Способ электромагнитного контроля механических свойств движущихся ферромагнитных изделий

 

Изобретение относится к неразрушающему контролю механических свойств движущихся ферромагнитных изделий. Цель изобретения - повышение точности контроля. При перемещении контролируемого изделия непосредственно после его намагничивания осуществляют частичное размагничивание в однородном магнитном поле. Величину размагничивающего поля H<SB POS="POST">P</SB> выбирают из условия H<SB POS="POST">C</SB>*98H<SB POS="POST">P</SB>*98H<SB POS="POST">R</SB>, где H<SB POS="POST">C</SB> -коэрцитивная сила

H<SB POS="POST">R</SB> - релаксационная коэрцитивная сила. В зависимости от геометрических параметров и механических свойств контролируемого изделия в указанном диапазоне размагничивающих полей можно найти такую величину H<SB POS="POST">P</SB>, при которой величина магнитной индукции не зависит от геометрических параметров контролируемого изделия. Поэтому размагничивание контролируемого изделия полем H<SB POS="POST">P</SB> позволяет исключить влияние геометрических размеров изделия на величину выходного сигнала, зависящую от величины остаточной магнитной индукции. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Ä;SUÄÄ1516941 (51) 4 G 01 N 27/80

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHHM

ПРИ ГКНТ СССР

4 (21) 4381093/25-28 (22) 17.02.88 (46) 23.10.89. Бюл. У 39 (72) В.Е.Болотов, А.И.Ульянов, В.С.Антонов и А.В.Загайнов (53) 620 ° 179.14 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 1078310, кл. С 01 N 27/90, 1984 °

Авторское свидетельство СССР

У 1073690, кл. G 01 N 27/90, 1984. (54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО КОНТРОЛЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ДВИЖУ1!1К<СЯ

ФЕРРОМАГНИТНЫХ ИЗДЕЛИЙ (57) Изобретение относится к неразрушающему контролю механических свойств движущихся ферромагнитных изделий, Цель изобретения — повьппение точности контроля. При перемещении контролируемого изделия непосредственно после его намагничивания осуществляИзобретение относится к неразрушающему контролю механических свойств изделий из ферромагнитных материалов и может быть использовано в машиностроительной промьппленности для структуроскопии изделий стержневой фо pMbl e

Целью изобретения является повышение точности контроля эа счет отстройки от влияния размеров изделия на результаты контроля.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства для реализации способа; на фиг. 2 — магнитное состояние ферромагнитного вещества после размагничивания; на фиг. 3 - зависимости остаточной индукции после час2 ют частичное размагничивание в однородном магнитном поле. Величину размагничивающего поля Н выбирают из условия Н (H < Н, где Н, — козрцитивная сила; Н „- релаксационная ко эрцитивная сила. В зависимости от геометрических параметров и механических свойств контролируемого изделия в указанном диапазоне оазмагничивающих полей можно найти такую величину Н, при которой величина магнитной индукции не зависит от геометрических параметров контролируемого изделия. Поэтому размагничивание контролируемого изделия полем Н позволяет исключить влияние геометрических размеров изделия на величину выходного сигнала, зависящую от величины остаточной магнитной индукции.

4 ип. тичного размагничивания от поля размагничивания В (Н ) для двух образцов стали 50 различной длины; на фиг. 4 — зависимости В (Н ) для двух образцов с различным структурным сос- тоянием.

Устройство для реализации способа содержит лоток 1, в который поступает контролируемое изделие 2. Вдоль лотка 1 по ходу движения изделия 2 расположены намагничивающий соленоид

3, размагничивающий соленоид 4, соединенные с источниками питания (не показаны), и последовательно соединенные измерительная катушка 5, блок

6 интегрирования и блок 7 регистрации е

1516941

50

Способ реализуется следующим образом.

Изделие 2 (например, в форме стержня) в процессе движения по лотку 1 намагничивают в соленоиде 3 до состояния насыщЕния.. Далее по ходу движения изделие 2 попадает в размагничивающий соленоид 4, где постоянным магнитным полем обратной полярности оно частично размагничивается. В области за размапничивающим полем, где происходит релаксация индукции, изделие пролетает измерительную катушку

5, в ней индуцируется электрический сигнал, который после интегрирования в блоке 6 подается на блок 7 регистрации. По величине выходного сигнала судят о механических свойствах изделия.

Физическую сущность этого явления поясняет фиг. 2, на которой представ лена нисходящая часть петли гестере,зиса в координатах индукция  — внутреннее поле Н .. Пусть из этого мате1 риала сделаны два стержневых образца оДинакового сечения, но разной длины, один из которых (более длинный) характеризуется размагничивающим фактором, пропорциональным tgc(>, а второй

tg ca (тангенсы угла наклона прямых аЬ и а Ь соответственно).

Размагничивание образцов во внешнем поле Н (Н с (Н с — коэрцитивная р1 сила) приводит образцы в состояние, характеризующееся неодинаковыми значениями В,>, и В,1 (фиг. 2) . Аналогичная картина наблюдается и при размагничивании образцов во внешних полях

Н Н где Н вЂ” релаксационная кор2 г г эрцитивная сила образца. Если внешнее размагничивающее поле Н r Н p) Нс

ro всегда можно найти такое значение

Н = Нр после включения которого р р>

В с>, = Б > = В (фиг ° 2), т.е. значение В при данном внешнем размагничивающем поле Н становится независимым от длины об раз ца.

На фпг. 3 приведены экспериментальные зависимости В, (Н ) для образцов стали 50 в форме стержня диаметром 8 и длиной 25 (кривая 8) и 20 (кривая 9) MM При Н = 12,5 А/см значения Б для этих образцов совпадают.

Б основе контроля качества термообработки сталей лежит взаимосвязь между магнитными и прочностными характеристиками. Б связи с этим представляет интерес исследование влияния длины íà В> образцов, имеющих различное структурное состояние. Опыт показывает, что поле Нр, в котором В, перестает зависеть от длины, для образцов стали с различной твердостью оказывается разным, Это вносит определенные ограничения в использование способа контроля, когда геометрические параметры изделий изменяются. Однако способ может быть эффективно реализован в случае, когда размеры изделий изменяются в пределах допуска °

На фиг. 4 представлены зависимости Вд(Н р) для двух образцов с различной твердостью (кривые 10 и 11) .

Пусть для образцов с низкой твердостью В перестает зависеть от размера в поле Н р,, а для образца с высокой твердостью — в поле Н . Предположим что контроль изделий проводится в размагничивающем поле Н = Н " = р р (Н, + Н )/2.

Пусть разброс в измеренных значениях В „(Н p = О) за счет изменения размеров изделий в пределах допуска составляет + I. Этому значению д> в поле Н соответствует меньший разH Н брос, а именно 8 = д --- †-- -. Пор 7. скольку для целей контроля интерес представляет разница в измеренных значениях В„или В, которая по мере увеличения размагничивающего поля практически мало изменяется (dB „ =

- dB,ôèã. 4), влияние непостоянства размеров изделий на контролируемую характеристику существенно снижается.

Пример. Пусть требуется отбраковать изделия в форме цилиндра

Ф8 и длиной 20 0>2 мм из стали 50 после закалки и отпуска, твердость которых лежит вне интервала 42

46 ед, HRC, Значения В, соответствующие граничным значейиям твердости

Ф равны 920 и 850 ед. соответственно.

Разброс В за счет изменения размеров изделий в пределах допуска d -- 9,0 ед., что по отношению к DB„ = dB с,= 70 cocd тавляет — — — = 137,, После размаг Вг ничивания изделий в поле Н р =

12,6 Л/см (при этом поле Н р,= 11,9, а Нр>= 13,3 А/см) d = 0,5, что сосср( тавляет — — — " IX от измеряемого инйВ 1 т-pBmia Bd

5 151

Таким образом ослабляется влияние на результаты контроля структурного состояния иэделий, вариаций размеров изделий в пределах допуска, и для из делий данного типоразмера можно подобрать такие величины размагничивающего поля, при которых значение В практически не зависит от вариаций размеров изделий в пределах допуска, а определяется лишь структурным состоянием изделий.

Формула изобретения

Способ электромагнитного контроля механических свойств движущихся ферромагнитных изделий, заключающийся

6941 6 в том, что контролируемое иэделие в процессе движения намагничивают, преобразуют с IIOMOEblO H3Me HTe Hoi KB

5 тушки изменение магнитной индукции в электрический сигнал, интегрируют его и результат интегрирования используют для определения механических свойств изделня, о т л и ч а ю щ и i» с я тем, что, с целью повышения точности контроля, движущееся изделие непосредственно после намагничивания частично размагничивают в однородном магнитном поле Нр, величину которого

15 выбирают из условия Н (H H „, где

Н, — коэрцитивная сила, Н вЂ” релаксационная коэрцитивная сила.

1516941

2 б о

Ржз

10 12 Hp, A cn

"P) р фиВ.Ч нр, Составитель В.Крапивин

Редыктор Н.Бобкова . Техред А.Кравчук Корректор Н. Кароль

Заказ 6385/47 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101