Многопозиционный датчик для активного контроля процессов химико-термического упрочнения металлов и сплавов

Многопозиционный датчик для активного контроля процессов химико-термического упрочнения металлов и сплавов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. МНОГОПОЗИЦИОННЫЙ ДАТЧИК ДЛЯ АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССОВ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОГО .УПРОЧНЕНИЯ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ, «Содержащий корпус с крышкой, токосъемные электроды и активную часть датчика, о т л и„ч а ю ш и и с я тем, что, с целью увеличения точности и надежности , он дополнительно содержит направляющие втулки, вьшолненные из жаростойкого диэлектрика и охватывающие токосп мные электроды, причем токо-съемные электроды упираются своими нижними заостренными концами в активную часть датчика так, что центральный электрод контакти|зует с поверхностью активной части датчика а боковые электроды , расположённые симметрично по диаметру относительно центрального электрода, контактируют соответственно с гнездами активной части датчика, расположенными; в зоне упрочнения на разней глубине., 2i Датчик по п. 1 о т л и ч а ю щ и и с я тем, что активная часть его (Л вьтолнена в виде диска из того же материала , что и обрабатываемые детали.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

6ОЮ ЛЮ

РЕСПУБЛИК

09) (!1) 0

ЭСЮ С 23

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2l ) 3357098/2202 (22) 19.11.81 (46) 30.03..83. Вюл. % 12 (72) Н. И. Трайценков (53) 621.785.062.5 (088.8) (56) 1. Журнал Металловецение и термическая обработка -металлов",,1974, % 2, с. 61.

2. Авторское свицетельство ССС Р

% 706466, С 23 С 11/14, 1980.

3. Авторское свицетельство СССР

М 126895, С 23 С 11/10, 1960. (54) (57) 1. МНОГОПОЗИБИОННЪ|Й

-ДАТЧИК ДЛЯ АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ

ПРОЦЕССОВ ХИМИКО -ТЕРМИЧЕСКОГО . УПРОЧНЕНИЯ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ, боцеркаший корпус с крышкой, токосъем ные электроцы и активную часть цатчика, отличаюшийся тем,что,с целью увеличения точности и нацежности, он дополнительно соцержит направляюшие втулки, выполненные из жаростойкого диэлектрика и охватываюшие

1 шкосъемные электроцы, причем токосьемные электроды упираются своими нижними заостренными концами в активную часть цатчика так, что центральный электрод контактирует с поверхностью активной части цатчика, а боковые электроды, расположеннйе симметрично по циаметру относительно центрального электрода, контактируют соответственно с гнезцами активной части датчика, расположенными s зоне упрочнения на разной глубине.

2. Датчик по и. 1, о т л и ч а юш и и с я тем, что активная часть его выполнена в вице диска из того же материала, что и обрабатываемые цетали.

1 10082 изООрегеиие относится K химико» термической обработке,. в частности к устройствам активных метоцов контроля процессов химико-термического упрочив ния металлов и сплавов с помощью специальных цагчиков.

Извес =:и цагчик гермоЭДС, цля контроля процесса газовой цементации. Указанный датчик прецставляег собой железо медный термоэлемент, выполненный в ви 1© де проволоки. Суммарный сигнал термо ЭДС, снимаемый с рабочего участка этого термоэлеменга, зависит or глубины науг лероживания железной половинки термоэлемента, что может быть использовано для автоматического контроля процесса цементации, т.е. его цлигельности (1$

Нецосгатком данного цагчика являег1 ся ro, что скорость наугле)роживания самого датчика и скорость науглерожи- 20 вания цементируемых деталей неоцина кова, гак как скорость диффузии у чистого железа и у стали различна. Это привоциг к появлению погрешности в самом методе контроля цементации. И

Кроме гого, метод гермоЭДС не может быть использован одновременно для автоматического регулирования ве личины углероцного потенциала в про-. цессе газовой цементации. 3О

Известно устройство для контроля процессов химико-термической обработки металлрв, соцержашее датчик в вице двух электродов, введенных в рабочее пространсгво печи, выполненных из металлов или сплавов с различной раство- . римостью водороца и образующих циффе- . ренциальную термопару, а к находящемуся вне пе и разрыву одного из электроцов подключен вторичный элекгроизмерительный прибор.

Данное изобретение используется в процессах, rqe требуется контролировать соцержание воцорода в газах при высоких температурах (21

Наиболее близким к предлагаемому является проволочный цагчик цля автоматического регулирования величины углероцного потенциала, представляющий собой тонкую проволочку из технически чистого железа. Управляющий сигнал возникает за счет изменения величины омического сопрогивления проволочки в процессе ее науweроживания )3)

Нецосгагком этих цагчиков является

И хрупкость, возникающая в процессе

l науглероживания, что часто приводит к их разрыву в производственных условиях. Кроме гого, указанные датчики не

78 2 могут быть одновременно использованы цля автоматического слежения за глубиI ной науглероживания цеменгируемых деталей, г.е, .они не могут быть исполь» зованы для автоматического контроля длительности процесса цементации.

Цель изобретения - увеличение точности и надежности.

Указанная пель достигается тем, что в многопозиционный цатчик, в корпусе

1 которого расположены токосъемныеэ электроцы, цополнигельно содержит направляющие втулки, выполненные из жаростойкого циэлектрика и упирающиеся своими нижними заостренными концами в активную часть датчика так, что центральный элекгроц конгакгируег с поверхностью активной части датчика, а боковые электро- ды, расположенные симметрично IIQ диамет-. ру относительно центрального электрода, контактируют соогвегсгвенно, с гнезда-! ми активной части датчика, расположенными в зоне упрочнения на разной глубине, При этом активная часть датчика выполнена в вице циска из того же магериала, что и обрабатываемые детали.

На чертеже изображен предлагаемый датчик.

Датчик состоит из стального корпуса 1 покрываемого антицеменгационной пастой, трех токосъемных электродов 2, выполненных из хромелевой проволоки, ценгронаправляющих изоляционных втулок 3, крышки 4 из асбоцемента стального образца-держателя 5, самого образца, являющегося активной частью цагчика 6, с гнезцами 7 и 8. Токосъемные электроды 2 проходят через направляющие втулки 3, выполненные из жаросгойкого диэлектрика, и упираются своими нижними заостренными концами в активную часть цатчика 6. Бентральный электрод контактирует с поверхностью активной части датчика 6, а боковые электроцы, расположенные симметрично по циамегру or носительно центрального электроца, кон» тактируют соответственно с цвумя гнезцами 7 и 8 активной части цагчика 6.

В езда 7 и 8 выполнены диаметром большим, чем циаметры токосъемныхх элекгроцов. Активная часть датчика 6 выполнена в вице циска из roA же марки сгали, что и обрабатываемые цегали.

Сигнал контактной разности потенциалов цля автоматического регулирования величины углеродного потенциала (6 "оц) формируется межцу контактами (0,0 ), a сигнал (Ь 0 gg ), предназначенииii) цля

3 10 автоматического контроля длигельности самого процесса цеменгации, формируется межцу контактами (0, Ь ) в процессе науглероживания циска с его нижней торцовой стороны.

Величина сигнала (4 Up<); в первом приближении, определяется по формуле

КЪТрк 5<

О 8 Sî

Вп у где К - постоянная Больцмана; 6 - заряд электрона;Т к =Tp= Тк — разность температуры режима процесса химико-термического упрочнения и комнатной темпе ратуры; Ьо - плотность энергегическчх уровней в упрочняемой стали; 8< - плотносгь энергетических уровней в процольных сечениях (.О, Ь ) цементованного слоя в активной части дагчика. Так как плотносгь энергетических уровней (Б ) в ооновном зависит от химического сосгава поверхности, то в рассматриваемом слу" чае: 6 = сооИ,а 3, =1(7о,с,1).

08278 4 Имея это в виду, формулу (1) можцо

I записагь в слецующем виде о, = С,0и 6; — С (2), К ярк КьТрк ю С = — С1= о. е

Таким образом, формирующийся сигнал (bUgj ) между контактами (о, а) и(о, в) зависит ог разности концентрации углерода (С ) в каком-то цродоль:.ом сечении упрочняюшегося слоя и концепт» рации углерода (Со )в самой упрочняющейся стали активной части дагчика в любой момент времени унрочняющего процесса.

В процессе цементации деталей в печи U-105 наблюцаются сацки с. пониженной глубиной цементованного слоя, - поэтому необходима цоцеменгация цега20 лей, С использованием прецлагаемого изобретения устанавливается необхоцимая глубина насыщения и брак по переделу сок ращае гся.

Экономия от использования многопозици25 онного датчика составляет 450 руб. в год.

Составитель. В. Этинген

Редактор Е. Кинив Техред М. Косттк Корректор С. Шекмар

Заказ 2278/36 Тираж 954 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4