Способ контроля параметров деталей из ферромагнитных материалов

 

Изобретение относится к способам неразрушающего контроля и может быть использовано для контроля качества поверхностно-упрочненных слоев деталей, изготовленных из ферромагнитных материалов . Цель изобретения - повышение информативности за счет одновременного контроля глубины и твердости поверхностно-упрочненных слоев. Это достигается тем, что в способе контроля параметров деталей из ферромагнитных материалов, основанном на эффекте Баркгаузена, контролируемую деталь перемагничивают Изобретение относится к способам неразрушающего контроля и может быть использовано для контроля качества поверхностно-упрочненных слоев деталей, изготовленных из ферромагнитных материалов, Цель изобретения - повышение информативности за счет одновременного контроля глубины и твердости поверхностно-упрочненных слоев деталей. внешним магнитным полем, регистрируют ЭДС скачков Баркгаузена, стробируют эту ЭДС прямоугольными импульсами, следующими с удвоенной частотой перемагничивания, и по величине ЭДС в интервале стробирования определяют контролируемые параметры. При этом начало переднего фронта первого строб-импульса во времени выбирают по достижению внешним полем напряженности поля старта основы. Начало переднего фронта строб-импульса во времени выбирают по достижению внешним полем напряженности поля финиша основы . Длительность первого строб-импульса выбирают из условия максимальной чувствительности к толщине слоя, длительность второго строб-импульса - из условия максимальной чувствительности к твердости слоя. Величину ЭДС для определения глубины слоя определяют в интервале значений внешнего поля Hi НСтс - НСто, а величину ЭДС для определения твердости слоя - в интервале значений внешнего поля Н2 Нфс - Нфо, где Н стс. Нею, Нфс, Нфо - напряженности полей старта и финиша в материале упрочненного слоя и основы соответственно . 1 ил. На чертеже представлены временные диаграммы электрических процессов, поясняющие сущность способа. Сущность способа заключается в следующем . . Контролируемую деталь с поверхностно-упрочненным слоем циклически перемагничивают внешним магнитным полем, изменяющимся, например, по синусоидальЁ О СА) СО Ю 4J

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s G 01 N 27/83

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4344759/28 (22) 16.12.87 (46) 28.02.91, Бюл. М 8 (71) Ижевский механический институт (72) Г,В. Ломаев и Е.М, Исмагилов (53) 620.179,14 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 728072, кл, G 01 N 2277//8833, 1978.

Авторское свидетельство СССР

М 800915, кл. G 01 R 33/00, 1979. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ

ДЕТАЛЕЙ ИЗ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к способам неразрушающего контроля и может быть использовано для контроля качества поверхностно — упрочненных слоев деталей, изготовленных из ферромагнитных материалов. Цель изобретения — повышение информативности за счет одновременного контроля глубины и твердости поверхностно — уп рочнен н ых слоев. Это достигается тем, что в способе контроля параметров деталей из ферромагнитных материалов, основанном на эффекте Баркгаузена, контролируемую деталь перемагничивают

Изобретение относится к способам неразру шающего контроля и может быль использовано для контроля качества поверхностно-упрочненных слоев деталей, изготовленных из ферромагнитных материалов, Цель изобретения — повышение информативности за счет одновременного контроля глубины и твердости поверхностно-упрочненных слоев деталей.,, Ы „„1631397 А1 внешним магнитным полем, регистрируют

ЭДС скачков Баркгаузена, стробируют эту

ЭДС прямоугольными импульсами, следующими с удвоенной частотой перемагничивания, и по величине ЭДС в интервале стробирования определяют контролируемые параметры. При этом начало переднего фронта первого строб — импульса во времени выбирают по достижению внешним полем напряженности поля старта основы. Начало переднего фронта строб — импульса во времени выбирают по достижению внешним полем напряженности поля финиша основы. Длительность первого строб — импульса выбирают из условия максимальной чувствительности к толщине слоя, длительность второго строб — импульса — из условия максимальной чувствительности к твердости слоя.

Величину ЭДС для определения глубины слоя определяют s интервале значений внешнего поля Н1 = Herc - Hего а величину

ЭДС для определения твердости слоя — e интервале значений внешнего поля Нг = Нфс

- Нф0, где Н crc, Hcrp, Нфс, Нфд напряженности полей старта и финиша в материале упрочненного слоя и основы соответственно. 1 ил.

На чертеже представлены временные диаграммы электрических процессов, поясняющие сущность способа.

Сущность способа заключается в следующем..

Контролируемую деталь с поверхностно — упрочненным слоем циклически перемагничивают внешним магнитным полем, изменяющимся, например, по синусоидаль1631397

20

55 ному закону (зависимость а), При этом индукция в материале детали изменяется по петле гистерезиса. Причем формы петли для материала. основы ABCD и упрочненного слоя А В С Э различны (зависимость б), Экспериментально установлено, что значение коэрцитивной силы для материала упрочненного слоя превышает ту же характеристику для материала основы приблизительно в 4 раза. При достижении значением напряженности внешнего поля величины поля старта Н<>о (точка а) в материале основы возникают скачки Баркгаузена.

Дальнейшее увеличение напряженности внешнего поля выше напряженности поля старта материала упрочненного слоя (Нети) приводит к появлению скачков Баркгаузена в материале упрочненного слоя (точка б). Скачки Баркгаузена происходятдо тех пор, пока напряженность внешнего поля не достигает значения напряженности поля финиша Нф, Эти значения для материала основы Н о (точка a) и упрочненного слоя Нф (точка г) различны Нь Н,. Из этого следует, что интервалы времени действия ЭДС скачков Баркгаузена е(т) в материале основы и упрочненного слоя не совпадают (зависимость в), При обратном перемагничивании все процессы повтрряются (точки а, б, в, г1).

Для разделения сигнала индукционного преобразователя отупрочненного слоя и от основы ЭДС скачков Баркгаузена стробируют импульсами Uc (зависимость г). Глубину поверхностно — упрочненного слоя оценивают по уровню сигнала индукционного преобразователя 0 д в интвервале значений напряженности внешнего поля Н1 = Нстс—

Harp (зависимость д). где Н о напряженность поля старта материала основы, а твердость поверхностно — упрочненного слоя оценивают по уровню сигнала индукционного преобразователя U>bi>z в интервале значений напряженности внешнего поля Н

= Нфс - H

Возможность реализации способа контроля поверхностно-упрочненных слоев, основанного на эффекте Баркгауэена, доказана экспериментально на образцах в виде пластин 60х30х5 мм иэ сталей Ст10, Ст20, Предварительно образцы подвергаются нитроцементации при 850 — 870 С в течение

1 — 2 ч в печи СНЦ-5,10.5/10 в атмосфере эндогаза с последующей закалкой в масле и отпуском при 170 — 190 С, время выдержки

30 мин.

При перемагничивании образцов в них происходят скачки Баркгаузена, которые наводят ЭДС в обмотке индукционного преобразователя, Эту ЭДС фильтруют фильтром верхних частот и усиливают малошумящим усилителем. Перемагничивание осуществляют с помощью электромагнита, возбуждаемого током низкой частоты. Характерные формы ЭДС скачков Баркгаузена наблюдаются на экране осциллографа. На них хорошо различимы участки, соответствующие началу и концу возбуждения скачков Баркгаузена в материале упрочненного слоя и основы,-Зависимости получены для образцов из стали Ст10 с глубиной упрочненного слоя 0,097 мм и твердостью 49 — 51

HRC при амплитудах тока перемагничивания 0 5 А и 0,9 А соответственно и частоте перемагничивания 50 Гц, Разделение сигнала индукционного преобразователя от упрочненного слоя и от основы во времени позволяет одновременно оценить глубину и твердость упрочненного слоя по среднему квадратическому значению напряжения

Ucð,êö. в интервалах стробирования, Использование способа контроля параметров деталей из ферромагнитных материалов, основанного на эффекте Баркгаузена, обеспечивает одновременный контроль глубины и твердости поверхностно — упрочненных слоев деталей. В результате расширяются функциональные возможности способа и повышается производительность контроля.

Формула изобретения

Способ контроля параметров деталей из ферромагнитных материалов, основанный на эффекте Баркгаузена, заключающийся в том, что контролируемую деталь циклически перемагничивают внешним магнитным полем, регистрируют с помощью индукционного преобразователя ЭДС скачков Баркгаузена, стробируют ЭДС прямоугольными импульсами, следующими с удвоенной частотой перемагничивания, и по величине ЭДС в интервале стробирования определяют контролируемые параметры,. отличающийся тем, что, с целью повышения информативности эа счет одновременного контроля глубины и твердости поверхностно — упрочненных слоев деталей, начало переднего фронта первого строб— импульса во времени выбирают по достижению внешним полем напряженности поля старта основы, начало переднего фронта. второго строб — импульса во времени выбирают по достижению внешним полем напряженности поля финиша основы, длительность первого строб — импульса выбирают из .условия максимальной чувствительности к толщине слоя, длительность второго строб — импульса выбирают иэ усло1631397

Я Ñ

Составитель И. Кесоян

Редактор И. Касарда Техред М. Моргентал Корректор- М. Шароши

Заказ.540 Тираж 393 Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 вия максимальной чувствительности к твердости слоя, величину ЭДС для определения глубины слоя определяют в интервале зна- чений внешнего поля H> = Нстс - Нсто, а величину ЭДС для определения твердости 5 д

„е.

Ebe1 слоя определяют в интервале значений : внешнего поля H2= Нфс- Нф, где Нстс H сто, Нфс, Нфо — напряженности полей старта и финиша в матриале упрочненного слоя и основы соответственно.