Способ контроля качества изделий из твердых сплавов

(19) (1 1)5 С 01 САНИЕ ИЭСБРЕТ ВА ИЗ том,комий емо с го зариал это о каче- косинуса итуды ре- аиичесГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Институт физики металлов Уральского отделения АН СССР и Институтхимии Уральского отделения АН СССР(56) Туманов В.И. Современные неразрушающие магнитные методы контролякачества изделий из твердых сплавов. - В кн,: Твердые сплавы (сб.трудов ВНИИТС, Кф 22)/Под ред. Н.А.Кудри. - М.: Металлургия, 1981, с, 64-71.Комаров В.А, Квазистационариоеэлектромагнитио-акустическое преобразование в металлах (Основы теориии применение при неразрушающих испытаниях). - Свердловск, УНЦ АН СССР,1986, с, 137-178,Авторское свидетельство СССРУ 1019326, кл. С 01 Ю 29/04, 1983,Михеев М.Н., Пономарев В.С. и др.О контроле качества термообработкистальных изделий по потерям на перемагиичивание. - Дефектоскопия, 1986,У 4, с. 74-77.Авторское свидетельство СССРВ 1154606 кл. С 01 Н 29/00, 1985,2 (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ КА ЛИЙ ИЗ ТВЕРДНХ СПЛАВОВ(57) Изобретение относится к электро- магнитно-акустическим бесконтактным методам и средствам неразрушающего контроля. Оно может быть использова-но в металлургической и металлообрабатывающей промышленности для контроля зависящих от пористости показателей качества спеченных твердосплавных изделий, в частности для 1007.-ного контроля плотности режущего пниструмента из безвольфрамовых твердых сплавов. Цель изобретения - повышение надежности контроляд Для этого в способе контроля качества изделий из твердых сплавов, заключающемся вчто при электромагнитно-акустичес(ЗМА) возбуждении упругих колебанна резонансной частоте контролируго изделия определяют величину отшения амплитуды резонансного ЭМАнала к механической добротности иделия, уменьшают частоту переменимагнитного поля, с помощью которовозбуждали упругие колебания, доданного постоянного значения, гартирующего промагничивание матев обьеме изделия, измеряют призначении частоты величину угла элтромагнитных потерь и судятстве изделия по произведениюэтого угла на отношение амплзонансного ЭМА сигнала к мехкой добротности. 3 ил., 1 табл.Изобретение относится к областизлектромагнитно-акустических (ЭМА)бесконтактных методов и средств неразрушающего контроля и может бытьиспользовано в металлургической и металлообрабатывающейй проиьшдленностидля контроля зависящих от пористостипоказателей качества спеченных тве 1: -досплавных изделий, в частности для 10контроля плотности режущего инструмента из беэвольфрамовых твердыхсплавов,Целью изобретения является повышение надежности контроля качества из в 15делнй из твердых сплавов за счетмногократного снижения погрешностиоценки плотности спеченных твердосплавных изделий,11 а фиг, 1 приведены построенные по 20методу наименьших квадратов тарировочные графики линейной зависимостимежду плотностьюрежущих пластиниз безвольфрамового твердого сплаваФЛЦЕ 20 и информативными параиетраиисоя(прямая 1) Г/( (прямая 2) иГ /О соя) (прямая 3) пунктирои указаны гранины вероятного (с доверительной вероятностью 0,95) разбросазначений информативного параметра 3 Осоответствующие удвоенному среднемуквадратическому отклонению (Б) экс периментальных тсчек от линии регрес,сии;, на фиг. 2 - график, демонстри, рующий наличие связи между величинаии Г/Ц дд созЧ"на режущих пластинахиз сплава ЛЦК 20 с одинаковыми значенинии 1(е - 6)06 г/см , О - 6,07 г/см р"7 - 6,08 г/си ) благодаря которой3удается выявить и скомпенсировать вариании С /Ц, не связанные с изменением (1; на фиг. 3 - блок-схема установки для реализации способа Устаддовка содержит блок 4 катушек, 15 содержащий обойму для фиксации изделия в измерительной дтозиции и закрепленные в обойме катушки индуктивноси (не показаны), причеи вход блока 4 соответствует выводам одной или не 5 О скольких катушек возбуждения, предназначенных для приложения к изделиюпеременного магнитного псля с целью ЭХА-возбухщения упругих колебаний и/или возбуждения переменного низкочастотного магнитногр пстока в объеме,55 изделия, один выход блока 4 отвечает вывоцам резистора, вдстюченного последовательно с катушкой (катушками) возбуждения, и предназначен для контроля тока возбуждения 1 а, а другойвыход блока 4 соответствует выводамодной или нескольких приемных катушек, предназначенных для регистрациивторичного переменного . магнитногополя упругих колебаний (ЭМА сигнала)и/или низкочастотного переменногомагнитного потока. Установка содержит также намагничивающее устройство5 (например, электромагнит) для создания постоянного магнитного полн,генератор 6 качающейся частоты, частотомер 7, вольтметр 8 для контроля тока возбуждения 1, индикатор 9амплитудно-частотных характеристик,милливольтиетр 10 для измерения амплитуды Г сигнала на выходе блока 4,фазометр 11,Способ осуществляется следующимобразом,К контролируемому изделию, установленному в измерительной позициив блоке 4, прикладывают с помощью намагничивающего устройства 5 постоянное магнитное поле фиксированной величины. Подают на вход блока 4 отгенератора 6 высокочастотный (ультразвуковой частоты) ток 1 с фиксироВваннои амплитудой. При этом его частоту д контролируют по показаниямчастотомера 7, а постоянство амплитуды этого тока и переменного поляпо показаниям вольтметра 8. Взаимодействие с материалом изделия постоянного магнитного поля и переменногомагнитного поля катушки возбужденияна входе блока 4 приводит к ЭМА-возбуждению упругих колебаний с частотой Й в изделии, Вторичное переменное магнитное поле упругих колебанийиндуктирует в приемной катушке на выходе блока 4 ЭМА-сигнал, амплитудночастотную характеристику которогопри изменении Г можно наблюдать наэкране индикатора 9, а амплитуду Есигнала можно измерить с помощью милливольтметра 10. Сверяясь с показаниями индикатора 9, настраивают частоту возбуждения Г на резонанснуючастоту 1 д собственных колебаний данного изделия. Измеряют милливольтметром 10 амплитуду Г резонансногоЭИА-сигнала на частоте Г . Измеряютс помощью частотоиетра 7, индикатора9 и милливольтиетра 1 О ширину ЬГ огибающей резонансного ЭИА-сигнала назаданном уровне Е, и определяют меха34391 0=Е 50 55 5 15 ническую добротность Ц изделия по известной формуле 51 О 15 20 25 30 35 40 45 после чего находят величину отношения Йр/Ц. Затем уменьшают частоту возбуждения от Г до заранее заданного постоянного значения Г которое нахопрдят по формуле й. 4/%ц,р 0,1 (2)являющейся следствием известного выражения для глубины скин-слоя,где , - магнитная постоянная;р и 6 - соответственно относительная магнитная проницаемостьи удельная электрическаяпроводимость для данной марки твердого сплава;д - толщина изделия,Переменный магнитный поток, создаваемый полем катушки возбуждения вобъеме иэделия, индуцирует в приемной катушке на выходе блока 4 электрический сигнал с частотой Г , поступающий на измерительный вход фазометра 11. При этом на опорный входфазометра 11 с другого выхода блока4 подается сигнал, соответствующийтоку возбуждения. Фазометром 11 измеряют значение угла д разности фазмежду переменным магнитным потоком вобъеме изделия и возбуждающим егопеременным магнитным полем и находятвеличину сов. Затем определяют значение информативного параметраесоя( для данного изделия и оценивают его плотностьиз тарировочногографика, построенного по результатамЕропределения - сов по изложенной вы 9ше методике на образцах с известнойплотностью.П р и м е р. Способ был реализованна 18 представительных образцах заводской партии изделий из безвольфрамового твердого сплава ЛЦК 20, представляющих собою непвретачиваемые режущие пластины размерами 16 к 164,5 мм.Плотность образцов была заранее определена по методике гидростатическоговзвешивания с точностью не хуже0,01 г/см и варьировалась в диапазо 3не 6,03-6, 10 г/см , Для ЭИА-возбуждения упругих колебаний к образцам впродольном направлении прикладывалось постоянное магнитное поле напряженностью Ц =3600 А/см и использовалось фиксированное значение тока возбуждения 1=62,5 мА. Измерения величин Ер и 1 проводились на частотах 718,3- 746,6 кГц, отвечающих резонансу низшей моды изгибных колебаний (а,).При том же токе возбуждения проводилось измерение значений углаэлектромагнитных потерь на частоте, равной 14 кГц ( данная частота гарантировала промагничивание объема образцов переменным полем с учетом того, что по формуле (2) при И=4,5 мм и при характерных для сплава ЛЦК 20 значениях (01,5 и 6: 0,2. 10 (Ом м) оценкасоставляет 16, 7 кГцПрЭкспериментальные значения сов , Ер/Ц и ср /Ц созр для образцов сплава ЛЦК 20 с известной плотностьюпредставлены точками на фиг. 1, результаты обработки этих экспериментальных данных по методу наименьших квадратов представлены в виде таблицы, в которой 2 Б - удвоенное среднее квадратическое отклонение экспериментальных точек от линии регрессии (т,е, от соответствующего тарировочного графика на фиг. ), аЬо =2 Я/А - вероятная (с доверительной вероятностью 0,95) погрешность оценки плотности из тарировочного графика, равная величине 2 Б, деленной на значение А коэффициента наклона линии регрессии.Из таблицы видно, что для образцов сплава ЛЦК 20 способ обеспечивает значение погрешности Ь р =О, 012 г/см (0,27. от среднего значения плотности образцов), в результате чего с его помощью удается надежно отличать образцы со средней плотностью (6,07 г/см ) от образцов с минимальЭной (6,03 г/см ) и максимальной (6,10 г/см ) плотностью. Формула изобретения Способ контроля качества изделий из твердых сплавов, заключающийся в том, что возбуждают в контролируемом изделии резонансные упругие колебания с помощью приложенных к нему фиксированных по амплитуде постоянного и переменного магнитных полей и определяют величину отношения амплитуды резонансного электромагнитноакустического сигнала к механической добротности изделия, о т л и ч а1534391 Ь,г/см Способ контроля Уравнение линейной регрессии(линия 3, фиг. 1) 1,0 1 Известный 141 0,28 0 В 0,06 Предлагаемый 0 В 0,012 ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности контроля, уменьшают частоту переменного магнитного поля до заданного постоянного значения, гарантирующего промагничивание материала в объеме изделия, измеряют при этом значении частоты угол разности" з между переменным магнитным потоком в изделии и возбуждающим его полем и о качестве изделия судят по величине произведения косинуса этого 5угла на отношение амплитуды резонансного электромагнитно-акустического сигнала к механической добротности..Шекмар ктор В,Петр рре Тир Заказ одписно ГКНТ С осударственного комитета по изобретениям и открытия 113035, Москва, Ж, Раушская наб , д, 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101