JPH10206395A - 渦電流方式の非破壊検出方法 - Google Patents
渦電流方式の非破壊検出方法Info
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- JPH10206395A JPH10206395A JP1105397A JP1105397A JPH10206395A JP H10206395 A JPH10206395 A JP H10206395A JP 1105397 A JP1105397 A JP 1105397A JP 1105397 A JP1105397 A JP 1105397A JP H10206395 A JPH10206395 A JP H10206395A
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Abstract
理ロット差の影響を受けない非破壊検出方法を提供す
る。 【解決手段】 センサ内の試験コイルに励磁電流を流し
て試料内に渦電流を誘導し、その渦電流によって試験コ
イルに生じるインダクタンスの変化を検出する渦電流方
式の非破壊検出方法であって、励磁電流の周波数を変化
させて測定試料における低周波数側および高周波数側の
少なくとも2回のインダクタンスの変化を測定し、その
測定値を対比することによって測定試料に生じた金属組
織の変化を検出する。
Description
壊検出方法に関し、より具体的には、焼入れされた鋼
(焼入れ鋼)の切削加工および研削加工において発生す
る加工変質層を検出するための渦電流方式の非破壊検出
方法に関するものである。
工条件によって白層とよばれる再焼入れ層や加工に伴う
熱影響層が生じる場合がある。このような加工変質層
は、厚さが薄い場合には転動寿命や割れ疲労などの機械
部品としての強度特性に悪影響を及ぼさないことが確認
されている。しかし、この加工変質層の厚さが過大にな
った場合には、強度特性に悪影響を及ぼすことが考えら
れるため、加工変質層を精度よく検出する必要がある。
断しエッチングする方式や単一周波数による試料のイン
ピーダンス変化を求める方式などがあった。
行なってエッチングを行なう方式では、製品を破壊しな
ければならず、その上、検査には手間と時間とがかかる
という問題点があった。また単一の周波数による試料の
インピーダンスを求める方式にあっては、非破壊方式で
あり簡便な方式であるものの、所定の単一周波数を用い
ているため、母材の材料と熱処理条件との影響、つまり
材料ロットおよび熱処理ロットの影響を強く受けるた
め、検出精度が十分といえないという問題点があった。
おいて材料ロット差および熱処理ロット差の影響を受け
難い非破壊検出方法を提供することである。
定および検出を非破壊、高精度および短時間でできる渦
電流方式の非破壊検出方法を提供することである。
破壊検出方法は、試験コイルに励磁電流を流して試料内
に渦電流を誘導し、その渦電流によって試験コイルに生
じるインピーダンスの変化を検出する渦電流方式の非破
壊検出方法であって、励磁電流の周波数を変化させて測
定試料における低周波数側および高周波数側の少なくと
も2回のインピーダンスの変化を測定し、その測定値を
対比することによって測定試料に生じた金属組織の変化
を検出することで行なわれる。
部に対する表層の組織変化であるので、内部と表層との
組織差を検出することができれば、材料・熱処理ロット
の影響を受けずに精度よい検出が可能となるはずであ
る。
大きな電流が流れるが、表層と内部との渦電流の発生バ
ランスは試験コイルに流す励磁電流の周波数により変え
ることができる(励磁電流の周波数が高いほど表層に渦
電流が偏る)。ある深さにおける渦電流値が大きいほ
ど、その深さの組織の影響がより大きく試験コイルの出
力値に反映される。これによりコイル周波数を変化させ
て各周波数での渦電流値を測定することで、表層から内
部へ至る各深さ位置での組織を知ることができる。よっ
て、たとえば低周波数側および高周波数側の少なくとも
2つの周波数を用いて測定し、それらの測定値を比較す
ることにより、内部に対する表層の組織変化を検出する
ことができる。このように内部に対する表層の組織変化
を検出することが可能となるため、材料・熱処理ロット
の影響を受けずに精度よく検出することが可能となる。
たは接近させるだけで非破壊で検出することができる。
なる検査周波数間(低周波数側および高周波数側)の測
定値の比較を行なうことが望ましい。
一な組織の試料をゼロ模範とすることができ、この試料
の表層から内部までの各深さ位置ごとの測定値をゼロ点
に合わせ、このゼロ点から測定試料の測定値がどれだけ
ずれるかで測定試料の金属組織の変化を知ることができ
る。
用いることができる。これにより、検査周波数を変える
ことでゼロ点とゲインとが変わっても、検査周波数ごと
にゼロ点とゲインとを調整することができる。
し、測定試料の低周波数側測定値と高周波数側測定値と
を対比することで焼入れ鋼の加工において発生する加工
変質層を検出することが望ましい。
切削などの加工条件を変更することで白層・熱影響層の
発生を最小限にとどめ、強度特性に悪影響が生ずること
を防止することができる。
の非破壊検出方法およびその検出結果について説明す
る。
方式で検査周波数を多重に用い、母材(被削面内部)に
対する被削面表層部の組織変化を電圧(誘導起電力)の
変化としてとらえるものである。具体的には、センサ内
の試験コイルに励磁電流を流して試料内に渦電流を誘導
し、その渦電流による反作用として試験コイルに生じる
インピーダンスの変化を電圧(誘導起電力)の変化とし
て検出する方法であって、励磁電流の周波数を変化させ
て低周波数側(被削面内部)および高周波数側(被削面
表層部)の少なくとも2点で測定試料の電圧を測定し、
この電圧の変化から測定試料の組織変化を検出するもの
である。
合には、周波数ごとに信号のゼロ点とゲインとが変わる
ため補正が必要となる。今回は、ゼロ模範とゲイン模範
との2種類を用意し、各測定においてゼロ模範での誘導
起電力が0Vとなるようにゼロ点を合わせ、ゲイン模範
での誘導起電力を−3(V)となるようにゲインを合わ
せ測定値を求めた。
との各測定値をゼロ点に合わせて、それに対して他の試
料の測定値がどのように変化するかで他の試料の組織変
化を調べた。またゲイン模範についてもゼロ模範と同様
にしてゲインを合わせることができる。なお今回の測定
においては、表層から内部まで均一な組織を有する標準
的な試料をゼロ模範とし、絶対値が最も大きい誘導起電
力を有する試料をゲイン模範とした。具体的には負の最
大誘導起電力を−3(V)となるようにゲインを合わせ
測定値を求めた。
数を連続的に変えることができるが、ここでは100k
Hz、250kHz、1MHz、2MHz、3MHz、
6MHzと代表的な周波数を用いた。そのときの浸透深
さを以下の表1に示す。
試料内部に作る磁界が、表面での磁界の約37%となる
深さを意味し、渦流探傷試験によって検出できる深さを
示す目安として用いられる。ただし、下表の浸透深さδ
は、炭素鋼の一般的値であり、SUJ2に対しては参考
値である。
J2焼入れ品とS53C高周波焼入れ品とに対して測定
を行なった。その結果をSUJ2焼入れ品については図
1に、S53C高周波焼入れ品については図2に示す。
の試料(1−1〜1−6)について切削を行なった後に
上記の測定を行なった。ここで各試料1−1〜1−6
は、各々、加工条件や材料のロットを変えたものであ
る。
察したところ、試料1−1および1−2の表層には白層
が生じており、また試料1−3および1−4には表層に
熱影響層が生じていた。また試料1−5および1−6に
は白層などの加工変質層は生じていなかった。ここで試
料1−1と1−2および1−5と1−6は、それぞれ材
料ロットの異なる材料を同じ条件で加工を行ない比較を
行なったものである。
よび熱影響層、つまり加工変質層が表層に生じた試料
(1−1〜1−4)では、低検査周波数側(たとえば2
50kHz)の電圧値は0に近くなっているが、高検査
周波数側(たとえば3MHz、6MHz)の電圧値は低
検査周波数側の電圧値よりも高くなっていることがわか
る。またその加工変質層の厚さが大きいほど、高検査周
波数側の電圧値が低検査周波数側の電圧値よりも高くな
っていた。
び1−6)では、高検査周波数側および低検査周波数側
の双方の電圧値はほぼ0となり、高検査周波数側と低検
査周波数側とで電圧値に差がほとんどないことがわか
る。また、この方法によれば、ロット差については考慮
する必要がないこともわかる。
れ品の5つの試料(2−1〜2−5)について切削を行
なった後、上記の測定を行なった。ここで各試料2−1
〜2−5には、各々、異なる条件で加工が施されてい
る。
察したところ、試料2−1の表層には非常に薄い熱影響
層が生じており、また試料2−2および2−3の表層に
は白層が生じていた。また試料2−4および2−5の表
層には加工変質層は生じていなかった。
2の場合と同様に、白層・熱影響層がある場合には、高
検査周波数側の電圧値が低検査周波数側の電圧値に比べ
て+側に高くなり、白層・熱影響層がないか、または非
常に軽微な場合には、逆に−側に下がっている。
層の有無や厚さの程度に応じて、高検査周波数側の電圧
値が変化していることがわかる。つまり本実施例の検出
方法を用いれば、低検査周波数数側の電圧値を基準とし
て高検査周波数側の電圧値の変化を読取ることにより、
表層の加工変質層の有無や厚さを知ることができる。
の渦電流方式を用いることにより、加工を受けた表面を
渦電流センサで検査することのみで、焼入れ鋼の切削加
工および研削加工で最表面に発生する加工変質層の程度
を、非破壊で実用上十分な程度に知ることができる。
であって制限的なものではないと考えられるべきであ
る。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の
範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味およ
び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。
非破壊検出方法によれば、母材の材料ロットや熱処理ロ
ットの差による影響を受けることなく、切削加工または
研削加工によって生じた最表面の加工変質層の有無やそ
の程度を非破壊で精度よく検出することが可能になっ
た。
明の一実施例における非破壊検出方法で検出した渦流探
傷装置による浸透深さと電圧との関係を示すグラフであ
る。
て本発明の一実施例における非破壊検出方法で検出した
渦流探傷装置による浸透深さと電圧との関係を示すグラ
フである。
Claims (3)
- 【請求項1】 試験コイルに励磁電流を流して試料内に
渦電流を誘導し、その渦電流によって試験コイルに生じ
るインピーダンスの変化を検出する渦電流方式の非破壊
検出方法であって、 前記励磁電流の周波数を変化させて測定試料における低
周波数側および高周波数側の少なくとも2回のインピー
ダンスの変化を測定し、その測定値を対比することによ
って前記測定試料に生じた金属組織の変化を検出する、
渦電流方式の非破壊検出方法。 - 【請求項2】 ゼロ模範とゲイン模範とを用いて前記低
周波数側および高周波数側の前記測定値の比較を行な
う、請求項1に記載の渦電流方式の非破壊検出方法。 - 【請求項3】 焼入れ鋼を加工したものを前記測定試料
とし、前記測定試料の前記低周波数側測定値と前記高周
波数側測定値とを対比することで前記焼入れ鋼の加工に
おいて発生する加工変質層を検出する、渦電流方式の非
破壊検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1105397A JPH10206395A (ja) | 1997-01-24 | 1997-01-24 | 渦電流方式の非破壊検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1105397A JPH10206395A (ja) | 1997-01-24 | 1997-01-24 | 渦電流方式の非破壊検出方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10206395A true JPH10206395A (ja) | 1998-08-07 |
Family
ID=11767290
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1105397A Pending JPH10206395A (ja) | 1997-01-24 | 1997-01-24 | 渦電流方式の非破壊検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10206395A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000131287A (ja) * | 1998-10-23 | 2000-05-12 | Japan Science & Technology Corp | 磁気計測による探傷方法及び装置 |
| JP2004198246A (ja) * | 2002-12-18 | 2004-07-15 | Nsk Ltd | 軸受負荷状態診断方法 |
| JP2007510916A (ja) * | 2003-11-10 | 2007-04-26 | フラウンホファー ゲセルシャフトツール フェールデルンク ダー アンゲヴァンテン フォルシュンク エー.ファオ. | 部分硬化加工物の軟質ゾーン領域の幅を定量的に決定する方法 |
| JP2011013147A (ja) * | 2009-07-03 | 2011-01-20 | Jtekt Corp | 加工変質層検出装置 |
| JP2011106932A (ja) * | 2009-11-16 | 2011-06-02 | Jtekt Corp | 加工変質層検出装置および加工変質層検出方法 |
| JP2018021800A (ja) * | 2016-08-02 | 2018-02-08 | 株式会社ジェイテクト | 工作物の研削焼け検査方法及び研削焼け検査装置 |
| WO2025033280A1 (ja) * | 2023-08-10 | 2025-02-13 | 株式会社牧野フライス製作所 | ワークの加工変質層の測定方法、ワークの加工方法、加工変質層測定装置及び工作機械 |
-
1997
- 1997-01-24 JP JP1105397A patent/JPH10206395A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2025026026A (ja) * | 2023-08-10 | 2025-02-21 | 株式会社牧野フライス製作所 | ワークの加工変質層の測定方法、ワークの加工方法、加工変質層測定装置及び工作機械 |
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