Способ определения температуры горячего изостатического прессования ферритов

 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к технологии получения высокоплотных, ферритовых изделий для радиотехнических устройств. После предварительного спекания определяют порядковые статистики плотности ρ каждой заготовки, отбирают две выборки заготовок, порядковые статистики которых несут максимальную информацию о величине среднего арифметического значения показателя качества g в данной партии, доуплотняют их соответственно при температурах T₁ и T₂ , после измерения показателя качества доуплотненных заготовок находят их средние арифметические значения g₁ и γ₂ в выборках, а оптимальную температуру доуплотнения ферритов выбирают по определенной формуле. 6 табл. 1 ил.

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к технологии получения высокоплотных ферритовых материалов для различных радиотехнических устройств. Целью изобретения является повышение выхода годных и сокращение трудоемкости процесса. Поставленная цель достигается тем, что в способе определения температуры горячего изостатического прессования ферритов, включающем предварительное спекание партии заготовок, их доуплотнение горячим изостатическим прессованием, измерение показатели качества γ после доуплотнения и выбор оптимальной температуры доуплотнения ферритов, после предварительного спекания определяют порядковые статистики плотности r каждой заготовки, отбирают две выборки заготовок, порядковые статистики которых несут максимальную информацию о величине среднего арифметического значения показателя качества g в данной партии, доуплотняют их соответственно при двух различных температурах, после измерения показателя качества доуплотненных заготовок определяют их средние арифметические значения g₁ и γ₂ в выборках, а выбор оптимальной температуры доуплотнения проводят по формуле где γ_o оптимальное значение показателя качества γ b_о b₁ b₂ коэффициенты, рассчитываемые известными методами регрессионного анализа. Проведенный статистический анализ взаимосвязи контролируемых параметров ряда, ферритовых изделий, изготавливаемых на основе ГИП, в частности методом главных компонент показал, что для изделий из феррита марки 10000МТ2 на долю первой главной компоненты приходится 65% общей дисперсии контролируемых параметров. На вторую компоненту приходится 12% Таким образом, показано, что величина проекции точки пространства параметров марганец-цинковых ферритовых изделий на ось первой главной компоненты (обозначена как g ) может служить комплексным показателем качества данного ферритового изделия. Для ферритовых изделий других марок в каждом конкретном случае в качестве комплексного показателя g может быть использована линейная комбинация двух или более параметров, характеризующих данную марку. В отдельных случаях при оценке качества за комплексный показатель g можно принимать один параметр (см. пример 2). Экспериментально установлено: 1. Коэффициент линейной корреляции между величинами r,, характеризующими качество заготовок перед ГИП, и величинами γ готовых изделий из этих заготовок превышает 0,90. 2. Зависимость между g r и Т, в пределах фактического изменения этих величин, может быть адекватно описана уравнением вида g = b_o+b₁ρ+b₂T. (1) 3. Коэффициенты B ₀, b₁, b₂ уравнения (1) существенно меняются от партии к партии сырья. 4. Зависимость выхода годных от значения γ для данной партии изделий марки 10000МТ2 с учетом фактических значений контролируемых параметров изделий имеет характер, представленный графически на чертеже. Аналогичная зависимость может быть построена для изделий любой другой марки. Вывод 1 позволяет расположить все заготовки партии в порядке возрастания величины r до операции доуплотнения, определив тем самым порядковые статистики величины r в данной партии. Корреляция величин r и g позволяет утверждать, что номера порядковых статистик в рядах r и g будут совпадать с высокой вероятностью, т. е. изделия, изготовленные из заготовок с большей r будут, как правило, иметь большую величину g Упорядочивание рядов r и g перераспределяет информацию о свойствах этих рядов (Боярский Э.А. с.16), что, в частности, позволяет брать меньшую выборку из данной партии для определения средних арифметических значений величин r и g при определении значений коэффициентов уравнения (1). Вывод 2 позволяет находить оптимальное значение величины Т для заготовки (или группы заготовок) с известной плотностью на основе уравнения (1), полученного путем выборочного (пробного) ГИП. Вывод 3 делает необходимым осуществлять пробное ГИП для заготовок из каждой очередной партии сырья. Вывод 4 позволяет утверждать, что для изделий марки 10000МТ2, например, оптимальным значением g, обеспечивающим максимальный выход годных по всем контролируемым параметрам, является значение . Для изделий других марок оптимальное значение γ_o может быть определено путем аналогичного предварительного анализа. Известно, что значения коэффициентов уравнения (1) вычисляются с помощью системы уравнения (Дрейпер Н. Смит Н. Прикладной регрессионный анализ. М. Финансы и статистика, 1986, т.1, с.247). (2) В соответствии с правилом Крамера (справочник по математике для экономистов. М. Высшая школа 1987, с.66) из системы (2). (3) где (в нижеприведенных формулах во всех случаях суммирование проводится от 1 до n):
Таким образом, температура, при которой следует доуплотнить заготовку с плотностью ρ,, определяется по формуле
(4)
где γ_o наилучшее значение показателя γ (для изделий марки 10000МТ2 g_o 0,5);
b_о b₁ b₂ определяются из соотношений (3);
n суммарный объем двух выборок (n n₁ + n₂ ), одна из которых объемом n₁ доуплотняется при Т Т₁, а другая объемом n₂ при Т Т₂
На чертеже показан график зависимости выхода годных изделий от значения комплексного показателя качества γ изделий марки 10000МТ2. Предлагаемый способ состоит из следующих операций. 1. Проводят предварительное спекание партии заготовок. 2. В партии заготовок перед доуплотнением измеряют плотность r_i каждой заготовки и располагают эти заготовки в порядке возрастания плотности от ρ₁ до ρΝ, где N объем партии заготовок, определяя тем самым порядковые статистики плотности каждой заготовки. 3. Из партии отбирают две выборки заготовок объемом n₁ и n₂ соответственно, порядковые статистики которых несут максимальную информацию о величине среднего арифметического значения r изделий данной партии. 4. Доуплотняют одну выборку объемом n₁ при температуре Т₁ вторую выборку объемом n₂ при температуре T₂ где T₁ < T₂
5. Измеряют величину g вех изделий в выборках после доуплотнения. 6. Определяют средние арифметические значения g в первой g₁ и во второй γ₂ выборках. 7. Определяют температуру горячего изостатического прессования для всех заготовок данной партии по формуле (4). 8. Доуплотняют все заготовки данной партии при температурах, рассчитанных по п.7. П р и м е р 1. На операцию предварительного спекания поступает партия отпрессованных заготовок марки 10000МТ2 объемом 120 штук. Проводят пробное предварительное спекание по одной заготовке в четырех печах (количество печей выбрано опытным путем, показавшим, что при проведении подбора режимов предварительного спекания методом проб требуется не менее четырех экспериментов). При этом выбирают лучшую печь и лучший режим для данной партии исходных материалов. В каждую печь помещают одну заготовку. Интервал температур предварительного спекания 1260 -1350^oC. После выбора лучшей печи и лучшего режима для данной партии заготовок в данной печи при данном режиме спекается вся партия. Загрузка 40 заготовок в печь, т.е. партия спекается за три загрузки. У всех заготовок измеряют плотность ρ, после чего каждой заготовке присваивают ранг от 1 до 120 в соответствии с порядковым номером упорядоченного ряда плотностей заготовок. В соответствии с известными пpавилами (Боярский Ж.А. гл.3) отбирают две выборки заготовок по 6 шт: в первую выборку входят заготовки с рангами 1 7, 22, 48, 73, 97, 114; во вторую с рангами 1 8, 23, 49, 72, 96, 113. В табл.1 приведены соответствующие плотности заготовок в выборках. Первая выборка доуплотняется при T₁ 1150^oC, вторая при T₂ 1250^oC. После доуплотнения заготовок проводят их механическую обработку, измеряют параметры полученных изделий и определяют величину каждого изделия. Полученные результаты представлены в табл.2. По фоpмулам (3) определяют величины коэффициентов уравнения (1) и получают
b _о -85,54; b ₁ 9,85; b ₂ 0,0302. В соответствии с зависимостью, приведенной на чертеже, принимают g_o 0,5 и по формуле (4) определяют температуру ГИП, при которой следует проводить доуплотнение заготовок с известными плотностями ρ.. В табл.3 приведены некоторые из полученных значений Т. Все заготовки в партии группируются по величине ρ, и каждая группа доуплотняется при своей температуре. Все изделия, прошедшие доуплотнение при рассчитанных температурах, оказываются годными по параметрам, составляющим комплексный показатель g.. Из заготовок, вошедших в две пробные выборки, получено некоторое количество дефектных изделий. В том числе, из заготовки с i 7 и -2,81 получено 80% дефектных изделий (см. чертеж); из заготовки с i 22 и -2,44 получено 50% дефектных изделий и т.д. Всего из изделий, вошедших в две пробные выборки, получено 70% годных (что соответствует четырем заготовкам, полностью ушедшим в брак). Таким образом выход годных из 120 заготовок, поступивших на операцию, составляет 96,66% (116/120 0,9666), что на 6,60% больше среднего выхода годных, получаемого на производстве при использовании способа. Здесь речь идет о годном феррите после ГИП. П р и м е р 2. На операцию предварительного спекания поступает партия отпрессованных заготовок марки 1200МТ объемом 25 шт. Подбор режимов спекания проводят точно так же, как и в примере 1. Спекание всей партии проводят за 5 загрузок (по 50 заготовок в одной загрузке печи). Спеченные заготовки поступают на операцию доуплотнения. Качество готовых изделий марки 1200 НТ оцениваются по величине начальной магнитной проницаемости μ_н причем оптимальное значение μ_но= 1200 т.е. в данном случае γ_o= μ_но=1200 В соответствии с ПЯО.707.661 ТУ μ_н= 1200± 100 У всех заготовок измеряют плотность ρ после чего каждой заготовке присваивается ранг - от 1 до 250. В соответствии с известными правилами (Боярский Э.А. гл.3) отбирают две выборки заготовок по 6 шт: в первую выборку входят заготовки с рангами i 14, 46, 99, 151, 202, 237, во вторую с рангами i 15, 47, 100, 148, 197, 231. В табл.4 приведены соответствующие плотности заготовок в выборках. Первая выборка доуплотняется при T₁ 1220^oC; вторая при T₂ 1300^oC. После доуплотнения заготовок проводят их механическую обработку и измеряют величину m_н полученных изделий. Полученные результаты представлены в табл.5. По формулам (3) определяют величины коэффициентов уравнения (1), получают b₀ -8459,30; b₁ 1270,71; b₂ 2,7982. По формуле (4) определяют температуру ГИП для всех заготовок с известными плотностями ρ В табл.6 приведены некоторые из полученных значений. Все заготовки в партии группируются по величине r и каждая группа доуплотняется при всей температуре. Все изделия, полученные из заготовок, доуплотненных при рассчитанных температурах, имеют величину m_н укладывающуюся в допуск по техническим условиям. Из заготовок, вошедших в две партии выборки, получены дефектные изделия в количестве, соответствующем семи заготовкам из 250, т.е. в данном случае выход годных составил 97% что на 7% выше выхода годных, получаемого при использовании способа-прототипа. Кроме того, в обоих примерах снижено количество пробных циклов: с 3-5 до 2. Один пробный цикл доуплотнения с последующей резкой получаемой пластины и изготовлением колец, на которых измеряют параметры, занимают не менее 1 недели (5 рабочих дней).

Формула изобретения

Способ определения температуры горячего изостатического прессования ферритов, включающий предварительно спекание партии заготовок, их доуплотнение горячим изостатическим прессованием, измерение показателя качества γ после доуплотнения и выбор оптимальной температуры доуплотнения ферритов, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода годных и сокращение трудоемкости процесса, после предварительного спекания определяют порядковые статистики плотности r каждой заготовки, отбирают две выборки заготовок, порядковые сатистики которых несут максимальную информацию о величине среднего арифметического значения показания качества g в данной партии, доуплотняют их соответственно при температурах Т₁ и Т₂ и после измерения показателя качества доуплотнения заготовок определяют их средние арифметические значения g₁ и γ₂ в выборках, а выбор оптимальной температуры доуплотнения ферритов проводят по формуле

где γ_o оптимальное значение показателя качества γ;
b₀, b₁, b₂ коэффициенты, рассчитываемые методом регрессионного анализа.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 29-2000

Извещение опубликовано: 20.10.2000        

---