中 華 人 民 共 和 國 專 業(yè) 軍 用 標 準
ZJB J10 001-86
航空軸承零件磁粉探傷規(guī)范
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1引言
1.1 本規(guī)范具體規(guī)定了軸承零件磁粉探傷工藝過程及其參數(shù)。
1.2 本規(guī)范主要用于檢查鐵磁性材料制成的航空軸承零件和其它**品軸承零件(鋼球除外)的表面和近表面裂紋及其它缺陷。
1.3 航空軸承零件一律采用濕法進行磁粉檢查。并根據(jù)被檢查零件的具體情況，確定采用連續(xù)法或剩磁法進行檢查。
1.4 若無明確規(guī)定，航空軸承零件可采用非螢光磁粉法，亦可采用螢光磁粉法進行檢查。
1.5 磁粉探傷應(yīng)在容易產(chǎn)生缺陷的加工工序(如熱處理、磨削和冷、熱形變加工等)之后進行。
2對探傷人員和探傷設(shè)備的要求
2.1 磁粉探傷人員應(yīng)受過適當(dāng)?shù)募夹g(shù)訓(xùn)練，具備一定的專業(yè)知識，能正確進行操作，具有良好的視力。
2.2 軸承零件用的磁粉探傷機一般采用固定式。探傷設(shè)備應(yīng)能完成磁化、施加磁懸液、觀察、退磁。退磁裝置允許單獨安裝。
2.3 磁粉探傷機的磁化電流應(yīng)能進行調(diào)節(jié)。探傷機應(yīng)裝有電流表，電流表并應(yīng)符合GB776-76規(guī)定的5級(±5%)精度。電流表刻度盤的長度應(yīng)大于60mm。
2.4 磁粉探傷機應(yīng)配備有磁懸液槽(箱)，槽(箱)用非磁性耐腐蝕材料制成。磁懸液槽(箱)應(yīng)裝有攪拌裝置或采用人工攪拌。
2.5 用剩磁法檢查航空軸承零件時，交流磁粉探傷機必須配備斷電相位控制器或其它裝置，以保證零件有足夠而穩(wěn)定的剩磁。
2.6 磁粉探傷機所用的材料一般是易燃和易揮發(fā)的物質(zhì)。所以磁粉探傷機應(yīng)遠離熱源或火源，宜安裝在通風(fēng)良好的單獨房間內(nèi)，有條件者，應(yīng)采用專用電源供電。
2.7 磁粉探傷機的接觸板應(yīng)有足夠的夾持力，以便牢固地夾持住被檢查的零件或芯棒，但不得使零件變形。
2.8 用非熒光磁粉探傷時，檢驗場所應(yīng)配有80W以上的日光燈照明，并盡可能采用充足的白光照明，用熒光磁粉探傷時，被檢驗區(qū)應(yīng)遮黑，周圍的白光應(yīng)不大于10Lx。
2.9 用熒光磁粉檢查時，探傷機應(yīng)配備波長320-400nm的紫外線燈，距燈40cm處紫外線強度不得低于800-1000μW/平方厘米。
2.10 凡進行磁粉探傷的軸承工廠一般應(yīng)配備高斯計、磁懸液測定管、Ａ型標準試片和放大鏡等輔助儀器和工具。
3對磁粉和液體分散劑的要求
3.1 對磁粉的要求
3.1.1 磁粉應(yīng)具有高的磁導(dǎo)率，低的矯頑力和剩磁，粒度均勻。用于濕法檢查時，顆粒尺寸為10-40μm，*大尺寸不得超過50-60μm。
3.1.2 非熒光磁粉一般為黑色的Ｆe3Ｏ4和褐紅色的γ-Ｆe2Ｏ3以及其它顏色的磁粉。一般情況下，黑色磁粉比褐紅色磁粉探傷靈敏度高。
3.1.3 熒光磁粉是指能在波長為320-400nm的紫外線激發(fā)下，發(fā)出螢光的磁粉。螢光磁粉亮度要高，*好呈黃綠色。
3.1.4 對非熒光磁粉，用磁性稱量法稱出的磁粉重量不得少于7g；用酒精沉淀法檢驗粒度時，磁粉液柱的高度不得低于18cm。磁粉應(yīng)能通過200目篩子。
3.1.5 對熒光磁粉，用磁性稱量法稱出的磁粉重量不得少于6g，用酒精沉淀法檢驗粒度時，磁粉液柱的高度不得低于18cm。磁粉應(yīng)能通過200目篩子。
3.1.6 無論熒光磁粉還是非熒光磁粉，均應(yīng)在經(jīng)工廠主管部門批準使用的具有自然缺陷(或人工缺陷)的試件(塊)上檢查，缺陷磁痕顯示清晰，方可采用。
3.2 對液體分散劑的要求
3.2.1 液體分散劑應(yīng)符合揮發(fā)度低，化學(xué)穩(wěn)定性好，閃點高，對人體健康無損害，易于清洗和對零件無腐蝕等要求。
3.2.2 航空軸承零件用非熒光磁粉探傷時，一般采用變壓器油與煤油的混合液作分散劑。在使用溫度下，其運動粘度不得超過5平方毫米/s，一般為3-5平方毫米/s。變壓器油與煤油的比例推薦為1：2----1：5。
3.2.3 航空軸承零件用熒光磁粉探傷時，采用無味煤油作為分散劑。
3.2.4 如果用水作為分散劑時，必須在水中添加濕潤劑和防銹劑。需要**泡沫時,應(yīng)添加消泡劑。但采用熒光磁粉時，消泡劑不得影響磁粉的使用性能。
4磁懸液及其配制
4.1 磁懸液的工作溫度和濃度
4.1.1 進行磁粉探傷時，磁懸液的工作溫度不得超過其閃點溫度的80%。油磁懸液的閃點應(yīng)高于60℃。
4.1.2 磁懸液的濃度用每升液體中所含磁粉的克數(shù)來表示。磁懸液濃度推薦如下：
非熒光磁粉 15-30g/L
熒光磁粉 1-5g/L
4.2 磁懸液的配制
4.2.1 油磁懸液的配制
將稱量好的油取出少許，且與磁粉均勻混合，使磁粉全部潤濕，攪拌成糊狀。然后，邊攪拌邊加入其余的油，使其充分混合均勻。
4.2.2 水磁懸液的配制
將濕潤劑與防銹劑稱好，加入少量的水?dāng)嚢瑁蛊淙咳芙?，然后，將稱量好的磁粉倒入，使其全部潤濕，攪拌成糊狀，再加入其余的水，充分攪拌均勻。
4.2.3 磁懸液的檢驗
配制好的磁懸液，必須用工廠主管部門批準使用的具有自然缺陷(或人工缺陷)的試件(塊)進行檢查，缺陷磁痕應(yīng)顯示清晰，并要測定100mL磁懸液樣品的磁粉含量,合格后方可使用。水磁懸液還需進行水?dāng)嘣囼?，保證濕潤性能良好。
5對被檢查零件的要求
5.1 被檢查零件在探傷前應(yīng)**油、鐵銹、毛剌、纖維、金屬屑等臟物。
5.2 被檢查零件上的油孔等在探傷前應(yīng)塞住，以免探傷后難以**磁粉。
5.3 采用通電法磁化時，應(yīng)將零件與電極接觸區(qū)內(nèi)的不導(dǎo)電層去掉。電極上并要加銅網(wǎng)或鉛墊，以減少接觸電阻。
5.4 無論采用何種方法進行磁化，軸承零件均不允許產(chǎn)生**、變形。
6磁粉探傷程序
6.1 剩磁法檢查時的主要程序如下：
a. 零件表面準備;
b. 磁化。瞬時通電，磁化時間為0.5-1s;
C. 施加磁懸液。往零件上澆注磁懸液2-3次，或?qū)⒘慵氪艖乙褐屑s30s，然后緩慢取出，靜置1-2min;
d. 觀察。如有懷疑者，可重新退磁、磁化、施加磁懸液，進行檢查;
e. 退磁。
f. 零件的清洗和防銹;
g. 檢查結(jié)果的記錄。
6.2 連續(xù)法的操作程序與剩磁法大體相同，區(qū)別在于零件的磁化與施加磁懸液同時進行。一般是在澆注磁懸液的同時通電1-3s，停止?jié)沧⒋艖乙汉笤偻姅?shù)次，每次0.5-1s。
6.3 用剩磁法檢查時，從磁化之后到磁痕觀察結(jié)束之前，零件之間不得相互碰撞或與其它鐵磁物體相接觸。
6.4 磁懸液噴嘴的壓力和流量應(yīng)調(diào)節(jié)適宜，噴出的液流不得把已形成的磁痕沖洗掉。
7磁化方法
7.1 磁化方向
當(dāng)缺陷方向與磁通方向垂直時，缺陷顯示的靈敏度*高，當(dāng)缺陷方向與磁通方向平行時，缺陷可能顯現(xiàn)不出來。因此，在預(yù)知缺陷方向時，應(yīng)選擇有利于發(fā)現(xiàn)缺陷的方向進行磁化；在未知缺陷方向時，零件至少要進行周向和縱向兩種磁化或復(fù)合磁化。
7.2 周向磁化法
磁化電流直接通過被檢查零件或通過穿入零件孔內(nèi)的導(dǎo)**(芯棒)，在零件內(nèi)產(chǎn)生周向磁場的方向。這種方法是用來發(fā)現(xiàn)零件上與電流方向平行的缺陷或零件端面上呈輻射狀的缺陷。.周向磁化是軸承零件磁粉探傷中應(yīng)用*廣泛的方法之一。
7.3 縱向磁化法
零件置于通電線圈中或夾于電磁鐵磁軛之間進行磁化，在零件內(nèi)會產(chǎn)生與磁化線圈軸線或電磁鐵兩極間的磁力線相平行的磁場。這種方法用于檢查磁力線與零件軸線相垂直的橫向缺陷。
7.4 復(fù)合磁化法
使零件在縱向和周向兩個方向或三個方向同時進行磁化，以顯示零件各個方向上的缺陷。復(fù)合磁化，一般采用連續(xù)法檢驗。
8磁化規(guī)范
8.1 周向磁化規(guī)范
8.1.1 一般航空軸承零件，磁化電流按表1選取。
表1 周向磁化電流
檢查方法 | 交流 | 直流 | 全波整流 | 半波整流 | 半波整流 (兩倍平均值) |
剩磁法 | 25--45d | 35--60d | 20--40d | 12--20d | 20--40d |
連續(xù)法 | 8--15d | 10--20d | 7--15d | 4--8d | 7--15d |
注：①d為零件外徑，以mm計；
② 交流電和整流電均為峰值.
磁粉探傷中，對磁化起作用的是電流的峰值，若電流表指示的不是峰值電流，則按表2進行換算：
表2 各種電流類型峰值電流換算表
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電流類型 │ 電流表指示 │ 換算關(guān)系
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│ │ __
交 流 │ 有效值 │ 峰值=√2 有效值
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直 流 │ 平均值 │ 峰值=平均值
──────┼────────┼──────────────
│ 平均值 │ 峰值=π平均值
單相半波 ├────────┼──────────────
│ 兩倍平均值 │ 峰值=π/2平均值
──────┼────────┼──────────────
單相全波 │ 平均值 │ 峰值=π/2平均值
──────┼────────┼──────────────
三相半波 │ 平均值 │ _
│ │ 峰值=2π/3√3
──────┼────────┼──────────────
三相全波 │ 平均值 │ 峰值=π/3平均值
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8.1.2 經(jīng)正常工藝熱處理過的航空軸承用鋼，應(yīng)采用表3的周向磁化規(guī)范。
8.1.3 一般航空軸承鋼按正常工藝熱處理的，均可采用剩磁法檢查。屬于這類鋼的有：GCr15、ZGCr15、M50、GCr15SiMn、20Cr2Ni4A、W9Cr4V2等。9Cr18和14-4等鋼由于剩磁較低，宜采用連續(xù)法。退火狀態(tài)或熱形變加工后的軸承零件均采用連續(xù)法檢查。
表3 航空軸承零件周向磁化規(guī)范
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│ │ 磁化電流Ａ
鋼 種 │ 熱處理工藝 ├─────┬─────
│ │ 剩磁法 │ 連續(xù)法
───────┼───────────────┼─────┼─────
│840℃淬火,150℃回火 │I=25--40d │I=12--15d
Gr15 ├───────────────┼─────┼─────
│840℃淬火,250℃回火 │ │I=8--10d
───────┼───────────────┼─────┼─────
Gr15SiMn │840℃淬火,170-180℃回火 │I=25--40d │I=12--15d
───────┼───────────────┼─────┼─────
14-4 │1120℃淬火,540-560℃回火2h,3次│I=35--45d │I=15--20d
───────┼───────────────┼─────┼─────
9Cr18 │1090℃淬火,-70℃冷處理2.5h, │I=35--45d │I=15--20d
│150-160℃回火3h │ │
───────┼───────────────┼─────┼─────
W9Cr4V2 │1120-1240℃淬火,560-580℃回火 │I=20--30d │I=12--15d
│2h,3次 │ │
───────┼───────────────┼─────┼─────
M50 │1120℃加熱,110-140℃熱油淬火 │I=25--40d │I=12--15d
│2-2.5min,530-540℃回火2h,3次 │ │
───────┼───────────────┼─────┼─────
20Cr2Ni4A │滲碳,550℃,高溫回火5h,650℃二 │ │
│次高溫回火5h,805℃淬火,-40℃冷│I=25--40d│I=10--15d
│處理,150℃回火3h │ │
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注： ①d為零件外徑，以mm計。
②I為磁化電流(峰值電流)。
8.1.4 芯棒置于軸承套圈中心或用芯棒偏置磁化時，芯棒直徑和*少偏置磁化點數(shù)如表4規(guī)定。
表４
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軸承套圈內(nèi)徑D │ 芯棒直徑d1 │ 偏 置 磁 化
mm │ mm │ 點 數(shù)
──────────┼────────────┼────────────
100級以下 │ d1=2/3D │ 1
>100-150 │ 50-60 │ 2
>150-200 │ 50-60 │ 3
>200-300 │ 50-60 │ 4
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8.1.5 芯棒置于軸承套圈中心磁化時，磁化電流可按表1和表3中的偏低值或中間值選取；芯棒偏置多點磁化時，磁化電流可按表中偏低值選取，并隨套圈壁厚的增大而增加磁化電流。對于外徑小于30mm的小套圈，一般允許用芯棒單點偏置磁化。芯棒單點偏置磁化時，可按表中選取稍大的磁化電流值。
8.1.6 材料的矯頑力越大，磁化電流應(yīng)選取越高的值。粗加工或熱處理后的零件進行檢查時，可選取較低的磁化電流值；終加工后的零件應(yīng)選取較高的磁化電流值。
8.1.7 有鍍層和涂層的零件，*好采用連續(xù)法檢查。
8.1.8 分段偏置磁化時，要有10%的磁化重迭區(qū)。有效磁化距離大約是芯棒直徑的4倍。
8.2 縱向磁化規(guī)范
8.2.1 用線圈縱向磁化零件時，應(yīng)考慮零件退磁因子(L/d值。L--零件長度；d--零件直徑)的影響。剩磁法按下述原則選擇磁場強度值：
a. L/d>10的零件，空載線圈中心磁場強度應(yīng)大于11.94kＡ/m(約150Ｏe)。
b. 2<10的零件，空載線圈中心磁場強度應(yīng)大于19.89kＡ/m(約250Ｏe)。
c. L/d<2的零件，應(yīng)將若干個零件連接在一起磁化，連接后的長度不得大于150mm，線圈中心磁場強度按零件連接后的L/d值選取。
d. 用線圈縱向磁化時所需的安匝數(shù)，按下式計算：
Ｋ
ＮＡ＝────
L/d
式中：Ｎ──線圈匝數(shù);
Ａ──電流值，Ａ;
Ｌ──零件長度，mm;
ｄ──零件直徑，mm;
Ｋ──系數(shù)。
交流和全波整流電取30000，直流電取45000，半波整流電取15000。
8.2.2 用線圈縱向磁化零件時，連續(xù)法采用的磁場強度和磁化安匝數(shù)，可略低于剩磁法，但不得低于1/2。
8.2.3 用線圈縱向磁化時，零件應(yīng)貼近線圈壁放置。
8.2.4 用磁軛法縱向磁化時，可用磁場強度計測量磁鐵兩極間零件表面的磁場強度。對剩磁法磁場強度應(yīng)大于9.55-14.32kＡ／m。連續(xù)法可為剩磁法的1/2。
8.2.5 用磁軛法縱向磁化滾子時，裝填滾子的夾具面積不得大于磁極面積。
8.2.6 用磁軛法縱向磁化套圈時，若套圈端面大于磁極端面，則應(yīng)沿套圈端面分段磁化，并且每次要使有效磁化區(qū)重迭10%。
8.3 其它磁化規(guī)范的選擇
8.3.1 軸承零件也可用Ａ型標準試片(采用中、高靈敏度的試片)確定連續(xù)法的磁化規(guī)范。使用時，將A型標準試片開槽的一面緊貼于零件表面上，用膠紙固定，但不得將膠紙貼住開槽部位。根據(jù)人工缺陷的顯示，確定施加的磁場大小和方向。
8.3.2 軸承套圈若采用感應(yīng)電流磁化法，零件中的感應(yīng)電流值按表1和表3計算選取。
8.2.3 軸承零件推薦采用復(fù)合磁化法或脈沖磁化法。
9退磁
9.1 退磁裝置應(yīng)東西方向安放，以消除地磁場的影響。
9.2 探傷后，所有合格軸承零件均需退磁。
9.3 退磁場的磁場強度應(yīng)大于磁化場的磁場強度。
9.4 在軸承行業(yè)中應(yīng)用*廣泛的是用交流電退磁。退磁時，零件應(yīng)通過退磁線圈,并且離開退磁線圈至少1.5m遠。直流磁化的零件，應(yīng)采用直流退磁。
9.5 已退磁的零件不得帶入正在工作的磁化設(shè)備或退磁裝置1.5m范圍之內(nèi)。
9.6 對軸承及其零件，可采用退磁效果好的旋轉(zhuǎn)磁場退磁法。
9.7 許多小零件同時退磁時，應(yīng)將零件之間留有一定的間隔，單層擺放于無磁性的盤子中或料筐內(nèi)。
9.8 已退磁的軸承零件，若對剩磁大小有要求者可按有關(guān)技術(shù)文件的規(guī)定檢查，若無技術(shù)文件規(guī)定可參考表5的退磁標準檢查。
表 ５
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軸承零件尺寸范圍 │ 剩 磁 mＴ
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外徑大于110mm套圈和保持架 │ 0.5
外徑為110mm以下的套圈 │ 0.4
各種尺寸的滾子 │ 0.4
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10 探傷結(jié)果的記錄
10.1 探傷結(jié)果記錄應(yīng)包括下列主要內(nèi)容：
a. 軸承型號、零件名稱和數(shù)量;
b. 探傷設(shè)備的規(guī)格型號，檢查方法和磁化電流值;
C. 零件鋼種及其熱處理工藝;
d. 報廢零件數(shù)量及其原因;
e. 檢驗日期和檢驗員簽名。
10.2 如有必要進行長久性記錄，可采用照相、描繪、復(fù)型等方法記錄存檔。
11 設(shè)備的維護與工藝控制
11.1 設(shè)備和維護和檢驗系統(tǒng)性能的控制
11.1.1 每天工作前，需用經(jīng)工廠主管部門批準的具有已知自然缺陷(磨削裂紋、淬火裂紋等)的軸承零件進行檢查。亦可用Ａ型標準試片用連續(xù)法檢查，以確保探傷設(shè)備、磁粉和磁懸液在正常條件下工作。
11.1.2 探傷設(shè)備每年應(yīng)檢修一次，并對設(shè)備的電氣部分進行**的檢查(絕緣狀態(tài)、電流調(diào)節(jié)裝置、信號指示等)。
11.1.3 磁粉探傷設(shè)備的電流表應(yīng)半年校驗一次。
11.2 磁懸液濃度的測定
11.2.1 啟動泵約30min或采取其它相應(yīng)措施，使磁懸液攪拌均勻。
11.2.2 取100mL磁懸液，倒入垂直放置的磁懸液沉淀管內(nèi)，靜置30min以上，使其完全沉淀為止(有時需達24h)，在固體和液體之間出現(xiàn)一條分界線。若沉淀的磁粉出現(xiàn)松散的團聚現(xiàn)象而不是密實的磁粉層，則應(yīng)作**次取樣測定。若出現(xiàn)同樣現(xiàn)象，則說明磁粉已被磁化，應(yīng)更換磁懸液。
11.2.3 讀出磁粉沉淀量。100mL磁懸液抽樣中，非熒光磁粉應(yīng)為1.5-3.0mL；熒光磁粉應(yīng)為0.1-0.5mL。
11.3 磁懸液濃度的校驗
11.3.1 視工作量大小，每星期至少校驗一次磁懸液濃度。
11.3.2 當(dāng)磁懸液濃度不符合規(guī)定值時，應(yīng)添加磁粉和分散劑，并重新校驗磁懸液濃度，符合規(guī)定方可使用。
11.4 磁懸液的維護
11.4.1 磁懸液槽(箱)不用時，需加蓋并蓋好。
11.4.2 不同磁懸液不能混合使用。
11.4.3 零件在磁粉探傷前，首先應(yīng)除油和**各種臟物，方可進行探傷，以免污染磁懸液。
11.4.4 當(dāng)磁懸液被外來物質(zhì)(油、水和其它臟物)所污染，致使磁懸液的性能改變或影響缺陷磁痕顯示的清晰度時，必須更換磁懸液。視工作量的大小，對熒光和非熒光磁粉磁懸液，每季更換次數(shù)不得少于一次。
11.4.5 更換磁懸液時，需用煤油或含有乳化劑的水仔細清洗磁懸液槽(箱)、格柵等，擦干后方可倒入新磁懸液。
11.5 水磁懸液的校驗
11.5.1 濕潤性
將水磁懸液施加到零件表面，此時應(yīng)達到“無水?dāng)啾砻妗?。方法是將試件或零件浸沒在磁懸液中，取出后，觀察其表面狀況。若零件表面磁懸液薄膜是連續(xù)而均勻地覆蓋整個表面，則說明濕潤劑是足夠的，濕潤性良好。若磁懸液膜間斷，零件部分表面裸露，磁懸液形成許多分開的液滴，則濕潤性差，需增添濕潤劑。
11.5.2 防銹性
將零件浸泡在水磁懸液中24h，零件不生銹者為合格。
11.6 紫外線燈的校驗和維護
11.6.1 紫外線強度應(yīng)半月檢查一次，檢查步驟如下:
a. 接通紫外線燈，預(yù)熱15-20min，使輸出達到*大值。
b. 將紫外線強度計置于40cm處，紫外線強度達到800-1000μＷ/平方厘米以上,
則認為合格。
11.6.2 應(yīng)采取相應(yīng)措施，使紫外線燈的電壓保持穩(wěn)定。
11.6.3 應(yīng)經(jīng)常用干凈的絨布擦去濾光片和燈上的灰塵與臟物。不得使用有裂紋和破碎的濾光片。
11.7 磁粉粒度的檢驗
酒精沉淀法檢驗磁粉粒度應(yīng)符合HB/Z 72-83《航空零件磁粉探傷說明書》的規(guī)定。
11.8 磁粉磁性的測定
磁性稱量法測量磁粉磁性應(yīng)符合HB/Z 72-83《航空零件磁粉探傷說明書》的規(guī)定。
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附加說明:
本標準由機械工業(yè)部洛陽軸承研究所提出。
本標準由機械工業(yè)部洛陽軸承研究所歸口。
本標準由機械工業(yè)部洛陽軸承研究所和洛陽軸承廠負責(zé)起草。
本標準主要起草人王令文、謝廣慶。
機械工業(yè)部1986-06-02發(fā)布 1986-12-01實施
