Способ неразрушающего контроля качества локально- упрочненных поверхностных слоев ферромагнитных материалов

Способ неразрушающего контроля качества локально- упрочненных поверхностных слоев ферромагнитных материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для контроля качества поверхностно-упрочненных слоев ферромагнитных материалов по глубине зоны упрочнения и твердости. Целью изобретения является повышение точности контроля за счет раздельного определения геометрических параметров и твердости упрочненного слоя. Участок изделия перемагничивают низкочастотным магнитным полем индукционного преобразователя накладного типа, диаметр которого меньше ширины упрочненного слоя, выделяют ЭДС магнитных шумов , устанавливают частоту такой, чтобы глубина проникновения поля была больше максимальной глубины упрочнения, перемещают индукционный преобразователь через упрочненный слой, регистрируют изменение ЭДС во временных интервалах, соответствующих появлению потоков магнитных шумов на основе и упрочненных слоях, и по соотношению энергетических параметров ЭДС определяют геометрические размеры, а по изменению временных параметров ЭДС судят об изменении твердости упрочненного слоя. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s 6 01 N 27/83

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4644662 (28 (22) 30,01,89 (46) 07.05.91. Бюл. М 17 (71) Научно-исследовательский институт интроскопии (72) А.н.полудницын, В,ю.соснин, Р.Г,Гаспаров и А.П.Дегтерев (53) 620,179.14 (088.8) (56) Горкунов 3.С. и др. Использование дифференциальной магнитной проницаемости для контроля качества поверхностного упрочнения. — Дефектоскопия,1988,М7,с.7 в 13, Авторское свидетельство СССР

N 1265580, кл. G 01 N 27/83, 1985, (54) СПОСОБ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ЛОКАЛЬНО-УПРОЧНЕННЫХ ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ

ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕ РИАЛОВ (57) Изобретение относится к области неразрушающего контроля и может быть использовано для контроля качества поверхностно-упрочненных слоев ферроИзобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано для контроля качества поверхностно-упрочненных слоев ферромагнитных материалов по глубине зоны упрочнения и твердости магнитошумовым методом.

Целью изобретения .является повышение точности контроля эа счет раздельного определения геометрических параметров и твердости упрочненного слоя.,, Ы,, 1647372 А1 магнитных материалов по глубине зоны упрочнения и твердости, Целью изобретения является повышение точности контроля за счет раздельного определения геометрических параметров и твердости упрочненного слоя. Участок изделия перемагничиваю1 низкочастотным магнитным полем индукционного преобразователя накладного типа, диаметр которого меньше ширины упрочненного слоя, выделяют ЭДС магнитных шумов, устанавливают частоту такой, чтобы глубина проникновения поля была больше максимальной глубины упрочнения, перемещают индукционный преобразователь через упрочненный слой, регистрируют изменение ЭДС во временных интервалах, соФ ответствующих появлению потоков 3 магнитных шумов на основе и упрочненных слоях, и по соотношению энергетических параметров ЭДС определяют геометрические размеры, а по изменению временных параметров ЭДС судят об изменении твердости упрочненного слоя. 2 ил, Ка фиг.1 приведена блок-схема устройства для осуществления предлагаемого способа; на фиг.2 — диаграммы, поясняющие

его работу.

Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1 переменного напряжения, индукционный преобразователь

2 для регистрации шумов Баркгауэена, нульорган 3, инвертор 4, ждущие мультивибраторы 5 и 6, схему 7, реализующую функцию

1647372

ИЛИ, управляемый ключ 8, стробируемый блок 9 измерения текущих характеристик

ЭДС магнитных шумов, аналого-цифровой преобразователь 10 и вычислительное устройство 11, последовательно соединенные вторые ждущие мультивибраторы 12 и 13, включенные между блоками 3 и 7, схему

ИЛИ 14, включенную между мультивибратором 12 и ключом 8, мультивибраторы 5 и 12, 6 и 13 соединены входами управления, схема ИЛИ 14 соединена вторым входом с мультивибратором 5, стробируемый блок 9 своим входом соединен с преобразователем 2.

Способ осуществляется следующим образом.

Генератор 1 переменного напряжения создает ток 1(1) 15 (фиг.2), который, протекая по первичной обмотке индукционного преобразователя 2, перемагничивает контролируемы и участок изделия в режиме заданного синусоидального магнитного потока. Во вторичной обмотке индукциомного преобразователя 2 индуцируется ЭДС магнитных шумов e(t) 16, которая поступает на вход блока 9 измерения текущих характеристик. Последний осуществляет функции усиления, измерения энергетических (среднеквадратичная величина ЭДС, среднее число выбросов и т,д,) и временных характеристик ЭДС. Измеренные характеристики

ЭДС преобразуются АЦП 10 в цифровой вид и поступают а вычислительное устройство

11, где а соответствии с принятым алгоритмом контроля принимается решение о качестве контролируемого участка.

При формировании стробирующих импульсов, необходимых для функционирования блоков 9 и 11, на вход нуль-органа 3 поступает сигнал 15, пропорциональный напряжению U(t), с выхода нуль-органа снимается симметричный прямоугольный сигнал

U1(t) 17, который инвертируется инвертором 4 в сигнал U2(t) 18. Сигналы U 1(т), U2(t) поступают на два идентичных мультивибратора 5 и 12, которые запускаются задними фронтами и вырабатывают импульсы Ua(t) 19, Оф)

20 длительностью т, причем, задние фронты импульсов устанавливаются на время появления потока ЭДС магнитных шумов на упрочненном слое. Импульсы Ugt) и 04(т) объединяются схемой 14, реализующей функцию ИЛИ, и поступают на первый вход управляемого ключа 8 в аиде стробирующих импульсов Us(t) 21 потока магнитных шумов на неупрочненной основе.

Одновременно импульсы Оф), U4(t) по ступают на два идентичных мультивибратора 6 и 13, которые запускаются по заднему

Кс, К1, К2 ... — масштабные коэффициенты, определяемые по экспериментальной градуировке на образцах с известной глуби35 ной упрочнения, твердость h упрочненного слоя определяют по алгоритму

П = k (12макс 11макс), где k — градуировочный коэффициент.

При перемагничивании изделий с малыми глубинами упрочнения магнитный поток в основном замыкается через неупрочненную основу, и сигнал индукционного преобразователя определяется магнитным шумом основы и экранирующим влиянием упрочменного слоя, в этом случае глубину упрочненного слоя определяют только по

ИЗМЕНЕНИЮ СИГНаЛа О1мшмакс а ПЕРВОМ стробе.

При увеличении глубины упрочнения магнитный поток в изделии перераспределяется и возрастает в упрочненном слое, причем, с увеличением глубины упрочнения возрастает магнитный шум с упрочненного

55 слоя, регистрация сигнала ЭДС по изменению сигнала во втором строб-импульсе позволяет расширить контроль для больших глубин уп рочнения.

30 фронту и вырабатывают импульсы Оф) 22, U7 (t) 23 длительностью т, причем, задние фронты импульсов соответствуют по времени исчезновению магнитного шума. Импульсы Оа(1), 07(t) объединяются схемой 7, реализующей функцию ИЛИ, и поступают на второй вход управляемого ключа 8 в виде вторых стробирующих импульсов Ua(t) 24.

Управляя переключением ключа 8, обеспечивается работа бло,:а 9 по измерению текущих характеристик ЭДС магнитного шума ма упрочненном слое или на основе.

Измеренные значения энергетических, НаПрИМЕр, НаоряжЕНИй О1мшмакс И О2мшмакс

И ВРЕМЕННЫХ ХаРаКтЕРИСтИК, НаПРИМЕР, t1 макс

И t2 макс СИГНаЛа МаГНИтНЫХ ШУМОВ e(t) 16 преобразователя обоих стробов запоминаются в вычислительном устройстве и по их изменениям судят о качестве упрочнения слоев ферромагнитных изделий, а именно, о глубине, ширине и твердости слоя. Например, глубину д упрочненного слоя определяют по алгоритму д = Ко + К1(О) + К2(О) + ... где

О =О1мшмакс "

1 + оп О 1 мшмакс О 2 мшмакс +

2 д 1 э!Яп О 1мшмакс О 2мшмакс

1647372

Положение максимума потока магнитных шумов т1макс и 2макс дает информацию о коэрцитивной силе, поэтому, измеряя разность между положениями максимумов потока магнитных шумов с упрочненного слоя и с основы, - можно судить об изменении твердости упрочненного слоя, Способ применим для контроля глубины лазерно-упрочненных слоев образцов из стали У8 при изменении глубины упрочненного слоя в диапазоне от 0 до 1,3 мм. При этом сигнал ЭДС, стробируемый первым строб-импульсом, монотонно уменьшался с увеличением глубины упрочнения от 0 до

0,5 мм, достигая своего минимального значения, и сохранял его при дальнейшем увеличении глубины упрочнения.

Сигнал ЭДС, стробируемый вторым строб-импульсом, наоборот, начиная с глубины упрочнения 0,4 мм монотонно увеличивался с увеличением глубины упрочнения, Предлагаемый способ позволяет обеспечить контроль глубины упрочнения с погрешностью «+ S во всем широком диапазоне толщин упрочненных слоев.

Формула изобретения

Способ неразрушающего контроля качества локально-упрочненных поверхностных слоев ферромагнитных материалов, 5 заключающийся в том, что участок иэделия перемагничивают низкочастотным магнитным полем индукционного преобразователя накладного типа, диаметр которого меньше ширины упрочненного слоя, регист10 рируют ЭДС магнитных шумов и используют ее для определения качества локально-упрочненных слоев, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности контроля, устанавливают частоту

15 перемагничивания такой, чтобы глубина проникновения поля была больше максимальной глубины локально-упрочненного слоя, перемещают индукционный преобразователь поперек локально-упрочненных

20 слоев, регистрируют изменение ЭДС во временных интервалах. соответствующих появлению магнитных шумов в основе и упрочненных слоях, и по соотношению энергетических параметров ЭДС определя25 ют геометрические размеры, а по изменению временных параметров ЭДС твердость упрочненного слоя.

16473Т2

e(tj

Редактор А. Шандор

Заказ 1393 Тираж 40В Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета.по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

И,() 37

Идjt) М

Ltg(t) И (ц

Osltl

Llgjt) Ц ц

23 att) 24

Составитель В. Филинов

Техред М.Моргентал Корректор И. Муска