Способ контроля упрочнения стальных поверхностей и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к металлообрабатывающему оборудованию и может использоваться для определения степени упрочнения и величины микротвердости поверхностных слоев стальных изделий, особенно крупногабаритных . Цель изобретения - повышение точности контроля упрочнения стальных поверхностей, расширение области применения на крупногабаритные детали. Для этого в способе контроля, включающем пропускание постоянного электрического тока через поверхностный слон изделия с одновременным измерением параметра контроля степени упрочнения, через исследуемую поверхность пропускают постоянный электрический ток между двумя электродами, ртеположенными на минимальном расстоянии друг гт друга (до 1 мм), а в качестве параметра контроля степени упрочнения и повышения микротвердости поверхности выбирают удельное сопротивление поверхностного слоя, затем сравнивают с величиной удельного сопротивления поверхностного отожженного слоя того же металла. Отношение величины удельного электрического сопротивления поверхностного упрочненного елся металла к величине удельного электрического сопротивления поверхностного отожженного слоя того же металла определяет величину степени упрочнения поверхпостного слоя 2 с.п. rb-лы, 6 ил. С SS (Л С5 СЛ 00 ел эо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК в SU ou (5ф)5 Г 01 N 27/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4387536/25-25 (22) 02.03.88 (46) 23.06.91. Бюл . Р 23 (71) Хабаровский политехнический институт (72) Ю.И.Мулин, Ю.Е.Студеникин и И .К.Бергер (53) 543,247(088,8) (56) Харитонов Л,Г. Определение микротвердости, М,: МеталлурГ««я

1969, -с.5.

Авторское "видетельство СССР

Р 1232697, кл. С 21 D 11/00, 1986. (54) СПОСОБ КОН ТРОЛЯ УПРОЧН ЕНИЯ

СТАПЬНИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ П УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к металлообрабатывающему оборудованию и может использоваться для определения степени упрочнения и величины микротвердости поверхностных слоев стальных изделий, особенно крупногабаритных. Цель изобретения — повьппение точности контроля упрочнения стальных поверхностей„ расширеИзобретение относится к металлообрабатывающему производству и может быть использовано в заводских и научных лабораториях для о««ределения степени упрочнения и величины микротвердости поверхностных слоев стальных изделий, особенно крупногабаритных.

Целью изобретения я««ляется повышейие точности контроля, расширение обние области применения на крупногабаритные детали. Дпя этого в способе контроля, включающем лропускание постоянного электрического тока через поверхностный слой изделия с одновреме««ным измерением параметра контроля степени упрочнения, через исследуемую поверхность пропускают постоянный электрический ток между двумя электродами, р сположенными на минимал«ном расстоянии друг от друга (до 1 мм), а в качестве параметра контроля степени упрочнения и повышения микротвердости поверхности выбирают;-дельное сопротивлент«е поверхностного слоя, затеи сравнивают с величинои удельного сопротивления поверх- 3 постного ото««окен««ого слоя того же меты«.ча. Отношение величины удельного электрического с опротивея е««ия поверхностного упрочненного слся металла к величине удельного электрического сопротивления поверхностного отожженного слоя того:ке металла о«тределяет величину степени упрочнения поверхностного слоя. 2 с.п, A-лы, 6 ил. ласти применения ««а круп««огаоаритные детали.

В способе контроля упрочнения сталь««««х поверхностей, включающем пропускание постоянного электрического тока через поверхностный слой иэделия с одновременным измерением параметра контроля степени упрочнения, через исследуемую поверхность пропускают постоянный электрический ток

1658058 между двумя электродами, расположенными на мшшмальном расстоянии друг от от друга (до 1 мм), а в качестве параметра контроля степени упрочнения и .повышения микротвердости поверхно5 сти выбирают удельное сопротивление поверхностного слоя, которое определяют по формуле

1О

P К где И вЂ” удельное сопротивление поверхностного слоя;

I - сила тока между электродами, А;

К - постоянная, измеряемая в миллиметрах и зависящая от расположения электродов;

U - напряжение, возникающее 20 между дополнительнычн электродами, расположенныии на исследуемом участке поверхнасти, мкВ.

На фиг, 1 показана схема осуществления способа на фиг.2 устройство, общий вид; на фиг.3 - вид на устройстяо по стрелке А на фиг.2; на фиг,4 — схема расположения электродов в форме квадрата; на фиг.5 - то 30 же, в форме равнобочной трапеции; на фиг.6 - зависимость электросопротивления поверхностного слоя от микротвердости для сталей Х12Ф1 и У8.

Устройство 1 устанавливают на из- 35 меряемую поверхность детали 2. К токовым электродам 3 подключают источник постоянного тока 4, например

П-138. Переключатель 5 предназначен для изменения направления тока между 40 токовыми электродами 3. Два других электрода 6 подключают к микровольтметру 7, например В7-28.

Устройство 1 имеет два токовых электрода 3 и два электрода 6 для 45 измерения напряжения,,которые закреплены в электродержателях 8 (фнг.2) из электроиэоляционного материала в ступенчатых отверстиях втулок 9 под углом ф к измеряемой поверхности. 50

Пружинамп 10 и винтами 11 обеспечивается электрический контакт электродов 3 и 6 с поверхностью детали 2.

Втулки 9 фрксируются в корпусе 12 устройства 1 стопорами 13, В корпусе i5

12 устройства смонтированы три опоры .14 смикрометрическими винтами, положение которых фиксируется винтами 15.

Способ контроля упрочнения стальных поверхностей осуществляется в следующей последовательности.

Устанавливают форму расположения электродов, в большинстве случаев это квадрат, но может быть и равнобочная трапеция. Форма расположения электродов 3 и 6 определяется положением втулок 9 по торцовым рискам (фнг.3) в корпусе 12. Фиксируют расстояние между контактными поверхностями электродов 3 и 6 в пределах 1+0,03 мм с помощью трех опор 14 с микрометричесюачи винтами, фиксируя их положе-, ние винтами 15. После настройки устройства и установки его на измеряемую поверхность через токовые электроды 3 от источника постоянного тока 4, например П-138, пропускают электрический ток (например ? 4А), создавая на измеряемом участке в зоне электродов 6 падение напряжения, из меряемое посредством мнкровольтметра, например В7-28).

Рассчитывают величину удельного электрического сопротивления поверхностного упрочненного слоя металла

U». по формуле К вЂ”, и сравнивают ! ч с величиной удельного электрического сопротивления поверхностного отожженного слоя того же метапла, определенного по методике в соответствии с заявляемым способом при указанных параметрах настройки устройства. Отношение величины удельного электриче-! ского сопротивления поверхностного упрочненного слоя металла к величине удельного электрического сопротивления поверхностного отожженного слоя того же металла определяет величину степени упрочнения поверхностного слоя, т.е.

Р о Оа

I где И - удельное электрическое со1 Ц противление поверхностного упрочненного слоя металла;

Г- удельное электрическое сопротивление поверхностного атожженного слоя металла;

11 - напряжение, возникающее между электродами при контроле упрочненной поверхности

1658058

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

1. Способ контроля упрочнения

5 стальных поверхностей, включающий пропускание постоянного электрического тока через поверхностный слой изделия с одновременным измерением параметра контроля степени упрочнения, отличающийся тем, что, с целью поиышения точности контроля, расширения области применения на крупногабаритные детали, в качестве параметра контроля степени упрочнения выбирают удельное сопротивление говерхностного слоя глубиной не более

0,1 мм, которое определяют по формуле )=- К

Б — напряжение, возникающее между электродами при контроле отожженной поверхности, Выполненные исследования по опре делению зависимости изменения величины электросопротивления от микротвердости поверхностного слоя, определенного с помощью прибора ПИТ-3 на образцах для сталей Х12Ф1 и У8, позволяют определять и фактическое значение иикротвердости по величине удельного электрического сопротивления. На фиг.б приведен график полученной зависимости электросопротивления поверхностного слоя от микротвердости при расположении электроI дов по квадрату и расстоянии между ними 1 нм. На фиг.б приведены усред- 2Р ненные результаты по 8-ми измерениям для сталей Х12Ф1 и У8.

Расположение электродов в устройстве в форме квадрата (фиг.4) позволяет уменьшить неточность в измере- 2 нии электрического сопротивления за счет краевых эффектов, но при этом снижается чувствительность способа.

Длн возможности повышения чувствительности способа (но при этом увели- 30 чивается погрешность измерения) в конструкции устройства предусмотрены четыре втулки 9, в ступенчатых отверстиях которых под углом р с помощью электродержателей 8 фиксируют два токовых электрода 3 и два электрода 6 для измерения напряжения.

Расположение электродов в устройстве не в форме квадрата, а в форме трапеции (как это показано на фиг.5), 4р поворотом втулок 9 с электродами для измерения напряжений позволяет проводить измерение микротвердости даже при небольшом поверхностном деформировании. где I — сила тока между двумя электродами, расположенными на минимальном расстоянии друг от друга до 1 мм, А; U — - напряжение, возникающее между двумя дополнительными потенциальными электродами, расположенными на исследуемом участке, мкВ; К вЂ” постоянная величина, зависящая от формы расположения электродов и расстояния между ними, мм.

2. Устройство для контроля упрочнения стальных поверхностей, содержащее корпус, токовые электроды для пропускания постоянного электрического тока через поверхностный слой изделия, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно дополнительно снабжено двумя потенциальными электродами, и все электроды размещены в установочных втулках под углом к измеряемой поверхности и к оси установочных втулок с возможностью изменения взаимного расположения контактирующих поверхностей электродов.

1658058

1658058

РиУ A

Ж ss

Фи Я

Фиг 0

1658058

Я 10 ОЮ М

1.0б

1.OZ

098

094

Редактор Е.Полионова

Заказ 2431 Тнрая(406 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

ОУО 750 8оО

8ю 900 УЮ И6Р

Фиаб

Составитель И.Соколов

Техред Л.Сердюкова Корректор С.Щекмар