JP2002310993A

JP2002310993A - 磁気探傷方法

Info

Publication number: JP2002310993A
Application number: JP2001114295A
Authority: JP
Inventors: Yukihiro Maekawa; 幸広前川; Hiroyuki Nakao; 宏幸中尾
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2001-04-12
Filing date: 2001-04-12
Publication date: 2002-10-23

Abstract

(57)【要約】【課題】未焼結の圧粉体の成形割れを焼結前に見つけ
る。【解決手段】被検査物１６を磁化させるための電流を
流す通電体１４を、被検査物１６に貫通させて取り付
け、通電体１４に被検査物１６を磁化させるための電流
を供給して被検査物１６を磁化させ、磁化した被検査物
１６の表面に磁粉を供給し、被検査物１６の表面に付着
している磁粉の状態によって、欠陥の有無を検査する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、未焼結の圧粉体
（成形体）の成形割れを焼結前に見つけることができる
磁気探傷方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の技術として、歯車などの焼結部
品の割れを検査する方法として、焼結後に成形割れの有
無を検査する非破壊検査の方法として磁気探傷法が用い
られている。

【０００３】従来から用いられている磁気探傷法として
は、「軸通電法」、「コイル法」という２つの方法があ
る。「軸通電法」は、図７に示してあるように、被検査
物８０自体に図示するような方向の電流を流し、この電
流によって生じる内部磁界によって被検査物８０を直接
的に磁化させ、磁化した被検査物８０に磁粉を散布して
成形割れの有無を検査するという方法である。この方法
は、たとえば特開平５−１６４７４４号公報にも記載さ
れている。一方、「コイル法」は、図８に示してあるよ
うに、被検査物９０の周囲にコイル９２を配置させ、そ
のコイル９２に電流を流し、この電流によって生じる磁
界によって被検査物９０を間接的に磁化させ、磁化した
被検査物９０に磁粉を散布して成形割れの有無を検査す
るという方法である。この方法は、たとえば、特開平１
１−１６０２８４号公報にも記載されている。

【０００４】以上のような方法で被検査物８０、９０を
磁化させ、被検査物の表面に磁粉を散布する。成形割れ
が生じている場合には、図７および図８に示すように、
その成形割れの部分に磁粉が集まり、欠陥８２、９４が
あることが目視で容易に発見できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の磁気探傷法を未焼結の圧粉体に対して使用しよ
うとすると、次のような問題が生じる。

【０００６】まず、「軸通電法」の場合は、被検査物に
直接電流を流す方法であるので、焼結後の焼結部品には
適用できるものの、未焼結の圧粉体（成形体）には適用
することができない。これは、未焼結の圧粉体はその材
料となる鉄粉に混じって潤滑剤（たとえば、ステアリン
酸亜鉛、ステアリン酸リチウム、パラフィン、レジン、
高級脂肪酸、エチレンビスアミドなど）を含んでおり、
さらに、未焼結の圧粉体は、成分同士をつなぐバインダ
ー（たとえば、樟脳、パラフィン、レジン、塩化アンモ
ニウム、鉱油、澱粉など）が使用されるため、これらに
より、絶縁されているのと同じ状態になっているからで
ある。したがって、未焼結の圧粉体には通電することが
できず、「軸通電法」を使うことができない。つまり、
焼結後の焼結体でないと「軸通電法」を使って被検査物
を磁化させることはできないのである。

【０００７】つぎに、「コイル法」の場合は、被検査物
を間接的に磁化させる方法であるので、被検査物が未焼
結の圧粉体であっても磁化させることは可能である。し
かし、被検査物を一定の強さ以上に磁化させるために
は、被検査物の大きさや形状に合致したサイズのコイル
を用いる必要があることから、被検査物の種類に合わせ
た数のコイルを用意しなければならならず、汎用性がな
い。したがって、多品種生産には不向きである。もしコ
イルサイズが適正でなければ、被検査物の磁化が弱くな
り、検出精度が著しく低下してしまう。

【０００８】さらに、「コイル法」によって磁化した
後、磁化された被検査物への磁粉の吸着は、磁化電流が
絶たれた後に割れ部に残留する残留磁気を用いて磁粉を
吸着させる「残留磁化法」が用いられている。「残留磁
化法」は、高炭素鋼などの磁気の保持力が大きい（磁気
が残留しやすい）部品には適しているが、未焼結の圧粉
体は、磁気の保持力が弱いため、未焼結の圧粉体に含ま
れている潤滑剤やバインダーに含まれている油脂分によ
り未焼結の圧粉体の表面で磁粉液がはじかれてしまい、
割れ部に磁粉が吸着しづらい。つまり、磁粉の吸着力が
磁粉液をはじく力よりも小さいのである。これを解決す
るためには、未焼結の圧粉体を磁粉液散布前に脱脂する
ことも考えられるが、通常、脱脂は、焼結炉中の脱脂ゾ
ーンで行うようになっているので、途中で抜き取ること
はできない。

【０００９】結局、従来のいずれの方法を用いても、焼
結後でないと磁気探傷の検査をすることができない。こ
のように、焼結前に成形割れを見つけることができない
ため、焼結後に成形割れが見つかった場合には、生産中
の成形体がすべて不良になる場合がある。

【００１０】本発明は、以上のような従来の問題点を解
消するために成されたものであり、焼結前に成形割れを
見つけることができる磁気探傷方法を提供することを目
的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決し、
目的を達成するため、請求項１に記載の発明にかかる磁
気探傷方法は、被検査物を磁化させるための電流を流す
通電体を、前記被検査物に貫通させて取り付け、前記通
電体に前記被検査物を磁化させるための電流を流し、前
記通電体に電流が供給されている状態で前記被検査物の
表面に磁粉を付与し、前記被検査物の表面に付着してい
る磁粉の状態によって、欠陥の有無を検査することを特
徴とする。

【００１２】この請求項１に記載の発明によれば、通電
体に電流を流しながら被検査体に磁粉を供給するので、
あたかも被検査体が強く磁化されているかのような状態
下で磁気探傷検査をすることができる。したがって、磁
気の保持力が強い（磁気が残留しにくい）、未焼結の圧
粉体であっても磁気探傷検査をすることができる。

【００１３】請求項２に記載の発明にかかる磁気探傷方
法は、請求項１に記載の磁気探傷方法において、前記被
検査物は、粉末成形装置によって圧縮成形された未焼結
の圧粉体であることを特徴とする。

【００１４】請求項３に記載の発明にかかる磁気探傷方
法は、請求項１または請求項２に記載の磁気探傷方法に
おいて、前記通電体は、前記被検査物に対して円形状の
磁場を付与する直線状導体であることを特徴とする。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１、請求項
２、請求項３に記載の発明によれば、通電体に電流を流
しながら被検査体に磁粉を付与するので、あたかも被検
査体が強く磁化されているかのような状態下で磁気探傷
検査をすることができる。したがって、磁粉の吸着力が
磁粉液をはじく力よりも大きくでき、被検査物が未焼結
の圧粉体であったとしても高精度な磁気探傷検査をする
ことができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照して、本発
明にかかる磁気探傷方法の好適な実施の形態を詳細に説
明する。図１は、本発明の磁気探傷方法を実施する磁気
探傷装置の概略構成を示す図である。

【００１７】図に示す通電制御装置１０は、被検査物を
磁化させるための電流を供給する装置である。通電制御
装置１０は、供給する電流を調整する機能（電流調整機
構）を持つ。したがって、被検査物を磁化させるための
最適な大きさの電流が供給可能である。

【００１８】通電制御装置１０の電極１２Ａ、１２Ｂに
は、被検査物を磁化させるための電流を流す通電体１４
が接続される。通電体１４は、図示するように被検査物
１６を貫通するように取り付ける。ここで、通電体１４
は、たとえば銅で作られた直線状の丸棒材であり、１０
００Ａから２０００Ａ程度の電流を流すことができる断
面積を持ったものである。通電体１４は、被検査物１６
を均一に磁化するために、直線状の棒材であることが望
ましいが、曲線状のものも使用することができる。

【００１９】本発明の磁気探傷方法は、通電体１４を被
検査物１６に貫通させて取り付けることを必須とする方
法であるので、被検査物１６は必ず貫通する孔を有して
いなければならない。したがって、被検査物１６の形状
としては、歯車状のもの、円筒状のものなど、最初から
貫通孔を有している製品であることが望ましい。また、
均一に磁化するためには、被検査物１６は貫通孔に対し
て軸対称の形状であることが望ましい。

【００２０】本実施の形態では、被検査物１６として円
筒体または平歯車の形状を例示している。本実施の形態
における被検査物１６は、鉄粉を圧縮して円筒体または
平歯車形状に成形した直後の、未焼結の圧粉体に相当す
るものである。

【００２１】磁粉液塗布装置１８は、蛍光磁粉と分散剤
とが含まれた磁粉液を被検査物１６の表面に供給路１９
を介して供給するための装置である。

【００２２】以上のような磁気探傷装置を用いて、未焼
結の圧粉体における成形割れなどの欠陥を次のような手
順で発見する。以下に、この欠陥の発見の方法の実施の
形態を説明する。（第１の実施の形態）この実施の形態は、被検査物１６
の貫通孔に通した通電体１４に電流を流して（以下、こ
れを電流貫通法と称す。）被検査物１６を磁化させなが
ら蛍光磁粉を散布して（以下、これを連続法と称す。）
欠陥を発見する方法である。図２は、電流貫通法及び連
続法の手順を示すフローチャートである。また、図３、
図４は、それぞれ電流貫通法と、電流貫通法と共に連続
法を行なう手順の説明に供する図である。この実施の形
態では、被検査物として平歯車を例示する。

【００２３】まず、図３に示すように、通電体１４を被
検査物１６の貫通孔を通して貫通させ、貫通孔の中心に
位置させるようにセットする。通電体１４を貫通孔の中
心に位置させるのは、被検査物１６が均一に磁化させる
ようにするためである（工程１）。

【００２４】つぎに、通電制御装置１０から通電体１４
に被検査物１６を磁化させるための電流を供給する。通
電体１４に電流が流れると、通電体１４の周囲に通電体
１４を中心軸とする同心円筒状の磁界が被検査物１６に
作用する。被検査物１６は、この磁界によって磁化され
る。

【００２５】電流は、たとえば電極１２Ａから電極１２
Ｂに向けて流れる。なお、電流の大きさは、被検査物１
６の材質、大きさ、形状など、組成や幾何学的要素を考
慮して決め、通電制御装置１０の電流調整機構で調整す
る（工程２：電流貫通法）。

【００２６】そして図４に示すように、通電体１４に電
流を流したまま、磁粉液塗布装置１８（図１参照）の供
給路１９より被検査物１６の表面に磁粉液２０（磁粉）
を散布する（工程３：連続法）。

【００２７】被検査物１６の表面に磁粉液２０（磁粉）
が散布されると、被検査物１６に成形割れが生じていれ
ば、この割れ目に磁粉が吸着されることになる。成形割
れがある場合、その割れの両側に磁極が現れ、そこに磁
石ができたのと同様にその付近の空間に磁場（漏洩磁
場）を形成するからである。この磁場に磁気感度の高い
磁粉を塗布すると、割れ部分の磁極と磁粉の磁極との間
にクーロン力が働き、磁粉が吸着することになる。した
がって、磁粉液２０散布後の被検査物１６にブラックラ
イトを照射して目視すると、割れ目の形状に応じた磁粉
模様が確認できる（工程４）。

【００２８】欠陥検査の結果、欠陥が発見されなければ
（工程５：Ｙｅｓ）、すなわち、被検査物１６の表面に
磁粉模様が現れなければ、磁化した被検査物１６を通電
体１４から取り外し（工程６）、この被検査物１６を焼
結工程に送って焼結する（工程７）。一方、欠陥検査の
結果、欠陥が発見されれば（工程５：Ｎｏ）、すなわ
ち、被検査物１６の表面に磁粉模様が現れていれば、磁
化した被検査物１６を通電体１４から取り外し（工程
８）、この被検査物１６を廃棄する（工程９）。

【００２９】このように、電流貫通法によって、被検査
物自体に直接電流が流れなくとも、潤滑材やバインダー
などの影響を受けることなく、大きな電流を、通電体を
介して流すことができるようになりため、磁化しにくい
未焼結の圧粉体であっても、通電電流の大きさを調整す
ることによって間接的に磁化することができるようにな
る。なお、従来のコイル法を用いても被検査物を間接的
に磁化させることはできるが、十分な磁化をさせるため
には、製品の大きさに合わせたコイルが必要となる。こ
のため、汎用性に欠けるが、電流貫通法では、通電体の
太さで決まる最大電流を超えない範囲内で電流値の調整
が可能であるから、汎用性の点では問題ない。

【００３０】さらに、電流貫通法と共に連続法を行なう
ことによって、被検査物に磁界を与えながら磁粉液を散
布するので、被検査物の磁気の保持力が弱くとも欠陥の
有無を検査することができる。

【００３１】加えて、検査前に、被検査物を通電体から
取り出さなくても検査をすることができるので、被検査
物を生産しながらリアルタイムな検査をすることも可能
である。このため、自動生産ラインで生産後の全数検査
を行うことも可能になる。

【００３２】

【実施例】図５および図６は、未焼結の歯車に本発明に
かかる磁気探傷法を適用して、成形割れの検査を行った
場合の検査結果を示した図である。

【００３３】本発明の磁気探傷法で成形割れがどの程度
鮮明に確認できるものであるかを、次の条件で実験し
た。なお、成形割れは、未焼結の圧粉体に圧力を加えて
故意に生じさせた。

【００３４】未焼結の圧粉体である歯車を磁化させるた
め、銅製の丸棒状通電体に３相全波整流１２００Ａの直
流電流を供給した。磁化方法は電流貫通法を用いた。通
電体への通電時間は２、３秒間である。磁粉液として
は、蛍光磁粉ＬＹ−１０（日本電磁測器製）、分散材Ｂ
Ｃ−１Ｓ（日本電磁測器製）の混合液を用いた。

【００３５】詳しい磁粉液の成分は以下のとおりであ
る。

【００３６】媒質：水（水道水）、磁粉種：蛍光磁粉（湿式用）、成分：蛍光顔料１５％、酸化鉄６５％、アクリル樹脂２
０％、粒度：１〜１０μｍ、粘度：低粘度（さらさら）で水切れの良い状態、磁粉添加量：０．５〜２ｇ／リットル（実験に使用した
ものは１ｇ／リットル）分散剤添加量：２ｇ／リットル以上（実験に使用したも
のは２ｇ／リットル）適正沈殿量：０．０９〜０．２ｃｃ以上のような条件で、磁粉液を連続法にて散布し、ブラ
ックライト下で割れの目視検査を行ったところ、図５お
よび図６に示すように見えた。この図を見れば明らかな
ように、成形割れが生じていることがはっきりと確認で
きる。この鮮明感は、従来から行っていた焼結後の製品
に対する検査に匹敵するほどの鮮明感であった。したが
って、本発明が未焼結の圧粉体における成形割れの発見
に対して十分効果があることがわかる。

【００３７】以上のように、本発明によれば、未焼結の
圧粉体の不良の発見に大きく貢献できるのがわかる。未
焼結の状態で不良の発見が可能になると、たとえば次の
ような具体的効果が得られる。

【００３８】たとえば、従来は未焼結の圧粉体を焼結炉
に入れてから焼結が終了し、磁気探傷検査が実施される
までに約４時間の時間を要している。焼結が行われてい
る間にも、次の焼結のために圧粉体の生産が行われてい
る。したがって、従来であれば、成形割れが発生したこ
とがわかるのは、入炉から４時間後であるが、成形割れ
が生じたことがわかった場合には、その後の炉中の焼結
体を含め、生産中の成形体はすべて不良として廃棄する
場合がある。ところが、本発明で成形割れが見つかった
としても、発見される所要時間が短いので、廃棄すべき
圧粉体の個数は最小限で済む。このため、経済的効果も
非常に大きいことになる。

【００３９】なお、本発明を適用した場合には、圧粉体
は、磁粉液が付着しまま焼結炉に搬入されることになる
が、それが付着したままで焼結が行われたとしても、製
品としては何ら問題のないことも確認済みである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気探傷方法を実施する磁気探傷装置
の概略構成を示す図である。

【図２】本発明の磁気探傷方法の実施形態を説明するフ
ローチャートである。

【図３】本発明の実施形態の手順の説明に供する図であ
る。

【図４】本発明の実施形態の手順の説明に供する図であ
る。

【図５】未焼結の歯車に本発明にかかる磁気探傷法を適
用して、成形割れの検査を行った場合の検査結果を示し
た図である。

【図６】未焼結の歯車に本発明にかかる磁気探傷法を適
用して、成形割れの検査を行った場合の検査結果を示し
た図である。

【図７】従来の「軸通電法」の説明に供する図である。

【図８】従来の「コイル法」の説明に供する図である。

【符号の説明】

１０…通電制御装置、１２Ａ、１２Ｂ…電極、１４…通電体、１６…被検査物、１８…磁粉液塗布装置、１９…供給路、２０…磁粉液、８０、９０…被検査物、８２、９４…欠陥（成形割れ）、９２…コイル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2G051 AA07 AB03 BA05 CA11 2G053 AA11 BA02 BA04 BB11 DC11

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検査物を磁化させるための電流を流す
通電体を、前記被検査物に貫通させて取り付け、前記通電体に前記被検査物を磁化させるための電流を流
し、前記通電体に電流が供給されている状態で前記被検査物
の表面に磁粉を付与し、前記被検査物の表面に付着している磁粉の状態によっ
て、欠陥の有無を検査することを特徴とする磁気探傷方
法。
【請求項２】前記被検査物は、粉末成形装置によって
圧縮成形された未焼結の圧粉体であることを特徴とする
請求項１に記載の磁気探傷方法。
【請求項３】前記通電体は、前記被検査物に対して円
形状の磁場を付与する直線状導体であることを特徴とす
る請求項１または請求項２に記載の磁気探傷方法。