DE2554492A1

DE2554492A1 - Verfahren zur anzeige von fehlerstellen an der oberflaeche von magnetisierbaren werkstuecken

Info

Publication number: DE2554492A1
Application number: DE19752554492
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Schweissindustrie Oerlikon Buehrle AG
Current assignee: Welding Industries Oerlikon AG
Priority date: 1974-12-10
Filing date: 1975-12-04
Publication date: 1976-06-16
Also published as: GB1527745A; JPS5821700B2; AT371605B; NL7514367A; SE7513843L; NO754130L; FR2294442A1; FR2294442B1; IT1048695B; ATA911675A; NO144583B; JPS5184285A; NO144583C; SE420952B; ES443043A1; LU73956A1

Description

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₂₄ Köln, den 26.11 .1975

Reg.-Nr. She 701

Schweissindustrie Oerlikon Bührle AG, Zürich (Schweiz)

Verfahren zur Anzeige von Fehlerstellen an der Oberfläche von magnetisierbaren Werkstücken.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anzeige von Fehlerstellen an der Oberfläche von magnetisierbaren Werkstücken, bei welchen ein elektrischer Strom durch das Werkstück geschickt wird und die durch die Fehlerstellen an der Oberfläche des Werkstücks hervorgerufenen Kraftlinien-Streufelder durch Aufsprühen eines ferromagnetischen Pulvers sichtbar gemacht werden.

Ein bekanntes Verfahren zur Anzeige von Fehlerstellen an der Oberfläche von magnetisierbaren Werkstoffen, allgemein als Magnetpulververfahren bezeichnet, wird in grossem Umfang für die Qualitätsprüfung von fertigen Werkstücken verwendet. Das Magnetpulververfahren wird aber auch für die Qualitätsprüfung von Halbzeug, z.B. von Knüppeln oder Brammen, eingesetzt, bevor es der weiteren Verarbeitung zugeführt wird. Bei dieser Anwendung des. Magnetpulververfahrens treten zusätzliche Probleme auf, die bei der

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Qualitätsprüfung von fertigen Werkstücken nicht oder nur in beschränktem Mass auftreten. Neben einer einwandfreien und bleibenden Markierung der Fehlerstelle werden besondere Anforderungen an die Erkennbarkeit der Fehlerstelle gestellt, damit der Putzer, der mit einer Schleifscheibe die Fehlerstellen ausschleift, einerseits keine Fehlerstellen übersieht und andererseits sich für das Erkennen der Fehlerstellen nicht überanstrengen muss.

Da die Pulveranhäufungen gewöhnlich so lange an der Fehlerstelle haften, als das Magnetfeld besteht, ist deren Fixierung in vielen Fällen erwünscht, um die Fehlerstellen auch über die Magnetisierungszeit hinaus zu erhalten. Je nachdem, ob es sich hierbei um die Qualitätskontrolle von einzelnen Werkstücken oder um die Prüfung von Halbzeug, das in grossen Mengen anfällt, handelt, werden verschiedene Verfahren zur Erhaltung der Fehlerstellen angewandt. Für die Qualitätskontrolle von einzelnen Werkstücken ist es bekannt, die durch die Pulveranhäufungen sichtbar gemachten Fehlerstellen an der Oberfläche des Werkstückes durch einen flüssig aufgebrachten Lack zu fixieren, der nach dem Entfernen des Lösungsmittels als Haut mit den darin eingebetteten Pulveranhäufungen von der Oberfläche des Prüflings abgelöst und als Beleg aufbewahrt werden kann.

Für die Prüfung von Halbzeug ist bekannt, die Erkennbarkeit der Fehlerstellen beim Magnetpulververfahren dadurch zu verbessern, dass die Pulverteilchen mit fluoreszierenden Stoffen behandelt werden, so dass die Fehlerstelle unter Verwendung einer ultravioletten Lichtquelle aufleuchtet. Da jedoch dieses Prüfverfahren in einer verdunkelten Kammer durchgeführt werden muss, werden die Fehlerstellen von Hand nachgezeichnet, damit die Fehlerstellen beim nachfolgenden Putzvorgang gut erkennbar sind. Das Arbeiten in der verdunkelten Kammer ist jedoch für die Augen stark ermüdend, und zudem können beim Nachzeichnen der Fehlerstellen Fehler entstehen.

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Es wäre deshalb erwünscht, die Fehlerstellen so aufzuzeigen, dass sie auch bei gewöhnlichem Licht gut erkennbar sind. Die bisher bekannten Pulver sind in einem nicht verdunkelten Raum bezüglich ihrer Erkennbarkeit an den Fehlerstellen ungenügend. Dies hängt damit zusammen, dass das einzelne Pulverteilchen zum grösseren Teil aus reinem Eisen besteht. Dieses wird meistens aus Eisenschwamm hergestellt und weist eine dunkle Färbung auf. Auch wenn das' Teilchen mit einem fluoreszierenden Pigment beschichtet wird, sind nur einzelne Partien des Teilchens abgedeckt, was im Hinblick auf die magnetischen Eigenschaften des Teilchens erwünscht ist. Dies hat jedoch die schlechte Erkennbarkeit bei gewöhnlichem Licht zur Folge.

Weiter ist es bekannt, die die Fehlerstellen anzeigenden Pulveranhäufungen mit einer Farbschicht zu bedecken, wobei nach der Entmagnetisierung die Pulveranhäufung entweder von selbst abfällt oder durch einen Luftstrom weggeblasen wird, so dass die Fehlerstelle als von der Farbe unbedeckte Stelle erkennbar ist. Nachteilig ist bei diesem Verfahren der grosse Farbbedarf und die Notwendigkeit, eine raschtrocknende Farbe zu verwenden, die leicht zum Verstopfen von Düsen und Leitungen führt. Das bekannte Verfahren unter Aufbringung eines flüssigen Lackes ist in seinem Anwendungsbereich beschränkt, da das Trocknen des Lackes eine bestimmte Zeit benötigt. Aus diesem Grunde ist dieses bekannte Verfahren für das Prüfen grosser Stückzahlen von Halbzeug weniger geeignet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Art so zu gestalten, dass einerseits eine rasche Fixierung der Fehlerstelle, ohne dass damit ein grosser Materialverbrauch verbunden ist, und andererseits eine leichte Erkennbarkeit der Fehlerstelle auch in einem unverdunkelten Raum erreicht wird.

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Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung dadurch gelöst, dass die Partikel des Pulvers aus Eisen, Pigment und Lack zusammengesetzt und in fester Form auf die Oberfläche des Werkstücks aufgebracht und die sich bildenden Pulveranhäufungen mit einem Lösungsmittel besprüht werden, worauf die Partikel der Pulveranhäufung unter mindestens teilweiser Erweichung des Lackes miteinander und an die Oberfläche des Werkstücks zum Haften gebracht werden.

Zur Durchführung des Verfahrens wird erfindungsgemäss ein Pulver verwendet, bei welchem die reines Eisen aufweisenden Partikel mindestens teilweise mit einer ersten Schicht und die erste Schicht mit einer zweiten Schicht bedeckt sind bzw. ist.

Die beiliegende Zeichnung zeigt als Ausführungsbeispiel den Aufbau eines erfindungsgemässen Partikels und wird nachfolgend beschrieben.

Vereinfacht ausgedrückt verläuft das erfindungsgemässe Verfahren in umgekehrter Reihenfolge wie die bekannten Verfahren, bei denen der die Partikel enthaltende Lack flüssig auf das Werkstück aufgebracht wird, und zwar wird hier der Lack mit den Partikeln in festem Zustand auf das Werkstück aufgebracht und dort mindestens teilweise mit Hilfe eines Lösungsmittels erweicht. Mit dem Verdunsten des Lösungsmittels erhärtet der Lack aufs neue und bildet eine innige Verbindung zwischen den Partikeln der Pulveranhäufung einerseits und an der Oberfläche des Werkstücks andererseits. Durch Zugabe eines geeigneten Pigmentes kann der gewünschte Kontrast gegenüber der Oberfläche des Werkstücks erzielt werden. Das Aufsprühen des Lösungsmittels ist demnach so zu dosieren, dass keine zu grosse Erweichung des Lackes auftritt und das Pigment aus der Pulveranhäufung ausfHessen könnte. Aber selbst dann bleibt eine gute Fehlererkennbarkeit erhalten, da-das Pigment sich um die Pulveranhäufung ablagert.

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Bei den Partikeln ist, wie bereits erwähnt, die Dunkelfärbung des für ihre Herstellung verwendeten Eisenschwamms für die mangelnde Erkennbarkeit der Fehlerstelle massgebend. Die Erkennbarkeit wird auch nicht wesentlich gesteigert, wenn das Eisenteilchen mit einem Pigment, z.B. einem fluoreszierenden Pigment, beschichtet wird, da der Einfluss der dunklen Färbung des Eisens dadurch nicht aufgehoben wird. Zwar wird durch Beschichtung des Eisenteilchens mit einem Pigment die Sichtbarkeit verbessert, jedoch zeigt die Anwendung in der Praxis, dass bei der Qualitätskontrolle von Halbzeug dies für den Putzer nicht ausreichend ist.

In der Figur ist mit 1 ein Partikel dargestellt, das entsprechend seiner Herstellung ein mit Zacken versehenes Teilchen aus Eisenschwamm aufweist. Die Grosse dieser Partikel beträgt etwa 40 300 Mikron, und ihr Eisenanteil beträgt etwa 70 ... 85 Gew.%.

Wesentlich ist, dass vor dem Aufbringen des für die Sichtbarkeit massgebenden Pigmentes eine erste Schicht 2 auf das Teilchen 1 aufgebracht wird, welches das den dunklen Hintergrund bildende Eisenteilchen abdeckt und damit den Hintergrund aufhellt. Zweckmässig eignet sich als erste Schicht ein Lack, z.B. Phenyl-Harz oder Epoxy-Harz, der als Komponente Titan-Dioxid aufweist. Die erste Schicht wird dadurch sehr hell und kann auch weiss sein.

Wie aus der Figur ersichtlich ist, wird auf die erste Schicht eine zweite Schicht 3 aufgebracht. Diese Schicht kann beispielsweise ein weiterer Lack, z.B. ein Akryl-Harz, sein, der als Komponente ein fluoreszierendes Pigment enthält. Durch die Aufhellung des Hintergrundes durch die erste Schicht 2 erhält man eine sehr gute Erkennbarkeit der Fehlerstelle, auch wenn mit einer gewöhnlichen Lichtquelle gearbeitet wird. Die gute Erkennbarkeit der Fehlerstelle wird auch dann gewährleistet, wenn in die zweite

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Schicht 3 kleine reflektierende Kugeln, z.B. aus Glas, eingebettet werden. Werden so zusammengesetzte Pulverteilchen von einem Lichtstrahl angeleuchtet, so tritt durch die Reflektion des Lichtes eine ausserordentlich gute Erkennbarkeit der Fehlerstelle auf; der Putzer ist damit in der Lage, seine Arbeit bei gewöhnlichem Licht ausführen zu können und wird dadurch nicht ermüdet.

Die Verwendung der beiden Schichten 2, 3 hat noch den Vorteil, dass diesen eine unterschiedliche Löslichkeit zugeordnet wird, wobei im Grenzfall die erste Schicht 2 nichtlösbar und die zweite Schicht 3 gut lösbar sein kann. Gewöhnlich wird jedoch die Zusammensetzung der beiden Schichten 2, 3 so gewählt, dass die erste Schicht 2 schlecht lösbar und die zweite Schicht 3 gut lösbar ist.

Weiter kann die Löslichkeit der beiden Schichten 2, 3 der Temperatur des zu prüfenden Werkstücks angepasst werden. Durch Verwendung der beiden Schichten 2, 3 wird weiter erreicht, dass die Dosierung des Lösungsmittels nicht kritisch ist. Dies ist deshalb erforderlich, weil grosse Pulveranhäufungen weniger Lösungsmittel erhalten als ganz kleine Pulveranhäufungen. Da die Grosse dieser Pulveranhäufungen nicht voraussehbar ist, muss mit einer mittleren Dosierung gearbeitet werden, was jedoch bei Verwendung des Zwei-Schichten-Pulvers mit unterschiedlicher Löslichkeit der beiden Schichten nicht nachteilig ist.

Zweckmässig ist es, bei der Qualitätskontrolle von Halbzeug oder anderen Werkstücken eine Lichtquelle so anzuordnen, dass sie in der Nähe des Putzers angeordnet ist, so dass sie in annähernd derselben Richtung wirkt wie die Blickrichtung des Putzers. Zweckmässig ist es, eine Lampe zu verwenden, die ein enges Spektrum im sichtbaren Bereich und einen grösseren Ultraviolett-Anteil aufweist. Da der Putzer mit der Schleifscheibe ein Schleiflicht

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erzeugt, ist es erwünscht, dessen Spektrum zu reduzieren. Da der Putzer sich während der Putzarbeit in einer Kabine aufhält, können Filter am Beobachtungsfenster der Kabine angeordnet werden, um die gewünschte Reduktion des Spektrums des Schleiflichtes zu erhalten.

Zweckmässig wird auch schleifendes Licht auf die Pulveranhäufung verwendet, damit eine Reflektion der Pulveranhäufung und nicht des Werkstücks auftritt.

Bei Verwendung von reflektierenden Kügelchen in der zweiten Schicht 3 ist es zweckmässig, einen Lichtstrahl zu verwenden, wobei die Lichtquelle ebenfalls in der Nähe des Putzers angeordnet wird, so dass derselbe die Reflektion des Lichtes in den Kügelchen gut erkennen kann.

Da bei der Magnetisierung Kontaktfunken auftreten können, ist es erforderlich, als Lösungsmittel für das Besprühen der Pulveranhäufungen ein nicht explosives Lösungsmittel zu verwenden. Hierzu eignen sich Halogenkohlenwasserstoffe, z.B. chlorierte Kohlenwasserstoffe, wie z.B. Methylenchlorid. Als Lack, der mit den Eisenteilchen und dem Pigment zu Partikeln verarbeitet wird, eignet sich vor allem ein Kunstharzlack.

Das beschriebene Verfahren macht die Wiederverwendung des Lösungsmittels möglich, wenn es nach seiner Verwendung gesammelt und kondensiert wird. Damit vermeidet man die Entstehung von Abfällen und die damit verbundene Umweltbelastung.

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Claims

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P atentansprüche

I.) Verfahren zur Anzeige von Fehlerstellen an der Oberfläche von magnetxsierbaren Werkstücken, bei welchen ein elektrischer Strom durch das Werkstück geschickt wird und die durch die Fehlerstellen an der Oberfläche des Werkstücks hervorgerufenen Kraftlinien-Streufelder durch Aufsprühen eines ferromagnetischen Pulvers sichtbar gemacht werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Partikel des Pulvers aus Eisen, Pigment und Lack zusammengesetzt und in fester Form auf die Oberfläche des Werkstücks aufgebracht und die sich bildenden Pulveranhäufungen mit einem Lösungsmittel besprüht werden, worauf die Partikel des Pulvers unter mindestens teilweiser Erweichung des Lackes miteinander und an der Oberfläche des Werkstücks zum Haften gebracht werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsmittel entsprechend der Temperatur des Werkstücks gewählt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Lösungsmittel ein nichtexplosives Lösungsmittel, z.B. Methylenchlorid, verwendet wird.
4. Pulver zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die reines Eisen aufweisenden Partikel mindestens teilweise mit einer ersten Schicht und die erste Schicht mit einer zweiten Schicht bedeckt sind bzw. ist.
5. Pulver nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Schicht eine, einen Kontrast zur zweiten Schicht bildende Komponente, z.B. Titan-Dioxid, aufweist.

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6. Pulver nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zv/eite Schicht ein fluoreszierendes Pigment aufweist.
7. Pulver nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Schicht kleine reflektierende Kugeln, z.B. aus Glas, eingebettet sind.
8. Pulver nach einem der Ansprüche 4 bis 7, gekennzeichnet durch seine Verwendung bei der Beobachtung einer Fehlerstelle am Werkstück in Verbindung mit einer etwa in der Beobachtungsrichtung angeordneten Lichtquelle.
9. Pulver nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine Lichtquelle mit einem gegenüber Normallicht, z.B. durch Filter, vergrösserten Ultraviolett-Anteil.
10. Pulver nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen flächenmässig begrenzten Lichtstrahl der Lichtquelle.

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