SU1008278A1 - Multiposition sensor for actively controlling processes of casehardening of metals and alloys - Google Patents

Multiposition sensor for actively controlling processes of casehardening of metals and alloys Download PDF

Info

Publication number
SU1008278A1
SU1008278A1 SU813357098A SU3357098A SU1008278A1 SU 1008278 A1 SU1008278 A1 SU 1008278A1 SU 813357098 A SU813357098 A SU 813357098A SU 3357098 A SU3357098 A SU 3357098A SU 1008278 A1 SU1008278 A1 SU 1008278A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
sensor
active part
electrodes
active
alloys
Prior art date
Application number
SU813357098A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Иванович Трайденков
Original Assignee
Предприятие П/Я Г-4347
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 Предприятие П/Я Г-4347 filed Critical Предприятие П/Я Г-4347
Priority to SU813357098A priority Critical patent/SU1008278A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1008278A1 publication Critical patent/SU1008278A1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C8/00Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals
    • C23C8/06Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases
    • C23C8/08Solid state diffusion of only non-metal elements into metallic material surfaces; Chemical surface treatment of metallic material by reaction of the surface with a reactive gas, leaving reaction products of surface material in the coating, e.g. conversion coatings, passivation of metals using gases only one element being applied
    • C23C8/20Carburising

Abstract

1. МНОГОПОЗИЦИОННЫЙ ДАТЧИК ДЛЯ АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССОВ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОГО .УПРОЧНЕНИЯ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ, «Содержащий корпус с крышкой, токосъем- ные электроды и активную часть датчика, о т л и„ч а ю ш и и с   тем, что, с целью увеличени  точности и надежности , он дополнительно содержит направл ющие втулки, вьшолненные из жаростойкого диэлектрика и охватывающие токосп мные электроды, причем токо-съемные электроды упираютс  своими нижними заостренными концами в активную часть датчика так, что центральный электрод контакти|зует с поверхностью активной части датчика а боковые электроды , расположённые симметрично по диаметру относительно центрального электрода, контактируют соответственно с гнездами активной части датчика, расположенными; в зоне упрочнени  на раз- ней глубине., 2i Датчик по п. 1 о т л и ч а ю щ и и с   тем, что активна  часть его (Л вьтолнена в виде диска из того же материала , что и обрабатываемые детали.1. MULTI-POSITION SENSOR FOR ACTIVE CONTROL OF THE CHEMICAL-THERMAL. STRENGTHENING METALS AND ALLOYS PROCESSES, “Containing a case with a lid, current-collecting electrodes and the active part of the sensor, so that it is increase accuracy and reliability, it additionally contains guide sleeves, made of heat-resistant dielectric and covering electrospace electrodes, with the current-removable electrodes resting their lower pointed ends on the active part of the sensor so that the central electrode contacts with the surface of the active part of the sensor and the side electrodes, located symmetrically in diameter relative to the central electrode, are in contact with the sockets of the active part of the sensor, respectively; in the zone of hardening at different depths., 2i The sensor according to claim 1, which means that its part is active (L is made in the form of a disk made of the same material as the workpiece.

Description

изобретение огносигс  к химикотермической обработке, в частности к устройствэм активных методов контрол  процессов химико-термического упрочнени  металлов и сплавов с помощью спе- щшльных датчиков. Извес :Н цатчик термоЭДС, цл  конт рол  процесса газовой цементации. Указанный датчик представл ет собой желез медный термоэлемент, выполненный в ви де проволоки. Суммарный сигнал термо ЭД снимаемый с рабочего участка этого термоэлемента, зависит от глубины науг лероживани  железной половинки термоэлемента , ч го может быть использовано дл  автоматического контрол  процесса цементации, т.е. его длительности p.J Недостатком данного датчика  вл етс  то, что скорость на угле IP оживани  самого датчика и скорость науглероживани  цементируемых деталей неодинакова , гак как скорость диффузии у чистого железа и у стали различна. Это приводит к по .влёнию погрешности в самом методе контрол  цементации. Кроме того, метод термоЭДС не может быть использован одновременно дл  автоматического регулировани  величины углеродного потенциала в про-, цессе газовой цементации. Известно устройство дл  контрол  процессов химико-термической обработки металлрв, содержащее датчик в виде двух электродов, введенных в рабочее пространство печи, выполненных из ме- таллов или сплавов с различной растворимостью водорода и образующих диффе- ренциальную термопару, а к наход щему с  ВдЧе разрыву одного из электродов подключен вторичный электроизмерительный прибор. Данное изобретение используетс  в процессах, где требуетс  контролировать содержание водорода в газах при высоки температурах 2j .. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  проволочный датчик дл  автома тического регулировани  величины углеродного noi-енциала, представл ющий соб тонкую проволочку из технически чистог железа. Управл ющий сигнал возникает за счет изменени  величины омического сопротивлени  проволочки в процессе ее науглероживани  LsJ . Недостатком этих датчиков  вл етс  хрупкость, возникающа  в процессе науглероживани , что часто приводит к их разрыву в п юизводстренных услови х . Кроме того, .указанные датчики не могут быть одновременно использованы дл  автоматического слежени  за глубиной науглероживани  цементируемых деталей , т.е. .они не могут быть использованы дл  автомагического контрол  длительности процесса цементации. Цель изобретени  - увеличение точности и надежности. Указанна  цель достигаетс  тем, что в многопозиционный датчик, в корпусе которого расположёны токосъемныеэ электроды, дополнительно содержит направл ющие втулки, выполненные из жаростойкого диэлектрика и упирающиес  своими нижними заостренными концами в активную часть датчика так, что центральный электрод контактирует с поверхностью активной части датчика, а боковые электро-1 ды, расположенные симметрично по диамет- ру относительно центрального электрода, контактируют соответственно, с гнезда- ми активной части датчика, расположенными в зоне упрочнени  на разной глубине . При этом активна  часть датчика выполнена в виде диска из того же материала , что и обрабатываемые абгали. На чертеже изображен предлагаемый датчик. Датчик состоит из стального корпуса 1 покрываемого антицементациониой пастой, трех токосъемных электродов 2, выполненных из хромелевой проволоки, центро- направл ющих изол ционных втулок 3, крыщки 4 из асбоцемента стального образца-держател  5, самого образца,  вл ющегос  активной частью датчика 6, с гнездами 7 и 8. Токосъемные электроды 2 проход т через направл ющие втул- ки 3, выполненные из жаростойкого аиэлектрика , и упираютс  своими нижними заостренными концами в активную часть датчика 6, Центральный электрод контактирует с поверхностью активной части датчика 6, а боковые электроды, расположенные симметрично по диаметру относительно центрального электрода, контактируют соответственно с двум  гнездами 7 и 8 активной части датчика 6. Гнезда 7 и 8 вы.полнены диаметром большим , чем диаметры токосъемныхк электродов . Активна  часть датчика 6 выполнена в виде диска из той же марки стали , что и обрабатываемые детали. Сигнал контактной разности потенциалов дл  автоматического регулировани  величт1Ы углеродного потенциала () формируетс  между контактами (о,о(), а сигнал (диоц), пpeднaзнaчetп li дл  авгомагического контрол  цлигельности самого процесса цеменгации, формируетс  между контактами (О, Ь ) в процессе науглероживанил диска с его нижней торцррой стороны. Величина сигнала { uUoA), в первом приближении, определ етс  по формуле КйТрк 6 г Вп -f- } iuUoе бо где К - посто нна  Больцмана; В - зар д электрона;Трц Тр Г| - расзность температуры режима процесса химико-термического упрочнени  и комнатной температуры; So - плотность энергетических уровней в упрочн емой стали; О - плотность энергетических уровней в продольных сечени х (.О, В ) цементованного сло в активной части датчика. Так как плотность энергетических уровней (5) в оснйвном зависит от химического состава поверхности, то в рассматриваемом слу чае: . бд con st, а 5 Л (/о, c,i), Име  это в виду, формулу (1) можцо записать в следующем виде 4U3,--c,8ni,.-Cj (2;, с, с,4гне.5. е .. е Таким образом, формирующийс  сиг нал ( uUo ) между контактами (о а) и (о, в) зависит от раэнсюти концентрации углерода (С ) в каком-то проаоль:;ом сечении упрочн ющегос  сло  и концентрации углерода ( CQ )в самой упрочн ющейс  стали активной части датчика в любой момент времени упрочн ющего процесса, В процессе цементации деталей в печи U-105 наблюдаютс  садки с по- ниженной глубиной цементованного сло , поэтому необходима доцеменгаци  аета лей,, .С использованием предлагаемого изобретени  устанавливаетс  необходима  глубина насыщени  и брак по переделу сокращаетс . Экономи  от использовашш многопозицнонного датчика составл ет45Оруб.Б год.the invention of ognosigs for chemical heat treatment, in particular, for the device of active methods for monitoring the processes of chemical-thermal hardening of metals and alloys with the help of special sensors. Izves: N thermoEMF sensor, control of gas cementation process. The specified sensor is a copper thermoelement gland made in the form of a wire. The total thermoelectric ED signal removed from the working section of this thermoelement depends on the depth of the ironing of the thermoelement iron half, which can be used to automatically control the cementation process, i.e. its duration p.J The disadvantage of this sensor is that the speed at the angle IP of the sensor itself and the carburization of the cemented parts is different, since the diffusion rate of pure iron and steel is different. This leads to an error in the method of cementation control itself. In addition, the thermopower method cannot be used simultaneously to automatically control the value of the carbon potential in the pro-, gas grouting process. A device is known for monitoring the processes of chemical heat treatment of metals, containing a sensor in the form of two electrodes introduced into the working space of the furnace, made of metals or alloys with different solubility of hydrogen and forming a differential thermocouple, and A secondary electrical meter is connected from the electrodes. This invention is used in processes where it is required to control the hydrogen content in gases at high temperatures of 2j. Closest to the present invention is a wire sensor for automatically controlling the carbon noi-potential value, which is a thin wire of technically pure iron. The control signal arises due to a change in the value of the ohmic resistance of the wire during its carburization LsJ. The disadvantage of these sensors is the brittleness that occurs during the carburization process, which often leads to their rupture under increased production conditions. In addition, the sensors indicated cannot be simultaneously used for automatic monitoring of the carburizing depth of cemented parts, i.e. They cannot be used to automagically control the duration of the cementation process. The purpose of the invention is to increase accuracy and reliability. This goal is achieved in that the multi-position sensor, in the case of which current-collecting electrodes are located, additionally contains guide sleeves made of heat-resistant dielectric and abutting its lower pointed ends into the active part of the sensor so that the central electrode contacts the surface of the active part of the sensor, and side electrodes 1 located symmetrically along the diameter with respect to the central electrode are in contact, respectively, with the sockets of the active part of the sensor, located bubbled into the hardening zone at different depths. In this case, the active part of the sensor is made in the form of a disk of the same material as the processed abgals. The drawing shows the proposed sensor. The sensor consists of a steel case 1 covered with anti-cementing paste, three current collecting electrodes 2 made of chromel wire, centering insulating sleeves 3, a lid 4 of asbestos cement of the steel sample holder 5, the sample itself, which is the active part of sensor 6, sockets 7 and 8. The collector electrodes 2 pass through guide sleeves 3, made of heat-resistant dielectric, and abut their lower pointed ends at the active part of sensor 6, the central electrode contacts the surface The active part of sensor 6 and the side electrodes located symmetrically in diameter relative to the central electrode are in contact with two sockets 7 and 8 of the active part of sensor 6, respectively. The sockets 7 and 8 are filled with a diameter larger than the diameters of the current-collecting electrodes. The active part of the sensor 6 is made in the form of a disk of the same steel grade as the workpiece. The contact potential difference signal for the automatic adjustment of the carbon potential magnitude () is formed between the contacts (o, o (), and the signal (dioce), preliminarily li for the prompt control of the cycling of the cementing process itself, is formed between the contacts (O, b) during the carbonization process of the disk from its lower face side. The signal value (uUoA), as a first approximation, is determined by the formula Ktrc 6g Bp -f-} iuUoe bo where K is the Boltzmann constant; B - electron charge; Trc Tr G | - the temperature range of the process of chemical-thermal hardening and room temperature; So is the density of energy levels in hardened steel; O is the density of energy levels in the longitudinal sections (.O, B) of the cemented layer in the active part of the sensor. Since the density of energy levels (5) in the ground depends on the chemical composition of the surface, in this case:. Bd con st, and 5 L (/ o, c, i), Having this in mind, formula (1) can be written in the following form 4U3, - c, 8ni, .- Cj (2 ;, s, s, 4gne .5. E .. e Thus, the forming signal (uUo) between the contacts (a) and (o, c) depends on the ratio of carbon concentration (C) in some gap:; ohm section of the reinforcing layer and carbon (CQ) in the most hardening steel of the active part of the sensor at any time in the hardening process. In the process of cementation of parts in the U-105 furnace, chargeings are observed with a reduced depth of the cemented layer, therefore, it is necessary to perform cementation. Using the present invention, the required depth of saturation is established and the rework is reduced. The savings from the use of a multiposition sensor are 45 rubles. B year.

Claims (2)

1. МНОГОПОЗИЦИОННЫЙ ДАТЧИК ДЛЯ АКТИВНОГО КОНТРОЛЯ ПРОЦЕССОВ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОГО .УПРОЧНЕНИЯ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ, Содержащий корпус с крышкой, токосъемные электроды и активную часть датчика, огл и„ч а ю ш и й с я тем, что, с целью увеличения точности и надежности, он дополнительно содержит направляющие втулки, выполненные из жаростойкого диэлектрика и охватывающие токосъемные электроды, причем токосъемные электроды упираются своими нижними заостренными концами в активную часть датчика так, что центральный электрод контактирует с поверхностью активной части датчика, а боковые электроды, расположённые симметрично по диаметру относительно центрального электрода, контактируют соответственно с гнездами активной части датчика, расположенными в зоне упрочнения на резней глубине. ' ,1. MULTI-POSITION SENSOR FOR ACTIVE MONITORING OF CHEMICAL AND THERMAL PROCESSES. STRENGTHENING OF METALS AND ALLOYS, Containing a housing with a cover, collector electrodes and the active part of the sensor, making sure that in order to increase accuracy and reliability , it further comprises guide bushings made of a heat-resistant dielectric and covering current collecting electrodes, wherein the current collecting electrodes abut their lower pointed ends against the active part of the sensor so that the central electrode contacts the surface the active part of the sensor, and the side electrodes located symmetrically in diameter with respect to the central electrode contact, respectively, with the sockets of the active part of the sensor located in the hardening zone at a depth of depth. ', 2. Датчик по π. 1, о т л и ч а тощий с я тем, что активная часть его выполнена в вице диска из того же материала, что и обрабатываемые детали. 2. The sensor according to π. 1, the fact that the active part is made in the vice disk of the same material as the workpiece.
SU813357098A 1981-11-19 1981-11-19 Multiposition sensor for actively controlling processes of casehardening of metals and alloys SU1008278A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813357098A SU1008278A1 (en) 1981-11-19 1981-11-19 Multiposition sensor for actively controlling processes of casehardening of metals and alloys

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813357098A SU1008278A1 (en) 1981-11-19 1981-11-19 Multiposition sensor for actively controlling processes of casehardening of metals and alloys

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1008278A1 true SU1008278A1 (en) 1983-03-30

Family

ID=20983597

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813357098A SU1008278A1 (en) 1981-11-19 1981-11-19 Multiposition sensor for actively controlling processes of casehardening of metals and alloys

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1008278A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Журнал Мегапловедение и термическа обработка -металлов, 1974, № 2, с. 61. 2.Авторское свидетельство СССР № 7О6466, С 23 С 11/14, 198О. 3.Авторское свидетельство СССР № 126895, С 23 С 11/10, I960. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Gao et al. Electrochemical monitoring of high-temperature molten-salt corrosion
US4372790A (en) Method and apparatus for the control of the carbon level of a gas mixture reacting in a furnace chamber
SU1008278A1 (en) Multiposition sensor for actively controlling processes of casehardening of metals and alloys
Schwandt et al. Hydrogen sensing in molten aluminium using a commercial electrochemical sensor
Nishimura et al. The development of a ceramic sensor for the prediction of hydrogen attack
US5064620A (en) Probe for measuring carbon flux
US4800747A (en) Method of measuring oxygen in silicon
RU2357153C2 (en) Fuel burning control and management method
Holt et al. Determination of Nitrogen, Oxygen, and Hydrogen in Metals by Inert Gas Fusion. A Manometric Method.
US3661725A (en) Method for determining the carbon concentration in a metal melt
JPH0246103B2 (en)
US5192404A (en) Method for measuring a minor element in a molten metal
US4530659A (en) Temperature measurement technique
JP2543512B2 (en) Control method of heat treatment atmosphere
US5190600A (en) Method of monitoring a heat treatment with carbon penetration
SU1677067A1 (en) Device for monitoring melting conditions in open-hearth furnace
JPH0474414B2 (en)
Tucker et al. THE MEASUREMENT OF TEMPERATURE IN THE FORMATION OF CARBORUNDUM.
JPH0650296B2 (en) Method for measuring phosphorus concentration in hot metal
SU1022034A1 (en) Liquid melt temperature measuring device
KR940002514B1 (en) Improvement of electrochemical devices for measuring the silicon content of hot metal
EP0363182B1 (en) Electrolytic sensors
JPS60113145A (en) Probe for measuring rapidly silicon quantity in molten metal
SU1718099A1 (en) Electrochemical cell for analyzing iron containing materials
Oktay The Thermodynamic Activities of Silver in Liquid Silver-Copper-Germanium Alloys/Thermodynamische Aktivitäten von Ag in flüssigen Ag-Cu-Ge-Legierungen