Diese magnetischen Teilchen können im Trägermedium zur Rißprüfung Verwendung 409881 /1075 1 part by volume of carbonyl iron powder is triturated with 5 parts by volume of color pigment, e.g. Lumogen LT as colorant, to form a homogeneous mixture, to which a viscous oil, e.g. Cetiol, is added as a colorant carrier until a paste is formed. This paste is mechanically emulsified in water mixed with an emulsifier (e.g. Mulgafarin 2% strength can be used as an emulsifier) as a carrier medium. The magnetic particles obtained in this way as the disperse phase of an emulsion are approximately spherical bodies with a dimensional stability that depends on the surface tension with respect to the carrier medium and on the particle radius. These magnetic particles can be used in the carrier medium for crack testing 409881/1075
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finden, wobei sie an Rissen Raupen bilden, die mit einer geschlossenen Schicht aus Farbmittel enthaltendem Farbmittelträger überzogen sind. Das Eisenpulver kann zweckmäßig handelsübliches Karbonyleisen sein, das in Form kugeliger Teilchen von etwa 3-7^u Durchmesser erhältlich ist.find, forming caterpillars at cracks, which are covered with a closed layer of colorant Colorant carriers are coated. The iron powder can expediently be commercially available carbonyl iron, that in the form of spherical particles about 3-7 ^ u in diameter is available.
2. Herstellung magnetischer Teilchen gemäß der Erfindung nach einer Variante des Emulgierverfahrens.2. Production of magnetic particles according to the invention according to a variant of the emulsification process.
1 Volumenteil Karbonyleisenpulver wird mit 5 Volumenteilen Farbpigment gemischt, Leinöl bis zur Zähflüssigkeit zugestezt und in 8 bis 10 Volumenteilchen Wasser, das als Emulgator beispielsweise ca. 0,001 Volumenteile Saponin enthält, durch Schütteln emulgiert. V/ie bei Beispiel 1 werden auch hierbei die magnetischen Teilchen als disperse Phase der Emulsion erhalten.1 part by volume of carbonyl iron powder is mixed with 5 parts by volume of color pigment, linseed oil until it is viscous added and in 8 to 10 parts by volume of water, which as an emulsifier, for example, approx. 0.001 parts by volume Contains saponin, emulsified by shaking. In example 1, the magnetic ones are also used here Particles obtained as the disperse phase of the emulsion.
3. Herstellung magnetischer Teilchen gemäß der Erfindung nach einem kombinierten Einulgier- und Mikroverkapselungsverfahren. 3. Production of magnetic particles according to the invention by a combined emulsification and microencapsulation process.
5p Karbonyleisenpulver und 1p Lumogen LT (Leuchtfarbpigment) werden durch Verreiben gemischt. Dann werden 3p Leinölfirnis mit 3% Kobaltsikkativ zugegeben und damit zu einer Paste verrieben. Diese Paste wird in 100 ml 15%-igem H2O2, in dem 3 ρ Mulgafarin als Emulator ausgequollen sind und das 0,1p Saponin enthält, durch Schütteln emulgiert. In einem druckfesten Behälter wird dieser Emulsion Katalase in ausreichender Menge zugesetzt, um durch den dadurch frei werdenden Sauerstoff eine Oberflächenhärtung der die ferromagnetischen Partkeln, das Farbpigment5p carbonyl iron powder and 1p Lumogen LT (luminous color pigment) are mixed by rubbing. Then 3p linseed oil varnish with 3% cobalt siccative is added and rubbed into a paste. This paste is emulsified by shaking in 100 ml of 15% H 2 O 2 , in which 3 ρ Mulgafarin has swelled as an emulator and which contains 0.1 p saponin. A sufficient amount of catalase is added to this emulsion in a pressure-resistant container to cause the surface hardening of the ferromagnetic particles, the color pigment, by the oxygen released as a result
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sowie den Farbmittelträger (Leinölfirnis und Sikkativ) enthaltenden Teilchen und demnach eine Mikroverkapselung zu erzielen.as well as particles containing the colorant carrier (linseed oil varnish and siccative) and therefore a microencapsulation to achieve.
An Stelle der in den Ausführungsbeispielen 1 bis 3 genannten Farbmittelträger können Paraffine, anorganische und organische Fette und Öle, Thermo- und Duroplaste und Kunstharze verwendet werden. Bei Verwendung von durch Härter härtbaren Kunstharzen kann der Härter dem Trägermedium (V/asser in den Anführungsbeispielen) zugesetzt werden, das eine dafür geeignete Flüssigkeit sein muß. In allen drei Ausführungsbeispielen ist Karbonyleisenpulver lediglich deshalb genannt, weil dieses desonders stark auf magnetische Kraftfelder anspricht. Es ist jedoch selbstverständlich, daß statt dessen gegebenenfalls auch alle anderen ferromagnetischen Substanzen Verwendung finden können.Instead of the colorant carriers mentioned in Examples 1 to 3, paraffins, inorganic and organic fats and oils, thermoplastics and thermosets and synthetic resins can be used. Using of synthetic resins that can be hardened by hardeners, the hardener can be added to the carrier medium (water in the examples) be added, which must be a suitable liquid. In all three exemplary embodiments Carbonyl iron powder is only called because it is particularly strong magnetic force fields. It goes without saying, however, that if appropriate, instead all other ferromagnetic substances can also be used.
Nachstehend sind anhand der schematischen , stark vergrößerten Zeichnung einige Ausführungsbeispiele magnetischer Teilchen nach der Erfindung erläutert und zwar zeigen:Below are some exemplary embodiments based on the schematic, greatly enlarged drawing magnetic particles according to the invention, namely show:
Fig. 1 und 1a Je einen Schnitt durch ein magnetisches Teilchen gemäß der Erfindung mit optisch kontrastierendem Körper.1 and 1a each show a section through a magnetic particle according to the invention with optical contrasting body.
Fig. 2 und 2a je einen Schnitt durch ein magnetisches Teilchen gemäß der Erfindung, das ein Farbmittel enthält.Fig. 2 and 2a each show a section through a magnetic Particles according to the invention containing a colorant.
Fig. 3 einen Schnitt durch ein magnetischesFig. 3 is a section through a magnetic
Teilchen gemäß der Erfindung in mikroverkapselter Form;Particles according to the invention in microencapsulated form;
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Fig. 4 einen Schnitt durch ein zu prüfendesFig. 4 is a section through a to be tested
Werkstück und magnetische Teilchen gemäß Fig. 1 oder 2 im magnetischen Streufeld eines Rißes.Workpiece and magnetic particles according to FIG. 1 or 2 in the magnetic stray field of a crack.
Fig. 5 einen der Fig. 4 entsprechenden Schnitt bei anderer Art der magnetischen Teilchen;FIG. 5 is a section corresponding to FIG. 4 with a different type of magnetic particles; FIG.
undand
Fig.6 Wiederum einen der Fig. 4 entsprechenden Schnitt bei magnetischen Teilchen gemäß Fig. 3 ·6 again a section corresponding to FIG. 4 in the case of magnetic particles Fig. 3
Fig. 1 und 1a zeigen Grundformen von magnetischen Teilchen nach der Erfindung. Hier ist in einen optisch kontrastierenden Körper 2 mindestens eine ferromagnetische Partikel, wie in Fig 1 gezeigt eingebettet, während derKörper 2 auch zwei,wie in Fig. 1a gezeigt,oder mehrere magnetische Partikeln 1 enthalten kann. Der optisch kontrastierende Körper 2 besteht hier beispielsweise aus Glas wobei neben farbigem Glas auch farbloses Verwendung finden kann, da es im wesentlichen auf die reflektierenden Eigenschaften dieses Materials ankommt.1 and 1a show basic shapes of magnetic particles according to the invention. Here's in a visually contrasting one Body 2 embedded at least one ferromagnetic particle, as shown in Figure 1, while body 2 also two, as shown in Fig. 1a, or more magnetic ones Particles 1 may contain. The optically contrasting body 2 consists here of glass, for example In addition to colored glass, colorless glass can also be used, as it is essentially due to the reflective properties this material matters.
Fig. 2 und 2a sind Beispiele für im Emulgierverfahren, etwa gemäß vorstehendem Beispiel 1,gewonnene magnetische Teilchen bei denen der optisch kontrastierende Körper aus einem Farbmittelträger besteht, in welchen ein Farbmittel 4 eingebettet ist, und wobei dieser Körper eine ferromagnetische Partikel 1 (Fig.2) oder mehrere solche Partikeln (Fig 2a) aufweist.2 and 2a are examples of magnetic obtained in the emulsification process, for example according to Example 1 above Particles in which the optically contrasting body consists of a colorant carrier in which a Colorant 4 is embedded, and this body has a ferromagnetic particle 1 (Fig.2) or more has such particles (Fig 2a).
Fig. 3 zeigt ein als Mikrokapsel erzeugtes magnetisches Teilchen nach der Erfindung mit einer ferromagnetischen Partikel 1, einem optisch kontrastierenden Körper 2 und einer die Kapselhülle bildenden Haut 5. Auch in3 shows a magnetic particle produced as a microcapsule according to the invention with a ferromagnetic one Particles 1, an optically contrasting body 2 and a skin 5 forming the capsule shell. Also in
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* UV* UV
diesem Falle können mehrere Partikeln 1 innerhalb einer Kapsel vorhanden sein.In this case, several particles 1 can be present within a capsule.
Fig. 4 bis 6 zeigen vergrößert und vergröbert die Anwendung erflngungsgemäßer magnetischer Teilchen zur Rißprüfung bei Werkstücken 6. Es ist jeweils nur ein Ausschnitt im Bereich eines Rißes 9 dargestellt. Fig. 4 zeigt die Anordnung der Teilchen im magnetischen Streufeld, wenn Teilchen verwendet werden, die als disperse Phase einer Emulsion gewonnen wurden. Die ferromagnetischen Partkeln drängen sich dann dem Magnetfeld folgend zusammen, während ihre weiche, einen Farbstoff enthaltende Hülle im äußeren Bereich eine gut erkennbare Raupe 31 bildet. Fig. 5 zeigt dagegen die Anordnung im Falle es sich um Teilchen mit festem Körper etwa gemäß Fig. 1 handelt. Dabei wird deutlich, daß in jedem Falle die Umhüllung der hier mit 7 bezeichneten ferromagnetischen Partikeln die optisch maßgebende Außenfläche der Raupe bildet. Die Partikeln 7 können dabei gemäß Fig. 1 und 1a oder Fig. 2 und 2a ausgebildet sein.4 to 6 show, enlarged and coarsened, the use of magnetic particles according to the invention for crack testing in workpieces 6. Only a section in the area of a crack 9 is shown in each case. 4 shows the arrangement of the particles in the magnetic stray field when particles are used which were obtained as the disperse phase of an emulsion. The ferromagnetic particles then crowd together following the magnetic field, while their soft shell, containing a dye, forms an easily recognizable bead 3 1 in the outer area. FIG. 5, on the other hand, shows the arrangement in the case of particles with a solid body, for example according to FIG. 1. It becomes clear that in each case the envelope of the ferromagnetic particles designated here by 7 forms the optically decisive outer surface of the bead. The particles 7 can be designed according to FIGS. 1 and 1a or FIGS. 2 and 2a.
Schließlich zeigt Fig. 6 die Verwendung erfindungsgemäßer magnetischer Teilchen,die als Mikrokapseln vorliegen, beispielsweise Fig. 3. Die ferromagnetischen PartikelnFinally, FIG. 6 shows the use of magnetic particles according to the invention, which are present as microcapsules, for example Fig. 3. The ferromagnetic particles
1 drängen sich unter der Wirkung des magnetischen Streufeldes stark zusammen, so daß die Hüllen 5 der Mikrokapseln in einzelne Stücke 8 zerplatzen und die Masse 21 der optisch kontrastierenden Körper 2 nach außen gedrängt wird. Da diese Masse 2' in der Regel ein Farbmittel enthält, ist das Ergebnis wiederum eine gegenüber dem Werkstück 6 deutlich sich abhebende Raupe.1 are strongly compressed under the effect of the magnetic stray field, so that the shells 5 of the microcapsules burst into individual pieces 8 and the mass 2 1 of the optically contrasting body 2 is forced outwards. Since this mass 2 ′ usually contains a colorant, the result is again a bead that clearly stands out from the workpiece 6.
Die Ausführung nach Fig. 1 verdeutlicht das Grundprinzip der Erfindung,wobei der optisch kontrastierende KörperThe embodiment according to FIG. 1 illustrates the basic principle of the invention, the optically contrasting body
2 natürlich nicht auf das vorstehend beispielsweise2 of course not to the example above
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angeführte Glas beschränk ist. Glas oder durchsichtiger Kunststoff sind lediglich Beispiele für die Erzielung optischer Kontrastwirkungen aufgrund reflektierender Eigenschaften des Materials, während stattdessen oder zusätzlich auch Farbmittel oder fluorezierende Substanzen verwendet werden können.cited glass is limited. Glass or more transparent Plastic are only examples of how to achieve optical contrast effects due to reflective Properties of the material, while instead or in addition to coloring agents or fluorescent substances can be used.
Patentanwalt:Patent attorney:
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Claims (26)
dadurch gekennzeichnet, daß die optisch kontrastierenden Körper aus einer dispergierbaren Substanz gebildet sind.8. Particles according to one of the preceding claims,
characterized in that the optically contrasting bodies are formed from a dispersible substance.
Oberflächenhärtung unterzogen werden.23 · The method according to claim 22, characterized in that the particles dispersed in the carrier medium one
Be subjected to surface hardening.
in Mikrokapseln eingebettet werden, die ein Farbmittel enthalten.25. The method according to claim 20 , characterized in that the magnetic particles in a known manner
be embedded in microcapsules containing a colorant.
ein Farbmittel enthaltenden Substanz beschichtet werden.26. The method according to claim 20, characterized in that the magnetic particles electrostatically with a
a colorant-containing substance can be coated.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19732329318 DE2329318A1 (en) | 1973-06-08 | 1973-06-08 | Composite magnetic particles - for crack detection in ferromagnetic workpieces |
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Publication Number | Publication Date |
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DE2329318A1 true DE2329318A1 (en) | 1975-01-02 |
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DE19732329318 Pending DE2329318A1 (en) | 1973-06-08 | 1973-06-08 | Composite magnetic particles - for crack detection in ferromagnetic workpieces |
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DE (1) | DE2329318A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0406692A2 (en) * | 1989-06-27 | 1991-01-09 | Trw Inc. | Fluid responsive to a magnetic field |
-
1973
- 1973-06-08 DE DE19732329318 patent/DE2329318A1/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP0406692A2 (en) * | 1989-06-27 | 1991-01-09 | Trw Inc. | Fluid responsive to a magnetic field |
EP0406692A3 (en) * | 1989-06-27 | 1991-01-16 | Trw Inc. | Fluid responsive to a magnetic field |
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