Способ определения оптимального ре-жима магнито- механической термообра-ботки плоских звукопроводов ферроакус-тических устройств

Способ определения оптимального ре-жима магнито- механической термообра-ботки плоских звукопроводов ферроакус-тических устройств

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

С Оциблнстнческнх

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ С ИЗЬСТВУ

Ф !

/ —. (6т ) ДополнительнОФ к ввт. свидву р )м. кл.з (??) Заявлено 05.0379 (?1) 2739216/18-21

Н 01 Ь 41/22

С 21 D 1/06 с присоединением заявки Йо (?3) Приоритет

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано 300181. Бюллетень HQ 4

Дата опубликования описания 300181 (53) УДКЬ38. 653 (088. 8) (7?) Авторы изобретения

В.Б.Есиков, А.М.Колосова, В.И.Надеждин.Петровых, иборостроення

Ленинградский институт авиационного п (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОГО РЕЖИМА

МАГНИТОМЕХАНИЧЕСКОЙ ТЕРМООБРАБОТКИ

ПЛОСКИХ ЗВУКОПРОВОДОВ ФЕРРОАКУСТИЧЕСК!!Х

УСТРОЙСТВ

Изобретение о-.носится к способам определения оптимального режима магнитомеханической термообработки плоских звукопроводов иэ магнито- 5 стрикционных материалов для получения наперед заданных свойств для широкого диапазона условий эксплуатации.

Способ может быть использован при первичном исследовании свойств материалов для звукопроводов и на завер" шающем этапе конструирования ферро" акустических устройств, s которых для записи и с итывания информации ис пользуется эффект взаимодействия в эвукопроводе ультразвуковых колебаний и магнитных полей, когда проводят климатические и вибрациоииые испытания опытных образцов ферроакустических устройств (ферроакустических запоминающих устройств линии задержки коммутаторов, логических элементов и т-.д.) .

Известен способ нагрева деталей, позволяющий получить неоднородный 2с нагрев по длине, проводить разнорежимную термообработку в поперечном поле петлевого индуктора изменением скорости протягивания изделия или поворотом поперечной осН индуктора относительно изделия (1 1.

К недостаткам этого способа можно отнести длительность термообработки так как образец целиком должен пройу ти через индуктор; необходимость организации сложного процесса контроля параметров термообработки и управления процессом,а также громоздкостью устройства, реализующего данный способ (его длина должна быть, как минимум, больше длины изделия }.

Известен так же сособ термообработ= ки, в котором нагрев металлической по-! лосы осуществляется пропусканием эле ктрического тока с помощью электродов, установленных на расстоянии друг от друга, а в соответствующих местах по поверхности установливают другой .нагреватель,с помощью которого произво- дят дополнительный нагрев одновременно с первым. Этот способ позволяет проводить разнорежимную термообработку плоских звукопроводов в широком диапазоне температур (2).

Основным недостатком способа является низкая производительность т"зуда при исследовании магиитомеханической термообработки материалов звукопроводов.

80l 1 5 2 э5

Р

lO

Т=К—

4/ т))оо

2b h С

Цель изобретения — повышение прои водительности труда при исследовании параметров звукопроводов. . Указанная цель достигается тем,что в способе определения оптимального режима магнитомеханической термообра ботки плоских звукопроводов ферроаку стических устройств, заключающемся в разнорежимной магнитомеханической те мообработке эвукойроводов по длине: пропусканием тока через них,в загото ке, имеющей переменную ширину и нагруженной растягивающей нагрузкой,за меряют величину тока, определяют его плотность по длине, затем в вЫделенном после термообработки из заготовки эвукопроводе с одинаковиИ сечением возбуждают ультразвуковые колебания, считывают сигналы в различных участках эвукопровода и определяют зависимости магнитоупругих характеристик звукопровода от И плотности тока термообработки и величины механической нагрузки„

На фиг. 1 представлена заготовка из которой выделяют звукопроводы; на фиг. 2 — расположение заготовки Щ при термообработке; на фиг. 3 — схема маета для исследования звукопрово-) дов.

Устройство для осуществления способа содержит контур 1 — 8-8 — 1 Зо заготовки, звукопровод 9, регулируемый источник 10 электрического т ока, измеритель 11 электрического тока, обмотку 12 возбуждения ультразвука, формирователь 13 импульсов тона возбуждения, обмотку 14 возбуждения магнитного поля, формирователь 15 импульс. сов магнитного поля, обмотку 16 считывания и осциллограф 17.

Эаготовка, имеющая переменное сечение по длине, должна иметь отноше- 4О ние наиболее широкой части 2-2, 6-6 и т.д. к самой узкой 4-4 и т.д. в зависимости от требуемого пере" пара температуры термообработки, Линии 2-3-4, 4-5-6 и т.д. могут 45 быть прямыми, тогда градиент: температуры будет меняться по гиперболе, а могут быть экспоненциальными, параболическими, ступенчатыми, а также любыми другими по желанию эк- gg спериментатора,тогда градиент температуры будет определяться функцией обратной закону изменения сечения.

Температура поверхности заготови определяется по формуле

Я где T — температура поверхности за- ЬУ готовки

С вЂ” коэффициент излучения поверхности; ток, протекающий по заготовке, A ширина заготовки, мм; т1 — толщина заготовки, мм; (p) Т вЂ” удельное сопротивление обрабатываемого сплава при температуре Т, Ом/мм.

Если пренебречь иэменением удельного сопротивления от температуры и считать его величину постоянной, то можно допустить, что

К ) где К -- коэффициент пропорциональности, включающий в себя все величины, неизменные в процессе термообработки.

Эта формула справедлива для небольших областей. Если же учитывать изменение(p)7, что необхоцимо для больших областей заготовки,, то зависимость выразится формулой т.е. будет иметь вид гиперболы.

Наиболее узкая часть заготовки

4-4 и т.д. должна быть шире эвукопровода. Площадки 1-2-2-1 и 7-8-8-7 служат для подсоединения к токопроводящим шинам. Растягивающая нагрузка прикладываемая по линиям 3-3, 5-5 и т.д., создает градиент механического напряжения, который также определяется кан обратная функция от закона изменения сечения заготовки. Механическая нагрузка в совокупности с нагревом способствует получению более однородной текстуры и выравнивает внутренние механические напряжения по сечению эагртовки. Таким образом в каждом сечении заготовки образуется комбинация иэ перепада температуры и механического напряжения, не повторяющаяся в других сечениях.

Если трапеции 2-3-4-4-3-2, 4-5-6-6-5-4 и т.д. имеют одинаковую форму,то закон изменения температур в них будет повторяться..Однако величины растягнвающих сил, прпкладываемых по линии 3-3, 5-5 и т д., выбирают так, чтобы механические напряжения в сечениях трапеции 2-3-4-4-3-2 не повторя-; лися в сечениях трапеции 4-5-6-6-5-4, а образовывали непрерывный диапазон.

Пример. Допускаем, что сечения 2"2, 6-6; в 3 раза больше сечений 4-4 и т.д. и равны соответственно 0,3 мм и 0,1 мм, а по линии 3-3 2. действует нагрузка 30 тогда механическое напряжение в трапеции 2-34-4-3-2 будет изменяться от 100 в сечении 2-2 д 300 г/мм в сечении 4-4.

Легко подсчитать, что нагрузка в 90 г, приложенная по линии 5-5, создает механическое напряжение в сечении

6-6 300, а в сечении 4-4 -900 г/мм

Таким образом, получен непрерывный диапазон механических нагрузок от

100 до 900 г/мм в двух трапециях.

Аналогично нагружают последующие тра801152 пеции. Следует отметить, что сечение

4-4 имеет две величины механических напряжений, аналогично будет и в сечении 6-6 и ему подобных. Однако по линиям 4-4, 6-6 и т.д. осуществляют жесткое крепление заготовки к поддерживающему приспособлению, поэтому различные механические напряжения слева и справа от этого сечения будут влиять друг на друга.

Зигзагообразное размещение. заГо" товки при термообработке, как показа- © но на фиг. 2, позволяет прикладывать к заготовке растягивающие нагрузки„. заготовку большой длины помещать в малые объемы и в одинаковых по. Форме заготовках, имеющих одинаковые 15 температурные поля, создавать различные механические напряжения. Закрепление заготовки о линиям 4-4, 6-6 и т.д. осуществляют через изоляторы во избежание замыкания тока термооб- Я работки на корпус. Растягивающее; напряжение создают подвешиванием грузов на изгибы по линиям 3-3, 5-5 и т.д. к стержням.

При термообработке пропусканием электрического тока основным измеряемым параметром является величина тока, измеряемая измерителем 11 электрического тока, а необходимую величину тока создают регулируемым источником

10 тока.

Измерение величины тока и. сечения заготовки осуществляют с высокой .точностью, во много раз превышающей точность измерения температуры спектропарами или другимч методами. Кроме того, измерение тока не требует визуального наблюдения за заготовкой и позволяет проводить термообработку в закрытых камерах, которые дешевле и проще в изготовлении по сравнению 40 ,с камерами, имеющими иллюминаторы. измерение величины тока тоже проводить дистанционно, запись результатов измерения автоматизировать.

Легко осуществить автоматизацию 45 процесса управления током термообработки по заранее составленной программе и задавать быстроменяющиеся режимы, которые не в состоянии обеспечить человек-оператор.

Плотность тока вычиляют по форыуле I

1 ьи где п — постоянная и задается тола и-. ной проката, а изменение П ширицьа е; заготовки задают в виде функции от 55 длины 8

Ъ = {а).

Таким образом, ширина заготовка и плотность тока однозначно связаны> зависимостью

Д Т ъ и х(е и являются функцией длины.Аналбгrpgно рассчитывают величину механФЙаского напряжения.

РазмеР звукопровода 9, выделяемого из заготовки, выбирают с учетом конструкции ферроакустического устройства, для которого он предназначается. Выделение звукопровода, .как правило, производят фото литографическими мет:дами и травлением, так как механическая резка нежелательна из-за деформации звукопровода и низкой точности соблюдения размеров. Звукопровод 9 исследуют путем возбуждения на конце ультразвуковых колебаний с помощью обмотки 12 возбуждения, питаемой от формирователя 13 импульсов тока возбуждения, причем возбуждение ультразвука. провОдят эталонным преобразователем, чтобы точно знать параметры ультразвука, вводимого в звукопровод. При считывании сигналов, возбуждаемых в эвукопроводе ультразвуковыми колебаниями основное внимание обращают иа амплитуду считываемых сигналов и соотношение сигнал помеха . - Оба параметра важны и должны быть не ниже величины, определяемой конструкции ферроакустического устройства и условиями его эксплуатации. Исследование звукопровс .;да проводят эталонными катушками, чтобы условия проведения измерений не менялись. Обмотка 14 возбуждения магнитного поля, запитываемая от формирователя 15 импульсов магнитного поля, служит для записи сигналов, а обмотка 16 читывания и осцилограф 17 служат для измерения величины считываемых сигналов. Обмотка 16 считывания обмотка 14 возбуждения магнитЪ ного поля н обмотка 12 возбуждения ультразвука не должны менять взаимного расположения, т,е, закреплены жестко, as процессе измерения перемещают звукопровод 9. После исследования звукопровода расчетным путем определяют какой режим териообработки дает для данного материала звуко— провода оптимальные величины считываемых сигналов н соотношения сигнал/

Помеха. Параметры термообработки,дающие оптимальные свойства эвукопровода в короткой зоне, можно исследовать более тщательно, придав соответствующую форму заготовке, применив рассчитанную плотность тока термообработки и приложив нужную механическую нагрузку.

Предлагаемый способ можно использовать для массового изготовления звукопроводов, магнитоупругне характеристики которых должны меняться по длине. При этом ширину заготовки увеличивают до размеров, достаточных для выделения нужного числа эвукопроводов, а закон изменения ширины заготовки задают расчетом. формула изобретения

Способ определения оптимального режима магнитомеханической термообработe0i152

7 8

Рие. f

Составитель В.Верченко

Техред Н. Ковалева Корректор Л. Иван

Редактор Л. Пчелинская

Заказ 10445/73 Тираж 795 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 ки плоских звукопроводов ферроакустических .устройств, заключающийся в разнорежимной магнитомеханической термообработке звукопроводов по длине пропусканием тока через них,о т л ич а ю шийся тем,что,с целью по выиения производительности труда при исследовании параметров .звукопроводов заготовке, имеющей переменную ширину и нагруженной растягивакицей нагрузкой, замеряют .величину тока, определяют его плотность по длине, затем © в выделенном после термообработки иэ заготовки звукопроводе с одинаковым сечением возбуждают ультразвуковые колебания, считывают сигналы в различных участках эвукопровода и определяют зависимости магнитоупругих характеристик звукопровода от плотности тока термообработки и величины механической нагрузки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

В 352950, кл. С 21 D 1/12,29.09.71.

2. Патент Японии 49-9284, опублик. 04.03.74 (прототип ).