СИСТЕМА НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ ГЛУБИНЫ ЗАКАЛЕННОГО ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ ТОНКОСТЕННЫХ КОЛЬЦЕВЫХ ДЕТАЛЕЙ БОЛЬШОГО ДИАМЕТРА ТОКАМИ ВЫСОКОЙ ЧАСТОТЫ

Полезная модель относится к области неразрушающего контроля закаленного поверхностного слоя токами высокой частоты (далее - ТВЧ) ферромагнитных (стальных) тонкостенных сложнопрофильных по диаметру кольцевых деталей больших диаметров (более 1500 мм).
Из Руководящих технических материалов РТМ-З-1089-77 "Стали конструкционные. Правила приемки и методы контроля качества поверхностно-упрочненного слоя после закалки с нагревом токами высокой частоты (ТВЧ)" и ОСТ 37.001.060-74 "Методы измерения толщины слоя поверхностной закалки детали" известен металлографический способ определения глубины слоя ТВЧ, заключающийся в разрезании подвергшегося термообработке ТВЧ образца детали на темплеты, из которых делают металлографические шлифы. Шлифы подвергают травлению и измеряют глубину слоя ТВЧ по поперечному срезу шлифа.
Недостаток известного способа заключается в затратах на изготовление образцов и поперечных шлифов для замера глубины закаленного слоя.
Известен портативный импульсный коэрцитиметр КИМ-2М. Коэрцитиметр предназначен для неразрушающего локального контроля качества, в т.ч., термической обработки при наличии корреляционной связи между контролируемым и измеряемым параметрами (Руководство по эксплуатации КИМ-2М.00.00.00РЭ, Научно-Производственный Центр "КРОПУС", 2002).
Описанные выше технические решения существенно отличаются от заявленной системы неразрушающего контроля глубины закаленного поверхностного слоя тонкостенных кольцевых деталей большого диаметра токами высокой частоты.
Задачей полезной модели является определение глубины слоя ТВЧ без разрушения непосредственно на готовых деталях.
Поставленная задача достигается тем, что в системе неразрушающего контроля глубины закаленного поверхностного слоя тонкостенных кольцевых деталей большого диаметра токами высокой частоты, содержащей деталь из сталей 45ХНМ или 5ХНМ, по крайней мере, с одной контролируемой поверхностью чистотой Rz не менее 0,25 мкм, предварительно зачищенной от окалины и обезжиренной, и коэрцитиметр, магнитопроводы преобразователя коэрцитиметра установлены на контролируемой поверхности нормально без покачиваний и отрывов с возможностью перемагничивания контролируемой поверхности не менее 4 раз в течение не более 40 сек, при этом цикл перемагничивания состоит из намагничивания контролируемой поверхности в месте расположения магнитопроводов ступенчато нарастающим магнитным полем до магнитного насыщения и полного размагничивания. По величине силы тока размагничивания определяют среднее значение глубины закаленного слоя ТВЧ в контролируемой зоне:
при отсутствии закаленного слоя сила тока размагничивания составляет 94-97 А,
при глубине закаленного слоя до 1,5 мм сила тока размагничивания составляет 107-110 А,
при глубине закаленного слоя до 2,5 мм сила тока размагничивания составляет 113-123 А,
при глубине закаленного слоя до 3,5 мм сила тока размагничивания составляет 130-154 А.
Для достижения поставленной задачи целесообразно использовать портативный импульсный коэрцитиметр КИМ-2М.
Поверхностное упрочнение стальных изделий проводится для повышения их износостойкости и контактной прочности.
Для повышения износостойкости и прочности ответственные трущиеся рабочие поверхности подвергают обработке высокочастотной поверхностной закалке с нагрева токами высокой частоты (ТВЧ) на глубину не менее 3,5 мм до получения твердости не менее 51,5 НRСЭ.
Полезная модель поясняется чертежом, где на фиг.1 изображен график зависимости глубины закаленного слоя ТВЧ от силы тока размагничивания.
Заявляемая система неразрушающего контроля глубины закаленного поверхностного слоя тонкостенных кольцевых деталей большого диаметра токами высокой частоты состоит непосредственно из самой детали и коэрцитиметра.
Деталь изготовлена из стали 45ХНМ или 5ХНМ. На детали предварительно подготавливают контролируемую поверхность, для чего ее обрабатывают до чистоты Rz не менее 0,25 мкм, зачищают от окалины и обезжиривают.
На контролируемую поверхность нормально без покачиваний и отрывов устанавливают магнитопроводы преобразователя коэрцитиметра, например, КИМ-2М.
С помощью коэрцитиметра осуществляют перемагничивание контролируемой поверхности. Для получения более достоверных значений глубины слоя ТВЧ в данной точке осуществляют не менее 4 циклов перемагничивания, в течение, не более, 40 сек.
Каждый цикл перемагничивания состоит из намагничивания контролируемой поверхности в месте расположения магнитопроводов ступенчато нарастающим магнитным полем до магнитного насыщения и полного размагничивания.
Определение глубины упрочненных слоев возможно за счет проникновения электромагнитного поля на заданную глубину при определенной силе тока размагничивания. Экспериментально для деталей, изготовленных из сталей 45ХНМ или 5ХНМ, установлена зависимость глубины закаленного слоя ТВЧ от силы тока размагничивания:
при отсутствии закаленного слоя сила тока размагничивания составляет 94-97 А,
при глубине закаленного слоя до 1,5 мм сила тока размагничивания составляет 107-110 А,
при глубине закаленного слоя до 2,5 мм сила тока размагничивания составляет 113-123 А,
при глубине закаленного слоя до 3,5 мм сила тока размагничивания составляет 130-154 А.