Способ определения глубины закаленного слоя стальных деталей

 

Изобретение относится к способам определения глубины закалки стальных деталей и может быть использовано в машиностроении, например, для контроля глубины закалки шеек и кулачков валов, шестерен и т.д. Цель изобретения - повышение эффективности и достоверности контроля готовых деталей при массовом производстве. Через участок поверхности закаленной детали пропускают электрический ток и измеряют разность потенциалов между двумя точками зтой поверхности. Затем определяют глубину закаленного слоя D по соотношению D(A,j/A,-U) - А), мм, где U(v) - измеряемая разность потенциалов. А, (juv) , (v х X мм) и AJ(MM) - постоянные для данной марки стали и силы пропускаемого тока коэффициенты, которые определяют заранее по эталонные образцам с тремя различными известными глубинами закаленного слоя, решая систему из трех уравнений в виде заявленного соотношения относительно трех неизвестных - указанных коэффициентов. 2 ил, 1 табл. сл со 4::ib а 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (51)4 С 21 D ll ОО G 01 N2530

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3969303/31-02 (22) 29.10.85 (46) 23.10.87. Бюл. У 39 (71) Казанский физико-технический институт Казанского филиала АН СССР (72) И.А.Гарифуллин и 10.С.Грезнев (53) 621.785.)3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1(576533, кл. G 01 N 27/02, 1976, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЛУБИНЫ ЗАКАЛЕННОГО СЛОЯ СТАЛЬНЫХ ДЕТАЛЕЙ (57) Изобретение относится к способам определения глубины закалки стальных деталей и может быть использовано в машиностроении, например, для контроля глубины закалки шеек и кулачков валов, шестерен и т.д. Цель изобретения — повышение эффективнос— ти и достоверности контроля готовых деталей при массовом производстве.

Через участок поверхности закаленной детали пропускают электрический ток и измеряют разность потенциалов между двумя точками этой поверхности, Затем определяют глубину закаленного слоя Э по соотношению 0(А /А,-U)

А ), мм, где U(pv) — измеряемая разность потенциалов, А,(pv), A,(pv х х мм) и А (мм) — постоянные для данз ной марки стали и силы пропускаемого тока коэффициенты, которые определяют заранее по эталонным образцам с тремя различными известными глубинами закаленного слоя, решая систему иэ трех уравнений в виде заявленного соотношения относительно трех неизвестных — укаэанных коэффициентов.

2 ил, 1 табл.

U=А

+ D2

1346

Изобретение относится к способам определения глубины закалки стальных деталей и может быть использовано н машиностроении, например, для контроля глубины закалки шеек и кулачков налов, шестерен и т.д.

Целью изобретения является повышение эффективности и достоверности контроля готовых деталей при массовом производстве.

На фиг.l представлена схема пространственного расположения контактов; на фиг.2 — зависимость разности потенциалов от глубины закаленного слоя в стали.

Рассмотрен конкретный пример реализации предлагаемого способа для определения глубины закаленного слоя кулачков распредвалов днигателей ав- 20 томобиля "КамАЗ".

Аппаратура, использовавшаяся при испытаниях: нановольтамперметр Р341; аккумулятор; вольтметр питеровой

В7-16; эталонное сопротивление; циф- 25 роной вольтамперметр ВК2-20; коммутатор; столик для крепления образца с измерительным датчиком.

Для проведения измерений был изготовлен зонд, снабженный четырьмя 3( изолированными друг от друга стальными иглами, которые при прижимании к испытуемой поверхности обеспечивают надежный точечный электрический контакт с образцом. Исходя иэ геометрии кулачков распредвала, удобным оказалось расположение контактов (фиг.l).

Через контакты 1 и 2 пропускается постоянный электрический ток I. Искомая разность потенциалов снимается с кон- 4О тактов 3 и 4 и измеряется с помощью нановольтамперметра Р341. Для уверенной регистрации возникающего потенциала и измерения его с достаточной точностью (5%) Оказалось удобным 45 использование тока I = 0,5 А.

В результате проведенных измерений была получена зависимость (фиг.2) разности потенциалон L, возникающей на контактах 3 и 4 при пропускании 5р через контакты 1 и 2 тока I =- 0,5 А.

Как видно иэ фиг.2, полученная зависимость может быть хорошо описана (сплошная кривая, фиг.2) с помощью соотнох3ения

D, мм, по

ОСТУ

D, мм по предлагаемому способу

3,8 1,05

4,06 2, 35

4,22 2,92

4,24 3,07

2,4

2,8

3,1

;1ля проведения измерений предлагаемым способом достаточно прижать зонд к испытуемой понерхности каждого Образца из партии и снять показания. На это затрачивается 30 с.

Таким образом, при использовании предлагаемого способа необходимо провести процесс химико-термической обработки всей партии Одновременно> а затем аттестовать каждую деталь. Например, для проведения 100%-ного контроля предлагаемым способом глубины закаленногo слоя партии иэ 100 деталей с глубиной упрочненного слоя 3 мм необходимо затратить (30 с х !00)

50 мин (без учета времени на промежуточные Операции и вычисление по соотношению).

Г1ри измерении параметрон поверхHocтнОгО слоя и 3Bf стным спОсО60м иэ

687 г при А, = 6,69рч, A 13,35 v мм, А =4,5мм.

Поскольку зависимость разности потенциапон от глубины закаленного слоя хорошо аппроксимируется трехпараметрическим выражением можно сделать однозначный вывод, что на практике для нахождения постоянных А,, А и

А для данной конструкции зонда и мар3 ки стали достаточно проведение измерений на 3-х эталонных образцах с иэнестной глубиной закаленного слоя, определенной по ОСТ 37.001.060-74.

Измеряя разность потенциалов обраэцон с неиэнестной глубиной закалки и не подвергая их разрезанию, определяют в соответствии с заявленным соотношением величину D. Сравнение результатов, полученных по ОСТ

37.001.060-74 и предлагаемым способом показывает хорошее согласие (таблица) .

3 13 меряют раэностный сигнал между напряжением, пропорциональным частоте и амплитуде тока нагрузки. Для этого каждый образец сначала обезжиривают, а затем помещают в индуктивный проходной датчик, который прикреплен к крышке герметичного муфеля и находится в рабочей зоне печи. С помощью соответствуюшей измерительной схемы перед началом процесса химико-термической обработки поступающие от датчика сигналы компенсируются. В ходе процесса химико-термической обработки вследствие изменений электромагнитных свойств поверхности, роста диффузионного слоя и динамики изменения его фазового состава происходит раскомпенсация измерительной схемы и временные зависимости раэностного сигнала между напряжениями, пропорциональными частоте и амплитуде тока нагрузки, записываются на диаграммной ленте индикатора °

Недостатком известного способа является то, что контроль упрочненного слоя каждого образца может быть осуществлен только в процессе химикотермической обработки, которая занимает время от 2 до 8 ч. Вследствие . этого применение известного способа для 100Х-ного контроля глубина упрочненного слоя деталей с условиях массового производства практически невозможно по следующим причинам.

В случае, когда измеряемый иэвестным способом образец помещается в рабочую печь вместе с партией деталей, подвергаемых химико-термической обработке, в качестве "свидетеля" резуль— таты измерений не будут достоверными из-за существующего в печи градиента температуры или разницы в химсоставе деталей, что приводит к различным скоростям процесса химико-термической обработки.

В случае применения известного способа для 1007-ного контроля глубины упрочненного слоя деталей, подФормула изобретения

Способ определения глубины закаленного слоя стальных деталей, включающий измерение электрофизических

25 параметров поверхности и анализ результатов измерения в сопоставлении с известными параметрами эталонного образца, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности и достоверности контроля готовых деталей при массовом производстве, в качестве электрофизического параметра поверхности измеряют разность потенциалов между двумя точками этой поверхности при пропускании

35 через нее электрического тока и определяют глубину закаленного слоя D из соотношения

А 1(2 — А 1 мм (А, — U)2

40 где U (1чу) — измеренная разность потенциалов;

А, (рч), А, 4iv мм)

45 H A (мм) з постоянные для данной марки стали и силы пропускаемого тока коэффициенты, определяемые по эталонным образцам с известной глубиной закалки.

46687

4 вергнутых химико-термической обработке, возникает необходимость проводить эту обработку (в течение 2-8 ч) либо

5 отдельно для каждой детали исполь> зуя ее в качестве испытуемого образца> и тогда время измерения определяется, временем процесса химико-термической обработки, уменьшенным на количество деталей в партии, что совершенно не реально при массовом производстве.

Предлагаемый способ позволяет осуществлять 1007-ный неразрушающий контроль глубины закаленного слоя деталей, прошедших окончательную обработку> и обеспечивает его достоверность.

1346687

Фиа1

4,4

4,2

3,8

О г з

Фиг. Я

6 7

Закаэ 5098/27 Тираж 549 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Проиэводственно-полиграфическое предприятие,г.Ужгород,ул.Проектная,4

Составитель В.Китайский Редактор Г. Волкова Техред М.Дидье Корректор М.Максимишинец

Способ определения глубины закаленного слоя стальных деталей Способ определения глубины закаленного слоя стальных деталей Способ определения глубины закаленного слоя стальных деталей Способ определения глубины закаленного слоя стальных деталей 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к термографии и позволяет более простым путем и более достоверно определять кинетические параметры реакций (энергию активации, константу скорости тепло- .выделения), протекающих в объеме сыпучих материалов, путем помещения в термостат нескольких образцов одинаковой геометрической формы, но раз личного объема, имеющих температуру окружающей среды

Изобретение относится к устройствам для испытания деталей двигателей внутреннего сгорания и компрессоров поршневого типа и предназначено для исследования и измерения нестационарных тепловых потоков при контактном теплообмене и трении контактирующих поверхностей

Изобретение относится к электротермии и предназначено для управления нагревательной методической установкой

Изобретение относится к способам эксплуатации электропечей с контролируемой атмосферой, преимущественно с электронагревателями и заземленным корпусом, Цель изобретения - повышение надежности работы электропечи за счет повышения долговечности работы нагревателей

Изобретение относится к области термической обработки, например, разнотипных сварных соединений трубопроводов

Изобретение относится к области металлургии , в частности к управлению нагревом металла, и может быть использовано в процессе нагрева заготовок в печах непрерывного действия

Изобретение относится к области программной закалки изделий преиму1 щественно в баках с водой и маслом

Изобретение относится к автоматизации металлургического производства и может использоваться для слежения за перемещением заготовок в процессе нагрева в кольцевых печах

Изобретение относится к области индукционного нагрева изделий в индукционных печах

Изобретение относится к термообработке и предназначено для контроля заданного положения изделия в индукторе

Изобретение относится к области управления индукционными установками

Изобретение относится к термической обработке металлов и предназначено для определения охлаждающей способности жидкой закалочной среды
Наверх