Способ обнаружения трещин и неровностей поверхности в металлических заготовках

(5)5 6 ВЕД МСТВО СССР (ГОС АТЕНТ СССР) О ИСА К ,ПАТЕН(56) 25/ 1/О (54) ЩИН И ЕТАЛЛИ (57 у обнафектов в детасть деетали в ндукци ть детавм лях тал ее он пособу обнаом элементе, вки из стали особ по изоружения поитной стали. ение эффекобнаружения лических де- немагнитной С ДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНО 30.08.93. Бюл. М 3289010610.01,89ИОЭлкем Текнолоджи а/сХельяр Ховланд, Ян Нм (МО)Патент США ч. 4,109508, кл. 0 01 й2, 1978,Патент США ч- Ве.32.166, кл. В 24 В, 1986.СПОСОБ ОБНАРУЖЕНИЯ ТРЕОВНОСТЕЙ ПОВЕРХНОСТИ В У 1ЕСКИХ ЗАГОТОВКАХИзобретение относится к способения трещин и поверхностных деталлических деталях, особенноиз немагнитной стали, Поверхнонагревают путем пропускания дродольном направлении через иую катушку, сканируя поверхнос 1 Изобретение относится к с ружения трещин в металлическ таком как болванки или загото ил алюминия. В частности, с бр тению пригоден для обна ве хностных трещин в немагнЦель изобретения - повышти ности за счет обеспечения по ерхностных трещин в мета та ях, особенно в деталях из и.Изобретение относится к способу обнания трещин и поверхностных дефектов таллических деталях, особенно в детаз немагнитной стали, согласно котороли инфракрасной камерой поперек поверхности движущейся детали непосредственно после индукционного нагрева и записывая температурный профиль с полосчатым узором, повторяющимся в местах, где в поверхности имеются трещины. При этом используют индукционную катушку с частотой тока, которая обеспечивает глубину проникновения индуктированного тока в деталь, превышающую глубину трещин, которые должны быть обнаружены, Трещины и поверхностные дефекты обнаруживают путем регистрации более низкой поверхностной температуры по сравнению с остальной частью поверхности детали при сканировании температурного профиля непосредственно после индукционного нагрева менее чем через 0,1 с после выхода детали из индукционной катушки. Для деталей из немагнитной стали используют частоту тока до 50000 Гц, а для деталей из магнитной стали от 100 до 1000 Гц, 3 3. и. ф-лы, 1 ил,му поверхность детали нагревают путем пропускания детали в ее продольном направлении через индукционную катушку, санируют поверхность детали инфракрасной камерой поперек поверхности движущейся детали непосред:твенно после индукционного нагрева и записывают температурный профиль с нолосчатым узором, повторяющимся в местах, где в поверхности имеются трещины, отличающемуся тем, что используют индукционную катушку с частотой тока, которая обеспечивает глубину проникновения индуктированного тока в деталь, превышаощую глубину трещин, коорые должны быть обнаружены, Трещи поверхностные дефекты обнаруживают путем регистрации более низкой поверхностной температуры по сравнению с остальной частью поверхности детали при сканировании температурного профиля непосредственно после индукционного нагрева.В способе, соответствующем изобретению, используют частоту тока, которая обеспечивает глубину проникновения индуктированного тока, превышающую глубину трещин, при прохождении детали через индукционную катушку, Таким образом, ток потечет вниз и под трещины в детали, Было неожиданно обнаружено, что участки поверхности на краях трещин будут нагреваться при этом меньше, чем свободная от трещин часть детали. При сканировании температурного профиля непосредственно после выхода детали из индукционной катушки, в части детали, содержащей трещины, будет, таким образом, зарегистрирована более низкая температура, чем в свободной от трещин части детали. При этом, однако, важно чтобы температурный профиль был записан до того, как температура выровняется, и на практике температурный профиль должен быть сканирован менее чем за 0,1 с после выхода детали из индукционной катушки. Предпочгительно, чтобы температурный профиль был записан менее чем за 0.05 с после выхода дезли из индукционной катушки.Когда способ, соответствующий настоящему изобретению, применяется для обнарукения трещин в немагнитной стали, используют индукционную катушку с частотой до 50000 Гц. Это достаточно для обеспечения надежного обнаружения трещин нормальной глубины. В случае магнитной стали используют частоты в диапазоне от 100 до 1000 Гц, Частоту, требуемую для конкретного материала, можно найти, на основе известных соотношений между глубиной проникновения тока и электрическим удельным сопротивлением и проницаемостью,На чертеже показана схема устройства, которая может быть использована в изобретении.Устройство содержит путь 1, по которому перемещается в направлении, указанном стрелкой, заготовка 2. Заготовка проходит через индукционный нагреватель 3, который работает на частоте от 100 до 50000 Гц, в зависимости от электрических характеристик заготовки.За индукционным нагревателем 3 находится размещенная непосредственно вслед за ним инфракрасная термокамера 4, которая сканирует деталь и формирует темпера 40 45 50 55 Температурный профиль записывался на расстоянии 5 мм от катушки. Скорость движения детали через катушку составила 0,5 м/с. Для трещин глубиной 0,8 мм в упомянутой стали было обнаружено понижение температуры на 5 С по сравнению с температурой свободной от трещин поверхности,Формула изобретения 1, Способ обнаружения трещин и неровностей поверхности в металлических заготовках, преимущественно в заготовках из немагнитной стали, по которому поверхность заготовки нагревают путем пропускания ее через индукционную катушку, и непосредственно за катушкой сканируют заготовку инфракрасным излучением для определения температурного профиля поперек заготовки, записывают температурный профиль с полосчатым узором в местах расположения трещин, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения эффективности, выбирают частоту тока индукционной катушки, которая обеспечивает глубинупроникновения индуктированного тока в заготовку, превышающую глубину трещин, а турный профиль. При измерении температуры поверхности детали будет обнаруженопонижение температуры на участках, примыкающих к неровностям поверхности, та 5 ким как трещины. Температурный профильобразует полосчатый температурный узорпо поверхности, и неровности поверхностибудут обозначены повторяющимися полосчатыми узорами,10 Данные, полученные из инфракраснойкамеры, могут быть записаны в виде копиина однократно используемом носителе, однако предпочтительно, чтобы они подавались непосредственно на процессор 515 данных, который управляет разметочнымустройством 6, таким как разметочное перь,или шлифовальным устройством, Посколькуразмер, форма и глубины трещины могутбыть найдены из температурного профиля,20 то можно обеспечить точное шлифование,необходимое для устранения трещин, Послешлифования деталь может быть вновь проверена в устройствах 7, 8 обнаружения трещин, чтобы убедиться в том, что25 шлифование было осуществлено правильным образом,Вышеописанное устройство было применено для обнаружения трещин в немагнитной нержавеющей стали, имеющей30 следующий химический состав, мас.; 0,08С, 2 Мп; 0,045 Р, 0,03 Я; 1 Я; 18 - 20 Сг; 8 - 10М, остальное Ре.Использовалась индукционная катушкас частотой 40000 Гц, обеспечивающая про 35 никновение тока в сталь на глубину 2,2 мм,,Заказ 2924 Тираж Подписное8 НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 сканирование заготовки осуществляют спустя менее чем 0,1 с после выхода заготовки из индукционной катушки, причем трещины и неровности поверхности обнаруживают по более низкой температуре поверхности 5 на участках, примыкающих к трещинам, по сравнению с остальной частью поверхности заготовки.2. Способпоп.1,отличающийся тем, что сканирование заготовки осуществ ляют спустя менее чем через 0,05 с после выхода заготовки из индукционной катушки.3, Способ по пп. 1 и 2, о т л и ч а ющ и й с я тем, что для заготовок из немагнитной стали частоту тока индукционной катушки выбирают до 50000 Гц.4, Способ по пп, 1 и 2, о т л и ч а ющ и й с я тем, что для заготовок из магнитной стали частоты тока индукционной катушки выбирают от 100 до 1000 Гц,