Способ неразрушающего контроля качества локально упрочненных поверхностных слоев ферромагнитных материалов

(9) (1) 73 51)5 о 01 мгт(83 И 17ательский институ Ю.Соснин, Р. асдиф- ости 13,ОНТ- НЕН- ОЕВ и неь исства ерроНаф ства для саба; на его рабоУстр соедине пряжени 2 для рег орган 3, торы 5 и ту.ойство содержитнные генератор 1я, индукционныйистрации шумов Бинвертор 4, ждущ6, схему 7, реализ оследовательно еременного нареобраэователь ркгауэена, нульие мультивибрающую функцию ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Горкунов Э.С. и др, Использованиеференциальной магнитной проницаедля контроля качества поверхностнорочнения. - Дефектоскопия,1988,М 7,с.Авторское свидетельство СССРМ 1265580, кл. 0 01 й 27(83, 1985,(54) СПОСОБ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО РОЛЯ КАЧЕСТВА ЛОКАЛЬНО-УПРОЧ НЫХ ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛ ФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕ РИАЛОВ (57) Изобретение относится к облас разрушающего контроля и может бь пользовано для контроля кач поверхностно-упрочненных слоев ф Изобретение 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. 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 перемагничиваю 1 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,иг.1 приведена блок-схема устройсуществления предлагаемого спофиг.2 - диаграммы, поясняющиефИЛИ, 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 мультиаибратором 5, стробируемый блок 9 своим входом соединен с преобразователем 2.Способ осуществляется следующим образом.Генератор 1 переменного напряжения создает ток Щ 15 (фиг.2), который, протекая по первичной обмотке индукционного преобразователя 2, перемагничивает контролируемый участок изделия в режиме заданного синусоидального магнитного потока. Во вторичной обмотке индукционного преобразователя 2 индуцируется ЭДС магнитных шумов е(т) 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 0(1), с выхода нуль-органа снимается симметричный прямоугольный сигнал 01(1) 17, который инвертируется инвертором 4 в сигнал 02(т) 18, Сигналы О 1(1), 02 поступают на два идентичных мультивибратора 5 и 12, которые запускаются задними фронтами и вырабатывают импульсы Оз(т) 19, Оф) 20 длительностью т, причем, задние фронты импульсов устанавливаются на время появления потока ЭДС магнитных шумов на упрочненном слое, Импульсы Оз(1) и 04(т) объединяются схемой 14, реализующей функцию ИЛИ, и поступают на первый вход управляемого ключа 8 в аиде стробирующих импульсов Оф) 21 потока магнитных шумов на неупрочненной основе.Одновременно импульсы Оэ(1), Щ) поступают на два идентичных мультивибратора 6 и 13, которые запускаются по заднемуКо, К 1, К 2- масштабные коэффициенты, определяемые по экспериментальнойградуировке на образцах с известной глуби 35 ной упрочнения,твердость Ь упрочненного слоя определяютпо алгоритмуЬ = К (12 макс - 11 макс)где 1 - градуировочный коэффициент.При перемагничивании изделий с малыми глубинами упрочнения магнитный потокв основном замыкается через неупрочненную основу, и сигнал индукционного преобразователя определяется магнитнымшумом основы и экранирующим влияниемупрочненного слоя, а этом случае глубинуупрочненного слоя определяют только поИЗМЕНЕНИЮ СИГНаЛа 01 мвмакс В ПЕРВОМстробе,50 При увеличении глубины упрочнениямагнитный поток в изделии перераспределяется и возрастает в упрочненном слое,причем, с увеличением глубины упрочнениявозрастает магнитный шум с упрочненного55 слоя, регистрация сигнала ЭДС по изменению сигнала ао втором строб-импульсе позволяет расширить контроль для большихглубин уп рочнения.1 5 10 15 20 25 30 фронту и вырабатывают импульсы Оф) 22, 07 (т) 23 длительностью т, причем, задние фронты импульсов соответствуют по времени исчезновению магнитного шума. Импульсы 06(1), 07(1) объединяются схемой 7, реализующей функцию ИЛИ, и поступают на второй вход управляемого ключа 8 в виде вторых стробирующих импульсов Оа(т) 24. Управляя переключением ключа 8, обеспечивается работа блока 9 по измерению текущих характеристик ЭДС магнитного шума на упрочненном слое или на основе.Измеренные значения энергетических, НаПрИМЕр, НаоряжЕНИй 01 мвмакс И 02 мвмакс и временных характеристик, например, И макс и т 2 макс сигнала магнитных шУмов е(т) 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 алгоритмуд = Ко + К 1(О) + К 2(О) +где О - 01 мшмакс " 1 + %9 п 0 1 мшмакс О 2 мшмакс +2 1 - 89 п О 1 мвмакс О 2 мшмакс2Положение максимума потока магнитных шумов бамако и 2 макс 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 У 8 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 + 8 во всем широком диапазоне толщин упрочненнцх слоев. Формула изобретенияСпособ неразрушающего контроля качества локально-упрочненных поверхностных слоев ферромагнитных материалов,5 заключающийся в том, что участок изделияперемагничивают низкочастотным магнитным полем индукционного преобразователя накладного типа, диаметр которогоменьше ширины упрочненного слоя, регист 10 рируют ЭДС магнитных шумов и используют ее для определения качествалокально-упрочненных слоев, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышенияточности контроля, устанавливают частоту15 перемагничивания такой, чтобы глубинапроникновения поля была больше максимальной глубины локально-упрочненногослоя, перемещают индукционный преобразователь поперек локально-упрочненных20 слоев, регистрируют изменение ЭДС во временных интервалах. соответствующих появлению магнитных шумов в основе иупрочненных слоях, и по соотношениюэнергетических параметров ЭДС определя 25 ют геометрические размеры, а по изменению временных параметров ЭДСтвердость упрочненного слоя,"э 1)19Цю3) ИЮ21 Составитель В. ФилиноТехред М,Моргентал едактор А, Ша Корректор И. Муск роизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарин Заказ 1393 Тираж 408 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета.по изобретениям и открытиям ори ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Рауаская наб., 4 й