RU2411516C1 - Procedure for electro-magnetic check of quality of thermal treatment of ferro-magnetic items and device for its implementation - Google Patents

Procedure for electro-magnetic check of quality of thermal treatment of ferro-magnetic items and device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2411516C1
RU2411516C1 RU2009131969/28A RU2009131969A RU2411516C1 RU 2411516 C1 RU2411516 C1 RU 2411516C1 RU 2009131969/28 A RU2009131969/28 A RU 2009131969/28A RU 2009131969 A RU2009131969 A RU 2009131969A RU 2411516 C1 RU2411516 C1 RU 2411516C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rods
quality
hardness
magnetization
heat treatment
Prior art date
Application number
RU2009131969/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Эдуард Степанович Горкунов (RU)
Эдуард Степанович Горкунов
Сергей Михайлович Задворкин (RU)
Сергей Михайлович Задворкин
Владимир Федорович Кузеванов (RU)
Владимир Федорович Кузеванов
Юлий Платонович Носов (RU)
Юлий Платонович Носов
Михаил Касьянович Романов (RU)
Михаил Касьянович Романов
Original Assignee
Учреждение Российской академии наук Институт машиноведения Уральского отделения РАН (ИМАШ УрО РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Учреждение Российской академии наук Институт машиноведения Уральского отделения РАН (ИМАШ УрО РАН) filed Critical Учреждение Российской академии наук Институт машиноведения Уральского отделения РАН (ИМАШ УрО РАН)
Priority to RU2009131969/28A priority Critical patent/RU2411516C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2411516C1 publication Critical patent/RU2411516C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: procedure for electro-magnetic check of quality of thermal treatment of ferromagnetic rods consists in exposing to alternate magnetic field, in reversal magnetisation of rods in hysteresis cycle, and in determination of values of parametres required for assessment of quality of thermal treatment of rods. Set peak value of electric voltage induced in coils and hardness of rods are chosen as these parametres. Checked sections of rods enveloped with coils are exposed to effect of alternate magnetic field. Reversal magnetisation of checked sections of the rods is carried out during not less, than 10-12 hysteresis cycles. Set peak value of voltage on each coil is measured at reaching major hysteresis loop; hardness of rods as indicator of quality of their thermal treatment is found by preliminary determined correlation dependence of rod hardness and set peak values of voltage at outputs of coils. Also, here is disclosed the device for non-destructive check of quality of ferromagnetic rods thermal treatment.
EFFECT: increased accuracy, reliability and efficiency of check of rods with non-uniform characteristic of hardness along their length.
4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к неразрушающему контролю качества изделий, в частности стержней, из ферромагнитных сталей электромагнитным методом и может быть использовано для контроля качества термической обработки стержней через определение твердости последних.The invention relates to non-destructive quality control of products, in particular rods, from ferromagnetic steels by the electromagnetic method and can be used to control the quality of heat treatment of rods by determining the hardness of the latter.

Известен способ электромагнитного контроля качества термической обработки изделий из среднеуглеродистых сталей, основанный на измерении начальной магнитной проницаемости контролируемого изделия, намагничивании его постоянным магнитным полем, измерении магнитного параметра изделия с последующим определением качества термической обработки изделия по ранее измеренным начальной магнитной проницаемости и магнитному параметру, причем в качестве магнитного параметра используют обратимую магнитную проницаемость в состоянии остаточной намагниченности. При этом качество термической обработки изделий определяют по отношению обратимой проницаемости к начальной магнитной проницаемости изделия с учетом заранее выявленной корреляционной зависимости этого соотношения от температуры отпуска (Авт. свид. СССР №1578624, МПК5 G01N 27/80, опубл. 15.07.90).A known method of electromagnetic quality control of heat treatment of products from medium carbon steels, based on measuring the initial magnetic permeability of the controlled product, magnetizing it with a constant magnetic field, measuring the magnetic parameter of the product, followed by determining the quality of heat treatment of the product according to previously measured initial magnetic permeability and magnetic parameter, and in as a magnetic parameter use reversible magnetic permeability in the state of residual th magnetization. The quality of the heat treatment of products is determined by the ratio of reversible permeability to initial magnetic permeability of the product, taking into account the previously revealed correlation dependence of this ratio on tempering temperature (Auth. Certificate. USSR No. 1578624, IPC5 G01N 27/80, publ. 15.07.90).

Общим для известного и заявленного способов является намагничивание контролируемого изделия и использование заранее определенной корреляционной зависимости.Common to the known and claimed methods is the magnetization of the controlled product and the use of a predetermined correlation dependence.

Однако известный способ достаточно трудоемок и не может обеспечить высокую производительность контроля.However, the known method is quite time-consuming and cannot provide high control performance.

Наиболее близким к заявленному по технической сути является способ электромагнитного контроля качества термической обработки ферромагнитных изделий, включающий намагничивание контролируемого и образцового изделий, измерение их остаточной намагниченности и магнитной проницаемости, сравнение результатов измерения с последующим определением качества термической обработки контролируемого изделия. Перед намагничиванием изделия многократно перемагничивают переменным током до насыщения по гистерезисным циклам, намагничивание производят последней полуволной этого тока, магнитную проницаемость измеряют в переменном магнитном поле одновременно с измерением остаточной намагниченности, суммируют полученные сигналы, после чего сравнивают результаты измерения (Авт. свид. СССР №1035501, МПК5 G01N 27/82, опубл. 15.08.83).Closest to the claimed technical essence is a method of electromagnetic quality control of heat treatment of ferromagnetic products, including magnetization of the controlled and exemplary products, measurement of their residual magnetization and magnetic permeability, comparison of measurement results with subsequent determination of the quality of heat treatment of the controlled product. Before magnetization, the products are repeatedly magnetized by alternating current until saturation in hysteresis cycles, magnetization is performed by the last half-wave of this current, the magnetic permeability is measured in an alternating magnetic field simultaneously with the measurement of the residual magnetization, the received signals are summarized, and then the measurement results are compared (Auth. USSR. No. 1035501 , IPC5 G01N 27/82, publ. 15.08.83).

Общим для заявленного и известного способов является воздействие на контролируемые изделия переменным магнитным полем, перемагничивание изделий по гистерезисным циклам, определение значений необходимых параметров, по которым судят о качестве термической обработки.Common to the claimed and known methods is the impact on the controlled products with an alternating magnetic field, magnetization reversal of the products according to hysteresis cycles, determination of the values of the necessary parameters by which the quality of the heat treatment is judged.

Недостатком известного способа является сложность его реализации, снижающая надежность, достоверность, производительность контроля, а также невозможность обеспечения контроля качества стержней с неравномерной характеристикой твердости по длине стержня.The disadvantage of this method is the complexity of its implementation, which reduces the reliability, reliability, control performance, as well as the inability to ensure quality control of rods with an uneven characteristic of hardness along the length of the rod.

Известно устройство контроля качества поверхностно-упрочненного слоя изделий из ферромагнитных материалов, реализующее соответствующий способ, содержащее блок управления, источник питания, представляющий собой программируемый генератор импульсов тока, блок намагничивания, состоящий из намагничивающего соленоида с расположенным внутри него, на его оси, феррозондом-градиентометром, блок возбуждения феррозонда-градиентометра, средство измерения, вычислительный блок и индикатор (Пат. РФ №2330275, МПК G01N 27/80, опубл. 27.07.2008).A device for controlling the quality of a surface-hardened layer of products made of ferromagnetic materials that implements the corresponding method, comprising a control unit, a power supply, which is a programmable current pulse generator, magnetization unit, consisting of a magnetizing solenoid with a fluxgate gradient meter located inside it, on its axis , excitation unit of a fluxgate gradientometer, measuring instrument, computing unit and indicator (Pat. RF No. 2330275, IPC G01N 27/80, publ. 27.07.2008).

Общим для заявленного и известного устройств является наличие в них блока намагничивания и средства измерения.Common to the claimed and known devices is the presence of a magnetization unit and a measuring device in them.

К недостаткам известного устройства следует отнести сложность входящих в него блоков, обусловленную сложностью реализуемого им способа.The disadvantages of the known device include the complexity of the blocks included in it, due to the complexity of the method implemented by him.

Наиболее близким к заявленному по технической сути является устройство для электромагнитного контроля качества термической обработки ферромагнитных изделий, содержащее блок питания, блок управления, блок намагничивания, выполненный в виде последовательно соединенных конденсатора, соленоида, тиристора и диода, а также средства измерения остаточной намагниченности, магнитной проницаемости, датчик положения торца изделия, блок задержки сигналов, сумматор и индикатор (Авт. свид. СССР №1035501, МПК5 G01N 27/82, опубл. 15.08.83). Средство измерения остаточной намагниченности выполнено в виде феррозонда, расположенного на магнитопроводе, размещенного у торца соленоида. Средство измерения магнитной проницаемости выполнено в виде коаксиальных с соленоидом возбуждающей и измерительной обмоток.Closest to the claimed technical essence is a device for electromagnetic quality control of heat treatment of ferromagnetic products, containing a power supply, a control unit, a magnetization unit, made in the form of series-connected capacitor, solenoid, thyristor and diode, as well as a means of measuring residual magnetization, magnetic permeability , position sensor of the end face of the product, signal delay unit, adder and indicator (Aut. St. USSR No. 1035501, IPC5 G01N 27/82, publ. 08/15/83). The tool for measuring the residual magnetization is made in the form of a flux gate located on the magnetic circuit, located at the end of the solenoid. The means of measuring the magnetic permeability is made in the form of exciting and measuring windings coaxial with the solenoid.

Общим для заявленного и известного устройств является наличие в них блока намагничивания и средства измерения.Common to the claimed and known devices is the presence of a magnetization unit and a measuring device in them.

К недостаткам известного устройства следует отнести его сложность, обусловленную наличием в нем большого количества технических средств (конденсатор, соленоид, тиристор, диод, датчик положения торца изделия, а также средства измерения остаточной намагниченности, магнитной проницаемости, блок задержки сигналов, сумматор и индикатор), снижающих, в конечном счете, его точность, надежность, достоверность и производительность контроля. Кроме того, известное устройство не может обеспечить контроль стержней с требуемой неравномерной характеристикой твердости по длине стержня.The disadvantages of the known device include its complexity due to the presence of a large number of technical means (capacitor, solenoid, thyristor, diode, position sensor of the end face of the product, as well as means for measuring the residual magnetization, magnetic permeability, signal delay unit, adder and indicator), ultimately reducing its accuracy, reliability, reliability and control performance. In addition, the known device cannot provide control rods with the desired uneven characteristic of hardness along the length of the rod.

Техническая задача данной группы изобретений состоит в упрощении способа контроля качества термической обработки ферромагнитных изделий и устройства, реализующего этот способ, обеспечении возможности повышения точности, достоверности и производительности контроля, а также возможности контроля стержней с требуемой неравномерной характеристикой твердости по длине стержня.The technical task of this group of inventions is to simplify the method of controlling the quality of heat treatment of ferromagnetic products and the device that implements this method, providing the possibility of increasing the accuracy, reliability and performance of the control, as well as the ability to control rods with the required uneven hardness characteristic along the length of the rod.

Поставленная задача решается тем, что в способе электромагнитного контроля качества термической обработки ферромагнитных изделий, в частности стержней, включающем воздействие переменным магнитным полем на стержни, их перемагничивание по гистерезисным циклам и определение значений необходимых параметров, по которым судят о качестве термической обработки изделий, в качестве параметров, по которым судят о качестве термической обработки изделий, выбирают установившееся пиковое значение электрического напряжения, наведенного в катушках индуктивности, и твердость стержней. Воздействию переменным магнитным полем подвергают контролируемые участки стержней, охваченные катушками индуктивности. Перемагничивание контролируемых участков стержней ведут в течение не менее 10-12 гистерезисных циклов и при выходе на предельную петлю гистерезиса измеряют установившееся при этом пиковое значение напряжения на каждой катушке индуктивности и по заранее определенной корреляционной зависимости установившегося пикового напряжения и твердости находят твердость ферромагнитных стержней, по которой судят о качестве их термической обработки. Устройство неразрушающего контроля качества термической обработки ферромагнитных изделий, реализующее заявленный способ, включает в себя блок намагничивания с катушкой намагничивания, средство измерения и коммутатор. Блок намагничивания содержит магнитопровод, несущий катушку намагничивания, и катушки индуктивности. Магнитопровод выполнен в виде соединенных между собой стоек, имеющих выступы и пазы, причем выступы одной стойки входят в пазы другой. На выступах магнитопровода, внутри пазов, установлены катушки индуктивности, в выступах стоек магнитопровода, соосно с отверстиями катушек индуктивности, выполнены сквозные отверстия для установки контролируемых стержней. Сечение магнитопровода, во всех его выступах, не менее чем в 20 раз превышает суммарное сечение стержня на всех участках контроля: Sм>20 Σ Si, где i - индекс суммирования участков контроля. В качестве средства измерения взят вольтметр пикового напряжения, к которому через коммутатор подключены выходы катушек индуктивности. Катушка намагничивания может быть выполнена разъемной. Один из выступов магнитопровода снабжен ферромагнитным подпятником, обеспечивающим контакт магнитопровода с торцом стержня по всей его площади.The problem is solved in that in the method of electromagnetic quality control of heat treatment of ferromagnetic products, in particular rods, including the influence of an alternating magnetic field on the rods, their magnetization reversal by hysteresis cycles and determining the values of the necessary parameters by which the quality of the heat treatment of the products is judged as parameters used to judge the quality of heat treatment of products, choose the steady-state peak value of the voltage induced in the coil x inductance, and hardness of the rods. Controlled sections of the rods covered by inductors are exposed to an alternating magnetic field. The magnetization reversal of the controlled sections of the rods is carried out for at least 10-12 hysteresis cycles and, upon reaching the limit hysteresis loop, the steady-state peak voltage value of each inductor is measured, and the hardness of the ferromagnetic rods is found from the predetermined correlation dependence of the steady-state peak voltage and hardness, according to which judge the quality of their heat treatment. A non-destructive quality control device for heat treatment of ferromagnetic products that implements the claimed method includes a magnetization unit with a magnetization coil, a measuring tool and a switch. The magnetization unit contains a magnetic circuit carrying a magnetization coil, and an inductor. The magnetic circuit is made in the form of interconnected racks having protrusions and grooves, and the protrusions of one rack are in the grooves of another. On the protrusions of the magnetic circuit, inside the grooves, inductors are installed, in the protrusions of the racks of the magnetic circuit, coaxially with the holes of the inductors, through holes are made for the installation of controlled rods. The cross section of the magnetic circuit, in all its protrusions, is no less than 20 times the total cross section of the rod in all control areas: S m > 20 Σ S i , where i is the summation index of the control areas. The peak voltage voltmeter, to which the outputs of the inductance coils are connected through the switch, was taken as a means of measurement. The magnetization coil can be made detachable. One of the protrusions of the magnetic circuit is equipped with a ferromagnetic thrust bearing, which provides contact of the magnetic circuit with the end of the rod over its entire area.

Принцип работы способа и устройства поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен один из вариантов схемы устройства, реализующего заявленный способ; на фиг.2 - пример корреляционной зависимости установившегося пикового значения напряжения на выходе индукционной катушки от твердости термообработанных стержней из стали У8А; на фиг.3 - корреляционная зависимость показаний вольтметра пиковых напряжений от твердости стержней из стали У8А, не прошедших термообработку.The principle of operation of the method and device is illustrated by drawings, where figure 1 shows one of the variants of the circuit device that implements the claimed method; figure 2 is an example of the correlation dependence of the steady-state peak value of the voltage at the output of the induction coil on the hardness of heat-treated rods of steel U8A; figure 3 - correlation dependence of the readings of the voltmeter peak stresses on the hardness of the rods of steel U8A, not past heat treatment.

Устройство неразрушающего контроля качества термической обработки ферромагнитных стержней содержит блок 1 намагничивания, вольтметр 2 для измерения установившегося пикового значения напряжения, коммутатор 3 и блок 4 питания, который представляет собой стабилизированный источник переменного тока. Блок 1 намагничивания содержит магнитопровод, выполненный в виде соединенных между собой стоек 5, 6, имеющих выступы 7 и пазы 8. Выступы одной стойки входят в пазы другой. На магнитопроводе, вблизи места соединения стоек 5, 6, размещена катушка 9 намагничивания, которая может быть разъемной. На выступах 7 стоек магнитопровода, внутри пазов 8, установлены катушки 10 индуктивности и выполнены сквозные отверстия - гнезда для установки в них контролируемых стержней 11 соосно с катушками 10. Сечение магнитопровода, во всех его выступах, не менее чем в 20 раз превышает суммарное сечение стержня на всех участках контроля: Sм>20 Σ S, где i - индекс суммирования участков контроля. Один из выступов 7 снабжен ферромагнитным цилиндрическим подпятником 12, обеспечивающим контакт магнитопровода с торцом стержня 11 по всей его площади. Катушка 9 намагничивания блока 1 подключена к блоку 4 питания, а катушки 10 индуктивности через коммутатор 3-е вольтметром 2 установившегося пикового напряжения. По заранее определенной корреляционной зависимости установившегося пикового напряжения, с одной стороны, и твердости, с другой стороны, например по графику на фиг.2, определяют величину твердости ферромагнитного стержня, прошедшего термическую обработку.A non-destructive quality control device for heat treatment of ferromagnetic rods comprises a magnetization unit 1, a voltmeter 2 for measuring the steady-state peak voltage value, a switch 3 and a power unit 4, which is a stabilized AC source. Block 1 magnetization contains a magnetic circuit made in the form of interconnected racks 5, 6, having protrusions 7 and grooves 8. The protrusions of one rack are in the grooves of another. On the magnetic circuit, near the junction of the racks 5, 6, there is a magnetization coil 9, which can be detachable. On the protrusions 7 of the racks of the magnetic circuit, inside the grooves 8, inductors 10 are installed and through holes are made - sockets for installing the monitored rods 11 coaxially with the coils 10. The cross section of the magnetic circuit, in all its protrusions, is at least 20 times the total cross section of the rod at all control sites: S m > 20 Σ S, where i is the summation index of the control sites. One of the protrusions 7 is equipped with a ferromagnetic cylindrical thrust bearing 12, providing contact of the magnetic circuit with the end face of the rod 11 over its entire area. The magnetization coil 9 of unit 1 is connected to the power unit 4, and the inductance coils 10 through the 3rd switch with a steady-state peak voltage voltmeter 2. From a predetermined correlation dependence of the steady-state peak voltage, on the one hand, and hardness, on the other hand, for example, according to the graph in FIG. 2, the hardness of a ferromagnetic rod that has undergone heat treatment is determined.

Способ осуществляется следующим образом. В блок 1 намагничивания (фиг.1) через катушку 9 подают стабилизированный переменный ток, при этом создается магнитное поле. Контролируемый стержень 11 устанавливают в гнезда, выполненные в выступах 7 магнитопровода. Наличие подпятника 12 способствует уменьшению магнитного сопротивления цепи магнитопровод - стержень" и единообразному положению стержня в магнитопроводе, обеспечивая тем самым достоверный контроль твердости торцевой части стержня 11. Магнитодвижущая сила катушки 9 намагничивания создает в магнитопроводе и контролируемых участках стержня 11, охваченных катушками 10, установленными в пазах 8 магнитопровода, переменный магнитный поток. Магнитный поток индуцирует переменное электрическое напряжение в катушках 10 индуктивности, которое с помощью коммутатора 3 подается на вход вольтметра 2 пиковых значений. Перемагничивание контролируемых участков стержней ведут в течение не менее 10-12 гистерезисных циклов и при выходе на предельную петлю гистерезиса измеряют установившееся при этом уже пиковое значение напряжения на каждой катушке индуктивности.The method is as follows. In the magnetization unit 1 (Fig. 1), a stabilized alternating current is supplied through the coil 9, and a magnetic field is created. The controlled rod 11 is installed in sockets made in the protrusions 7 of the magnetic circuit. The presence of the thrust bearing 12 helps to reduce the magnetic resistance of the magnetic circuit - rod "circuit and the uniform position of the rod in the magnetic circuit, thereby ensuring reliable control of the hardness of the end part of the rod 11. The magnetomotive force of the magnetization coil 9 creates in the magnetic circuit and in the controlled sections of the rod 11 covered by coils 10 installed in grooves 8 of the magnetic circuit, variable magnetic flux. The magnetic flux induces an alternating voltage in the inductors 10, which the peak of the voltmeter 2 is fed to the input of the voltmeter 2. The magnetization reversal of the monitored sections of the rods is carried out for at least 10-12 hysteresis cycles and, when the hysteresis loop reaches the limit loop, the steady-state peak voltage value for each inductor is measured.

Для измерения пикового значения напряжения могут быть использованы электроизмерительные приборы повышенного класса точности. По заранее определенной корреляционной зависимости установившегося пикового значения напряжения и твердости, например по графику (фиг.2), справедливому для стержней, изготовленных из стали У8А, находят величину твердости, по которой судят о качестве термообработки. Стержни, твердость которых на участках закалки была за пределами заданного интервала, отбраковывались.To measure the peak value of the voltage can be used electrical measuring instruments of high accuracy class. According to a predetermined correlation dependence of the steady-state peak value of stress and hardness, for example, according to the graph (Fig. 2), which is true for rods made of U8A steel, the value of hardness is found by which the quality of heat treatment is judged. Rods whose hardness in the hardening areas was outside the specified interval were rejected.

Заявленные способ и устройство электромагнитного контроля качества термической обработки ферромагнитных изделий прошли экспериментальные испытания. Испытания проводились на стержнях, выполненных из стали У8А, один из концов которых был подвергнут закалке от температуры 850°С и отпуску в течение 3 часов при 150°С. Качество термообработки стержней определялось величиной твердости по Виккерсу. Отбраковку стержней проводили, если их твердость на участке 1,5 мм от закаленного торца не укладывалась в интервал 825-980 HV, а на следующем участке длиной 2 мм твердость была менее 344 HV (фиг.3).The claimed method and device for electromagnetic quality control of heat treatment of ferromagnetic products have passed experimental tests. The tests were carried out on rods made of U8A steel, one of the ends of which was quenched from a temperature of 850 ° C and tempered for 3 hours at 150 ° C. The quality of the heat treatment of the rods was determined by the value of the Vickers hardness. The rejection of the rods was carried out if their hardness in the area of 1.5 mm from the hardened end did not fit in the range of 825-980 HV, and in the next section of 2 mm in length the hardness was less than 344 HV (Fig. 3).

Пример 1. Длина стержня 28 мм, диаметр 1,2 мм. Закалке подвергался один из торцов стержня и прилегающий к нему участок длиной 3,25 мм при температуре 850°С и отпуску в течение 3 часов при 150°С. Величина твердости измерялась на торце, в трех точках, расположенных в зоне закалки, а также в точках, отстоящих от него на расстоянии 4.00; 5.00 и 7,5 мм. Результаты замеров равнялись: на закаленном торце и в трех близлежащих точках твердость составила 927 - 874 HV, что соответствует 4.00±0,89 мВ установившегося пикового напряжения на выходах катушек индуктивности. В остальных точках замера твердость составила соответственно 401, 447 и 524 HV, а установившееся пиковое напряжение на выходах катушек индуктивности - соответственно 10,5; 11,7 и 12,8 мВ. Стержень соответствует требуемому качеству термообработки.Example 1. The length of the rod 28 mm, a diameter of 1.2 mm One of the ends of the rod and the adjacent section of 3.25 mm length at 850 ° C and tempering for 3 hours at 150 ° C were quenched. The value of hardness was measured at the end, at three points located in the hardening zone, as well as at points distant from it at a distance of 4.00; 5.00 and 7.5 mm. The measurement results were equal: at the hardened end and at three nearby points, the hardness was 927 - 874 HV, which corresponds to 4.00 ± 0.89 mV of the steady-state peak voltage at the outputs of the inductors. At the remaining measurement points, the hardness was 401, 447, and 524 HV, respectively, and the steady-state peak voltage at the outputs of the inductors was 10.5, respectively; 11.7 and 12.8 mV. The rod corresponds to the required quality of heat treatment.

Пример 2. Параметры стержня, режимы закалки и отпуска, точки замера те же, что и в примере 1. Результаты замеров равнялись: на закаленном торце и трех близлежащих от него точках твердость составляла 857±20 HV, значение установившегося пикового напряжения - 4,5±0,95 мВ в точках, расположенных на расстоянии 4,25; 5,5 и 6,5 мм твердость составляла соответственно 447, 466 и 575 HV, а пиковое напряжение - 11,7; 11,9 и 13,9 мВ (фиг.3). Стержень соответствует требуемому качеству термообработки.Example 2. The parameters of the rod, the hardening and tempering modes, the measuring points are the same as in example 1. The measurement results were equal: on the hardened end and three points adjacent to it, the hardness was 857 ± 20 HV, the value of the steady-state peak voltage was 4.5 ± 0.95 mV at points located at a distance of 4.25; 5.5 and 6.5 mm hardness was 447, 466 and 575 HV, respectively, and the peak voltage was 11.7; 11.9 and 13.9 mV (FIG. 3). The rod corresponds to the required quality of heat treatment.

Как видно из приведенных примеров, заявленные способ и устройство электромагнитного контроля качества термической обработки ферромагнитных стержней позволяют осуществлять контроль стержней с требуемой неравномерной характеристикой твердости по длине стержня.As can be seen from the above examples, the claimed method and device of electromagnetic quality control of heat treatment of ferromagnetic rods allow the control of rods with the required uneven hardness characteristic along the length of the rod.

Как показали испытания, заявленный способ позволяет обеспечить производительность контроля не менее 120 стержней в час.As tests have shown, the claimed method allows to provide control performance of at least 120 rods per hour.

Таким образом, предложенные способ электромагнитного контроля качества термической обработки ферромагнитных изделий и устройство для его осуществления обладают рядом преимуществ в сравнении с описанными аналогами.Thus, the proposed method of electromagnetic quality control of heat treatment of ferromagnetic products and a device for its implementation have several advantages in comparison with the described analogues.

1. Перемагничивание контролируемых участков стержня под воздействием приложенного магнитного переменного поля по гистерезисным циклам в одной серии циклов в процессе размагничивания и измерения установившегося пикового значения напряжения, сокращает продолжительность контроля за счет одновременного перемагничивания, намагничивания стержня для измерения и собственно самого измерения.1. Magnetization reversal of controlled sections of the rod under the influence of an applied magnetic alternating field in hysteresis cycles in one series of cycles during demagnetization and measurement of the steady-state peak voltage value, reduces the monitoring time due to the simultaneous magnetization reversal, magnetization of the measurement rod and the measurement itself.

2. Конструктивное исполнение блока намагничивания обеспечивает перемагничивание контролируемых стержней по предельным гистерезисным циклам, позволяет выборочно определять участки намагничивания и контроля величины твердости по длине стержня, создавая идентичные условия намагничивания всех контролируемых участков стержня, что повышает достоверность контроля.2. The design of the magnetization unit provides the magnetization reversal of the controlled rods according to the limit hysteresis cycles, allows you to selectively select the magnetization and hardness control sections along the length of the rod, creating identical magnetization conditions for all the controlled sections of the rod, which increases the reliability of the control.

3. Для уменьшения магнитного сопротивления в цепи "магнитопровод - стержень" один из выступов магнитопровода снабжен ферромагнитным подпятником, который задает также единообразное положение стержня в магнитопроводе.3. To reduce the magnetic resistance in the circuit "magnetic circuit - rod" one of the protrusions of the magnetic circuit is equipped with a ferromagnetic thrust bearing, which also sets the uniform position of the rod in the magnetic circuit.

Claims (4)

1. Способ электромагнитного контроля качества термической обработки ферромагнитных изделий, включающий воздействие переменным магнитным полем на изделия, их перемагничивание по гистерезисным циклам, определение значений необходимых параметров, по которым судят о качестве термической обработки изделий, отличающийся тем, что в качестве параметров, по которым судят о качестве термической обработки изделий, в частности стержней, выбирают установившееся пиковое значение электрического напряжения, наведенного в катушках индуктивности, и твердость стержней, воздействию переменным магнитным полем подвергают контролируемые участки стержней, охваченные катушками индуктивности, перемагничивание контролируемых участков стержней ведут в течение не менее 10-12 гистерезисных циклов, при выходе на предельную петлю гистерезиса измеряют установившееся при этом пиковое значение напряжения на выходе каждой катушки индуктивности и по заранее определенной корреляционной зависимости установившегося пикового значения напряжения и твердости находят твердость стержней, по которой судят о качестве их термической обработки.1. The method of electromagnetic quality control of heat treatment of ferromagnetic products, including exposure to an alternating magnetic field on the product, their magnetization reversal by hysteresis cycles, determining the values of the necessary parameters, which are used to judge the quality of heat treatment of products, characterized in that as the parameters by which they are judged about the quality of heat treatment of products, in particular rods, choose the steady-state peak value of the electric voltage induced in the inductors, and the hardness of the rods, the controlled sections of the rods covered by inductors are exposed to an alternating magnetic field, the magnetization reversal of the controlled sections of the rods is carried out for at least 10-12 hysteresis cycles, when reaching the limit hysteresis loop, the steady-state peak voltage value at the output of each inductor is measured and from a predetermined correlation dependence of the steady-state peak value of voltage and hardness, the hardness of the rods is found, according to which fish about the quality of their heat treatment. 2. Устройство электромагнитного контроля качества термической обработки ферромагнитных изделий, включающее блок намагничивания с катушкой намагничивания и средство измерения, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит коммутатор, в блоке намагничивания оно дополнительно содержит магнитопровод и катушки индуктивности, магнитопровод, несущий катушку намагничивания, выполнен в виде соединенных между собой стоек, имеющих выступы и пазы, причем выступы одной стойки входят в пазы другой, на выступах магнитопровода, внутри пазов, установлены катушки индуктивности, в выступах стоек магнитопровода, соосно с отверстиями катушек индуктивности, выполнены сквозные отверстия для установки контролируемых стержней, сечение магнитопровода, во всех его выступах, не менее чем в 20 раз превышает суммарное сечение стержня на всех участках контроля: Sм>20 Σ Si, где i - индекс суммирования участков контроля, а в качестве средства измерения взят вольтметр пикового напряжения, к которому через коммутатор подключены выходы катушек индуктивности.2. The device of electromagnetic quality control of heat treatment of ferromagnetic products, including a magnetization unit with a magnetization coil and a measuring device, characterized in that it further comprises a switch, in the magnetization unit it further comprises a magnetic circuit and inductors, a magnetic circuit carrying a magnetization coil is made in the form interconnected racks having protrusions and grooves, and the protrusions of one rack are in the grooves of the other, on the protrusions of the magnetic circuit, inside the grooves, mouth Credited inductors in projections rack yoke coaxially with holes inductors, through holes for installing controlled rods yoke section in all its protrusions, not less than 20 times the total cross section of the rod at all control sites: S m> 20 Σ S i , where i is the summation index of the control sections, and the peak voltage voltmeter, to which the outputs of the inductors are connected through the switch, is taken as a means of measurement. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что катушка намагничивания может быть выполнена разъемной.3. The device according to claim 2, characterized in that the magnetization coil can be made detachable. 4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что один из выступов магнитопровода снабжен ферромагнитным подпятником. 4. The device according to claim 3, characterized in that one of the protrusions of the magnetic circuit is provided with a ferromagnetic thrust bearing.
RU2009131969/28A 2009-08-24 2009-08-24 Procedure for electro-magnetic check of quality of thermal treatment of ferro-magnetic items and device for its implementation RU2411516C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009131969/28A RU2411516C1 (en) 2009-08-24 2009-08-24 Procedure for electro-magnetic check of quality of thermal treatment of ferro-magnetic items and device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2009131969/28A RU2411516C1 (en) 2009-08-24 2009-08-24 Procedure for electro-magnetic check of quality of thermal treatment of ferro-magnetic items and device for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2411516C1 true RU2411516C1 (en) 2011-02-10

Family

ID=46309358

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009131969/28A RU2411516C1 (en) 2009-08-24 2009-08-24 Procedure for electro-magnetic check of quality of thermal treatment of ferro-magnetic items and device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2411516C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2782884C1 (en) * 2022-04-12 2022-11-07 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики металлов имени М.Н. Михеева Уральского отделения Российской академии наук (ИФМ УрО РАН) Method for selective control of the depth and quality of surface hardening of products from ferromagnetic materials

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2782884C1 (en) * 2022-04-12 2022-11-07 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики металлов имени М.Н. Михеева Уральского отделения Российской академии наук (ИФМ УрО РАН) Method for selective control of the depth and quality of surface hardening of products from ferromagnetic materials

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101941241B1 (en) Electromagnetic sensor and calibration thereof
CN101246143B (en) Device for measuring ferromagnetic material internal stress by impulse electromagnetic field
CN103238064B (en) Depth of quenching assay method and depth of quenching determinator
Wilson et al. Magneto-acoustic emission and magnetic Barkhausen emission for case depth measurement in En36 gear steel
CN201173910Y (en) Device for utilizing pulse electromagnetic field for measuring ferromagnetic material inner stress
Takahashi et al. Comparison of magnetic nondestructive methods applied for inspection of steel degradation
Moorthy Important factors influencing the magnetic Barkhausen noise profile
JP5648663B2 (en) Hardened hardened layer thickness inspection device and nickel plating film thickness inspection device
Kostin et al. On new possibilities for making local measurements of the coercive force of ferromagnetic objects
RU2411516C1 (en) Procedure for electro-magnetic check of quality of thermal treatment of ferro-magnetic items and device for its implementation
JP2002014081A (en) Method and device for measuring hardness penetration
Roy et al. An electromagnetic sensing device for microstructural phase determination of steels through non-destructive evaluation
Artetxe et al. A new technique to obtain an equivalent indirect hysteresis loop from the distortion of the voltage measured in the excitation coil
Ibragimov et al. Measuring stresses in welded joints by the remagnetisation loss method
Kostin et al. Measurements of relative magnetic parameters of materials in tested components incorporated in closed circuits
RU2592727C1 (en) Method to determine relative magnetic permeability of ferromagnetic components
Artetxe et al. Improvement in the Equivalent Indirect Hysteresis Cycles Obtained From the Distortion of the Voltage Measured in the Excitation Coil
JPH09257752A (en) Apparatus for detecting transformation point of member to be heated by high frequency induction heating and tempering apparatus
RU2782884C1 (en) Method for selective control of the depth and quality of surface hardening of products from ferromagnetic materials
Bida The effect of a gap between the poles of an attachable electromagnet and a tested component on coercimeter readings and methods for decreasing it
RU2376592C1 (en) Method of pulsed magnetic controlling temperature of drawing objects from medium carbon steel
UA154135U (en) THE METHOD OF DETERMINING THE MAGNETIC AND MECHANICAL CHARACTERISTICS OF FERROMAGNETIC MATERIALS AND MONITORING THE TECHNICAL CONDITION OF STRUCTURES
Maciakowski et al. Measurements of the mechanical Barkhausen noise in ferromagnetic steels
OKA et al. Examination of the inductance method for non-destructive testing in structural metallic material by means of the pancake-type coil
Shanaurin et al. SM-401 magnetic structuroscope

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20140825