Вихретоковый способ контроля качества изделий из твердых сплавов

 

„,Я0.„1095058

СОЮЗ СОВЕТСНИХ .

00UWI

РЕСПУБЛИК

g g G 01 и 27/80

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С

Ф

Фаа..t (21) 3411127/25-28 (22) 24.03.82 (46) 30.05.84. Бюл. У 20 (72) В. И. Туманов, А. А. Черединов и E. И. Данилычев (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт тугоплавких металлов и твердых сплавов (56) 1. "Дефектоскопия", 1972, У 5, с. 17.

2. Авторское свидетельство СССР й"" 208325, кл. G 01 И 26/72, G Ol и 27/02, 1968 (прототип) . (54) (57) ВИХРЕТОКОВЫЙ СПОСОБ КОНТФО—

ЛЯ КАЧЕСТВА ИЗДЕЛИЙ ИЗ ТВЕРДЫХ

СПЛАВОВ, заключающийся в том, что изделие поочередно помещают в поле двух разных ча

Э

С

Ю, «а

Э

С

«» тот проходного индуктивного преобразователя, по сигналу преобразователя íà каждой частоте определяют эффективную магнитную лроницаемость материала, сравнивают ее с известнымн значениями, полученными на эталонных об. разцах, а по результатам сравнения судят о качестве твердосплавного изделия,. о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повыщения точности при контроле вольфрамо-кобальтовых сплавов, эффективную магнитную проницаемость измеряют вначале прн частоте электромагнитного поля 50-70 кГц и по ее значению определяют однородность содержания кобальта, а затем при частоте электромагнитного поля 0,1 — 1,0 кГц н по ее значению определяют размер зерен карбидной фазы .в с сплаве.!

095058

„. Изобретение относится к нераэрушаюшему контролю методом вихревых токов изделий из вольфрамо-кобальтовых твердых сплавов на однородность их состава по параметрам структуры и состава и может быть использовано в твердосплавной промышленности.

Известен способ электромагнитного контроля качества твердосплавных изделий, заключающийся в том, что твердосллавное иэделие помещают в электромагнитное поле преобразователя, питаемого частотой 5,6 кГц, проводят измерения, результаты измерения сравнивают с известными значениями измеряемого параметра, полученными на эталонном образце, а по результату сравнения судят о качестве изделия (1 J ..

Недостатком способа является низкая точность контроля, обусловленная тем, что при практической реализации его требуется создание сотен эталонов и введение множества коэф-. фициентов корреляции для получения различных сочетаний двух параметров микроструктуры.

Наиболее близким к изобретению является вихретоковый способ контроля качества изделий из твердых сплавов, заключающийся в том, что изделие поочередно помещают в поле двух разных частот проходного индуктивного преобразователя, по сигналу преобразователя на каждой частоте определяют эффективную магнитную проницаемость материальна сравнивают ее с известными значениями, по- . лученными на эталонных образцах, и по результатам сравнения судят о качестве твердосплавного изделия. 35

Магнитную проницаемость спеченного твердосплавного изделия измеряют на частоте

0,05 и 4 — 8 кГц, значения измерений сравнивают между собой, а по результатам сравнения судят о наличии в структуре фазы 40, или свободного графита, а значит и об однородности партии изделий (2).

Недостатком этого способа является низкая точность контроля в связи с тем, что способ позволяет контролировать только фа- 45 зовьшссостав сплава и не обеспечивает контроль однородности основных параметров структуры твердых сплавов: содержания кобальта и среднего размера зерен карбида вольфрама.

Цель изобретения — повышение точности при контроле вольфрамо-кобальтовых сплавов.

Цель достигается тем, что соглаено вихретоковому способу контроля качества иэделий из твердых сплавов, заключающемуся в том, что иэделие поочередно помещают в поле двух разных частот проходного индуктивного преобразователя, по сигналу преобразователя на каждой частоте определяют эффективную магнитную проницаемость материала, сравнивают ее с известными значениями, полученными на эталонных образцах, а по результатам сравнения судят о качестве твердосплавного изделия, эффективную магнитную проницаемость измеряют вначале при частоте электромагнитного поля 50 — 70 кГц и по ее значению определяют однородность содержания кобальта, а затем при частоте электромагнитного поля 0,1 — 1,0 кГц и по ее значению определяют размер зерен карбидной фазы в сплаве.

На фиг. 1 изображен график зависимости магнитной проницаемости от частоты электромагнитного поля, построенный на эталонных образцах с различным содержанием кобальта при одинаковом значении среднего размера зерен (2,2 мкм) карбидной фазы: кривая 1 для сплава ВК вЂ” 6 (WC — 94%, Со — 6%), кривая 2 — для сплава ВК8 (Wc — 92%, Со — 8%), кривая 3 — для сплава BKI5 (WC — 85%, Со — 15%); на фиг. 2 — то же, при постоянном содержании кобальта—

6% (ВКб) и с различным средним размером частиц зерен карбидной фазы: кривая 4—

1,4 мкм, кривая 5 — 205 мкм, кривая 6—

4,9 .мкм.

Из фиг. I и 2 видно, что в области низких частот 0,1 — !,0 кГц значения зф@ возрастают с увеличением содержания кобальта, Чем выше знаиения эффективной магнитной проницаемости в низкочастотных полях, тем быстрее значения р. фф снижаются с увеличением частоты намагничивающего тока.

В диапазоне 50 — 100 кГц значения ц. эфф возрастают с уменьшением содержания кобальта пропорционально его процентному содержанию в сплаве.

Для рассмотренной группы твердых сплавов различная степень снижения значений к зфф с увеличением частоты связана с особенностями структуры, в которой карбидная фаза, обладающая сравнительно малой электропроводностью, представляет собой в большей или меньшей мере связанные зерна карбида вольфрама, а кобальтовая фаза с большой электропроводностью распределена в виде прослоек.

Вдиапазоне низких." частот 0,1 — 1,0 кГц значения и. эфф возрастают с увеличением среднего размера зерен WC-фазы, а в области частот 50-70 кГц величина и.зфф практически одинакова, т.е. не зависитот среднего размера карбидных зерен.

Связь эффективной магнитной проницаемости с размером зерен карбидной фазы в низкочастотном диапазоне спектра определяется микронапряжениями в связующей фазе.

Известно, что термические напряжения образуются в твердых сплавах WC — Со за счет

95058

Рз

ДСЛ.8

Я23

10> g y увз g ygg фи .2

Составитель А. Бодров

Техред Л. Коцюбняк Корректор В. Гирняк

Редактор Н. Лазаренко

Заказ 3584/24 Тираж 823 Подписное

BHHHflN Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьпий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 10 более чем двухкратной разницы в коэффициентах линейного расширения карбида воль-, фрама и кобальта. При этом растягивающие микронапряжения в Со-фазе возрастают прн уменьшении размера зерен карбида вольфрама, что приводит к снижению /и.эфф; и, наоборот, увеличение размера зерен фазы сопровождается снижением микронапряжений и, соответственно, ростом р. эфф

Анализ частотных магнитных спектров (фиг..1 и 2) показывает также, что в области частот 50 — 70 кГц величина р- эфф определяется химическим составом сплава и не зависит от зерщктости карбидной фазы, что может быта использовано для контроля.

Таким образом, область высоких частот

50 — 70 .кГц выбрана на основании того, что при более высоких или низких частЬтах проявляется влияние размера зерен карбидной фазы (фиг. 2) и нельзя определить однородность изделия по содержанию кобальта

Область низких частот 0,1 — 1,0 кГц выбрана на основании того, что при более низких частотах чувствительность измерений мелкозернистых или малокобальтовых сплавов недостаточна, при более высоких частотах эффективная магнитная проницаемость меньше зависит от размера зерен карбидной фазы, что затрудняет оценку однородности изделия по зернистости.

Способ осуществляется слелуемцим образом.

Контролируемые изделия — сплавы группы ВК носледовательно помещают в проходной индуктивный датчик и на двух частотах, выбранных в указанных диапазонах, измеряют эффективную магнитную проницаемость, 10 полученные величины сравнивают со значениями эффективной магнитной проницаемости для эталонных образцов, отраженными в графике, и судят о среднем размере зерен карбидной фазы и процентном содержании ! 5 кобальта

Измерения вначале проводят на частотах . в диапазоне 50 — 70 кГц, а затем на часто. тах в диапазоне 0,1 — 1,0 кГц.

Способ контроля качества изделий твердых эр сплавов повышает точность контроля при сортировке твердосплавных иэделий по однородности и, соответственно, увеличивает надежность работы режущего инструмента по стойкости при обработке деталей, а также ускоряет процесс контроля одном партии образцов за счет получения данных об однородности путем сравнения контролируемы» образцов между собой.