Информационно-измерительный комплекс для неразрушающего контроля качества твердых сплавов

Введение. Известно, что качество изделий из спеченных твердых сплавов, при отсутствии нарушений технологии изготовления, определяется фазовым составом и средним размером зерен карбидной фазы. Однако твердые сплавы обладают недостатком, присущим в той или иной степени всем изделиям порошковой металлургии — неоднородностью структуры и соответствующей вариацией свойств. Традиционные методы контроля структуры и фазового состава, по результатам выборочных разрушающих испытаний, не позволяют оперативно в условиях производства получать информацию о качестве и не гарантируют идентичности свойств всех изделий исследуемой партии. Основным методом неразрушающего контроля качества твердых сплавов является измерение коэрцитивной силы. Однако отечественных коэрцитиметров в настоящее время не производится. В связи с этим целью настоящей работы является создание отечественного информационноизмерительного комплекса для неразрушающего контроля качества изделий из спеченных твердых сплавов и оценка достоверности полученных с его помощью результатов. Материалы и методы. В работе использованы цилиндрические и сфероконические стержни диаметром от 4 до 10 мм, изготовленные из сплавов марок ВК8 и ВК10ХОМ. Для определения коэрцитивной силы в информационно-измерительном комплексе использован метод сравнения с аттестованным изделием. Результаты исследования. Проведены измерения коэрцитивной силы двух партий изделий из твердых сплавов марки ВК10ХОМ и марки ВК8, выполненных с помощью разработанного информационноизмерительного комплекса и коэрцитиметра KOERZIMAT 1.097 HcJ. Обсуждение и заключения. Проведенные экспериментальные исследования показали, что значения коэрцитивной силы образцов, полученные на разном оборудовании, имеют примерно одинаковый уровень.

Подтверждена, как следствие технологии производства, характерная для спеченных твердых сплавов неоднородность структуры. Учитывая, что относительная погрешность измерений коэрцитивной силы для каждого образца должна находиться в пределах ± 6 %, можно считать полученные результаты удовлетворительными. Показано, что предложенный и реализованный в информационно-измерительном комплексе алгоритм измерения путем сравнения характеристик испытуемых и аттестованного образца с известной коэрцитивной силой, позволяет производителю изделий из твердых сплавов расширить выборку контролируемых изделий вплоть до 100% и существенно снизить затраты на неразрушающий контроль продукции. 

1. Киффер, Р. Твердые сплавы / Р. Киффер, Ф. Бенезовский. — Москва : Металлургия, 1971. — 390 с. 2. Чапорова, И. Н. Структура спеченных твердых сплавов / И. Н. Чапорова, К. С. Чернявский. — Москва : Металлургия, 1975. — 247 с.

2. Лошак, М. Г. Прочность и долговечность твердых сплавов / М. Г. Лошак. — Киев : Наук. думка, 1984. — 325 с.

3. Цыбрий, И. К. Магнитные свойства и методы исследования структуры спеченных твердых сплавов: дис. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук (05.02.01). – Ростов-на-Дону, 1984. – 166 c.

4. ГОСТ 20 559–75 (ИСО 4884–78, ИСО 4489–78). Сплавы твердые, материалы керамические инструментальные. Правила приемки и методы отбора проб (с Изменениями № 1, 2, 3, 4) [Электронный ресурс] / Электронный фонд правовой и нормативно-технической документации. — Режим доступа : http://docs.cntd.ru/document/1200009536 (дата обращения : 15.02.2018).

5. ГОСТ 24 916–81 (СТ СЭВ 1254–78). Сплавы твердые спеченные. Метод определения коэрцитивной силы (с Изменением № 1) [Электронный ресурс] / Электронный фонд правовой и нормативно-технической документации. — Режим доступа : http://docs.cntd.ru/document/1200010981(дата обращения : 15.02.2018).

6. Förster F., Stumm W., Application of magnetic and electromagnetic nondestructive test methods fof measuring physical and technological material values // Materials Evaluation, 1975. V. 33. № 1. P. 5 15.

7. Коэрцитиметр KOERZIMAT 1.097 HcJ. 67654-17 : Методика поверки МП 28-261-2017 [Электронный ресурс] / МетрКонсалт. — Режим доступа : http://www.all-pribors.ru/opisanie/67654-17-koerzimat-1-097-hsj-77206 (дата обращения : 15.02.2018).

8. Симоненко, Н. И. Испытательный стенд для измерения магнитных характеристик твердых сплавов / Н. И. Симоненко, И. К. Цыбрий // Фундаментальные основы, теория, методы и средства измерений, контроля и диагностики: мат-лы 19-ой междунар. науч.-практ. конф. — Новочеркасск, 2018г. — С.127–131.

9. Цыбрий, И. К. Система цифровой обработки сигнала в приборе для определения коэрцитивной силы твердых сплавов / И. К. Цыбрий, Н. И. Симоненко, И. Н. Богданов // Трансформация мирового научно-технического знания : сб. научных трудов по мат-лам междунар. науч.-практ. конф. — Белгород, 2018. — С. 117–119.