Способ определения оптимального ре-жима магнито механической термообра-ботки плоских звукопроводов ферроакус-тических устройств — SU 801152 (original) (raw)
Сфез Сфветскнх Сфцнавктнческнк РеспубликОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОУСКОМУ С ИЗЬСЯУ(22) Заявлено 05,0379 (1) 2739216/18-21 Н 01 41/22С 21 Э 1/06 с прнсоедмненмем заявки Йо(23 Приоритет Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий.Петровых,явмтель енинградский институт авиационного п иборостро 54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОГО РЕЖИМАМАГНИТОМЕХАНИЧЕСКОЙ ТЕРМООБРАБОТКИПЛОСКИХ ЗВУКОПРОВОДОВ ФЕРРОАКУСТИЧЕСКИХУСТРОЙСТВ о с одит лоск азон Основным недостат ется низкая производ при исследовании маг термообработки матер водов. оба являть т"блуданическойукопроом с тель итом алов Изобретение относится к способам определения оптимального режима магнитомеханической термообработки плоских звукопроводов иэ. магнито стрикционных материалов для получения наперед заданных свойств для широкого диапазона условий эксплуатации. Способ может быть использован при первичном исследовании свойств материалов для звукопроводов и на завер" шающем этапе конструирования ферро" акустических устройств, в которых для записи и с итывания информации ис пользуется эффект взаимодействия в эвукопроводе ультразвуковых колебаний и магнитных полей, когда проводят климатические и вибрациоииые испытания опытных образцов ферроакустических устройств (ферроакустических запоминающих устройств линии задержки коммутаторов, логических элементов и т.,д.) .Известен способ нагрева деталей, позволяющий получить неоднородный нагрев по длине, проводить разнорежимную термообработку в поперечном поле петлевого индуктора изменением скорости протягивания изделия или поворотом поперечной оси индуктора относительно изделия 11 1. К недостаткам этого способа можно отнести длительность термообработки так как образец целиком должен пройути через индуктор; необходимость организации сложного процесса контроля параметров термообработки и управления процессом,а также громоздкостью устройства, реализующего данный способ его длина должна быть, как минимум, больше длины изделия ).Известен так же сособ термообработ= ки, в котором нагрев металлической по- лосы осуществляется пропусканием эле ктрического тока с помощью электродов, установленных на расстоянии друг от друга, а в соответствующих местах по поверхности установливают другой .нагреватель,с помощью которого произво- дят дополнительный нагрев одновременн первым. Этот способ позволяет про. в ь разнорежимную термообрфотку и их звукопроводов в широком диаи е температур 1214/т) )оо2 ЬЬ с Цель изобретения - повышение проиводительности труда при исследованиипараметров звукопроводов,. указанная цель достигается тем,чтов способе определения оптимальногорежима магнитомеханической термообработки плоских звукопроводов ферроакустических устройств, заключающемся вразнорежимной магнитомеханической темообработке эвукойроводов по длине:пропусканием тока через них,в заготоке, имеющей переменную ширину и нагруженной растягивающей нагрузкой,замеряют величину тока, опрЕделяют егоплотность по длине, затем в вЫделенном после термообработки из заготовки эвукопроводе с одинаковиИ сечением возбуждают ультразвуковые колебания, считывают сигналы вразличных участках эвукопровода иопределяют зависимости магнитоупругих характеристик звукопровода бт 26йлбтности тока термообработки и величины механической нагрузки,На фиг. 1 представлена заготовкаиз которой выделяют звукопроводыуна Фиг. 2 - расположение заготовки 5при термообработке; на Фиг. 3 - схема МЖета для исследования звукопроводов.Устройство для осуществления способа содержит контур 1 - 8-8 - 1 ЗОзаготовки, звукопровод 9, регулируемый источник 10 электрического т)ока,измеритель 11 электрического тока,обмотку 12 возбуждения ультразвука,формирователь 13 импульсов тона возбуждения, обмотку 14 возбуждения магнитного поля, Формирователь 15 импульссов магнитного поля, обмотку 16 считывания и осциллограф 17,Эаготовка, имеющая переменное сечение по длине, должна иметь отноше Оние наиболее широкой части 2-2,6-6 и т,д. к самой узкой 4-4 и т.д.в зависимости от требуемого пере"пада температуры термообработки,Линии 2-3-4, 4-5-6 и т.д. могут щбыть прямыми, тогда градиент: температуры будет меняться по гиперболе,а могут быть экспоненциальными,параболическими, ступенчатыми, атакже любыми другими по желанию эк- рспериментатора,тогда градиент температуры будет определяться Функциейобратной закону изменения сечения,Температура поверхности заготовиопределяется по ФормулеЯ где Т - температура поверхности за- ЬОготовкиС - коэФфициент излучения поверхности;Э - ток, протекающий по заготовке, А Ь - ширина заготовки, мм;и - толщина заготовки, мм;ф)Т - удельное сопротивление обрабатываемого сплава при температуре Т, Ом/мм. Если пренебречь иэменением удельного сопротивления от температуры и считать его величину постоянной, то можно допустить, чтоЛФ К )где К - коэффициент пропорциональности, включающий в себя всевеличины, неизменные в процессе термообработки.Эта Формула справедлива для небольших областей, Если же учитывать изменениеТ, что необхоцимо для больших областей заготовки то зависимость выразится Формулой т.е. будет иметь вид гиперболы.Наиболее узкая часть заготовки 4-4 и т.д, должна быть шире эвукопровода. Площадки 1-2-2-1 и 7-8-8-7 служат для подсоединения к токопроводящим шинам, Растягивающая нагрузка прикладываемая по линиям 3-3, 5-5 и т.д., создает градиент механического напряжения, который также определяется кан обратная Функция от закона изменения сечения заготовки. Механическая нагрузка в совокупности с нагревом способствует получению более однородной текстуры и выравнивает внутренние механические напряжения по сечению эагртовки. Таким образом в каждом сечению заготовки образуется комбинация иэ перепада температуры и механического напряжения, не повторяющаяся в других сечениях, Если трапеции 2-3-4-4-3-2, 4-5-6-6-5-4 и т.д. имеют одинаковую Форму,то закон изменения температур в них будет повторятьсяОднако величины растягивающих сил, прпкладываемых по линии 3-3, 5-5 и т д., выбирают так, чтобы механические напряжения в сечениях трапеции 2-3-4-4-3-2 не повторя-; лися в сечениях трапеции 4-5-6-6-5-4, а образовывали непрерывный диапазон.П р и м е р. Допускаем, что сечения 2"2, б-б; в 3 раза больше сечений 4-4 и т.д. и равны соответственно 0,3 мм и 0,1 мм , а по линии 3-32.действует нагрузка 30 тогда механическое напряжение в трапеции 2-3- 4-4-3-2 будет изменяться от 100 в сечении 2"2 д 300 г/ммв сечении 4-4. Легко подсчитать, что нагрузка в 90 г, приложенная по линии 5-5, создает механическое напряжение в сечении 6-6 300, а в сечении 4-4 -900 г/мм Таким образом, получен непрерывный диапазон механических нагрузок от 100 до 900 г/ммв двух трапециях. Аналогично нагружают последующие тра801152 пеции. Следует отметить, что сечение 4-4 имеет две неличины механических напряжений, аналогично будет и в сечении б-б и ему подобных, Однако по линиям 4-4, 6-6 и т,д. осуществляют жесткое крепление заготовки к поддерживающему приспособлению, поэтому различные механические напряжения слева и справа от этого сечений будут влиять друг на друга.Зигзагообразное размещение заГо" тонки при термообработке, как показа" ф но на фиг. 2, позволяет прикладывать к заготонке растягивающие нагрузки заготовку большой длины поьещать в малые объемы и в одинаковых по, Форме заготовках, имеющих одинаковые 15 температурные поля, создавать различные механические напряжения. Закрепление заготовки по линиям 4-4, 6-6 и т.д, осуществляют через изоляторы но избежание замыкания тока термооб- Я работки на корпус. Растягинающее; напряжение создают подвешиванием грузов на изгибы по линиям 3-3, 5-5 и т,д. к стержням.При термообработке пропусканием электрического тока основным измеряемым параметром является величина тока, измеряемая измерителем 11 электрического тока, а необходимую величину тока создают регулируемым источником 10 тока.ЗОИзмерение величины тока и. сечения заготовки осуществляют с высокой .точностью, во много раз превышающей точность измерения температуры спектропарами или другимч методами. ароме того, измерение тока не требует визуального наблюдения за заготовкой и позволяет проводить термообработку в закрытых камерах, которые дешевле и проще н изготовлении по сравнению 40 ,с камерами, имеющими иллюминаторы. измерение величины тока тожио проводить дистанционно, запись результа" тов измерения автоматизировать. Легко осуществить автоматизацию 4 процесса управления током термообработки по заранее составленной программе и задавать быстроменяющиеся режимы, которые не в состоянии обес" печить человек-оператор.Плотность тока нычиляют по форыуле 11=где и - постоянная и задается толюи-. ной проката, а изменение П ширины е заготовки задают в виде функции от 5 длины 8 ъ=ксе).Таким образом, ширина заготдвкНи плотность тока однозначно связанызависимостьюТъ ъ й цеи являются функцией длины.АналОгиЧно рассчитывают величину механФЙзСкого напряжения. Размер знукопронода 9, выделяемого из заготовки, выбирают с учетом конструкции ферроакустического устройстна, для которого он предназначается. Выделение знукопровода, .как правило, произнодят фото- литографическими мет.дами и травлением, так как механическая резка нежелательна из-за деформации звукопронода и низкой точности соблюдения размеров, Знукопронод 9 исследуют путем возбуждения на конце ультразвуковых колебаний с помощью обмотки 12 возбуждения, питаемой от формирователя 13 импульсов тока возбуждения, причем возбуждение ультразвука.провэдят эталонным преобразователем, чтобы точно знать параметры ультразвука, вводимого в знукопровод. При считывании сигналов, воэбуждаеьщх н эвукопроводе ультразвуковыми колебаниями основное внимание обращают иа амплитуду считываемых сигналов и соотношение сигнал помехаОба параметра важны и должны быть не ниже неличины, определяемой конструкции ферроакустнческого устройства и условиями его эксплуатации. ИсследОвание звукопровс .;да проводят эталонньачи катушками, что. бы условия проведения измерений не менялись. Обмотка 14 возбуждения магнитного поля, запитынаемая от формирователя 15 импульсов магнитного поля, служит для записи сигналов, а обмотка 16 считывания и осцилограф 17 служат для измерения величины считываемых сигналов. Обмотка 16 считывания обмотка 14 возбуждения магнитЪного поля н обмотка 12 возбуждения ультразвука не должны менять взаимного расположения, т,е, закреплены жестко, а в процессе измерения перемещают звукопровод 9. После исследования звукопровода расчетным путем определяют какой режим териообработки дает для данного материала звуко - провода оптимальные величины считываемых сигналов н соотношения сигнал/ помеха.Параметры термообработки,дающие оптимальные свойства эвукопровода в короткой зоне, можно исследовать более тщательно, придав соответствующую Форму заготовке, применив рассчитанную плотность тока терморбработ- ки и приложив нужную механическую нагрузку.Предлагаемый способ можно использовать для массового изготовления звукопроводон, магнитоупругие характеристики которых должны меняться по длине. При этом ширину заготовки увеличивают до размеров, достаточных для выделения нужного числа эвукопроводов, а закон изменения ширины заготовки задают расчетом. формула изобретенияСпособ определения оптимального режима магнитомеханической термообработ601152 1 8 Рие. 1 ие. 8 Составитель В.ВерченкоТехред Н. Ковалева Корректор Л. Ив актор Л. Пчел а каэ 10445/73 ВНИИПИ Госуд по делам 113035, ИосквТираж 795арстзенногоизобретенийЖ, Раун ПодСССРийф дсно омитеоткрыкая н лиал ППП "Патент", г.ужгород, ул. Проектная, 4 ки плоских звукопроводов ферроакустических .устройств, заключающийся в разнорежимной магнитомеханической термообработке звукопроводов по длине пропусканием тока через них,о т л ич а ю щ и й с я тем,что,с целью по выиения производительности труда при исследовании параметров .звукопроводовзаготовке, имеющей переменную ширину и нагруженной растягивакицей нагрузкой, замеряют,величину тока, опре. деляют его плотность по длине, затемв выделенном после термообработки иэ заготовки звукопроводе с одинаковым сечением возбуждают ультразвуковыеколебания, считывают сигналы в различных участках эвукопровода и определяют зависимости магнитоупругиххарактеристик звукопровода от плотности тока термообработки и величинымеханической нагрузки. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР В 352950, кл. С 21 В 1/12,29.09.71.2. Патент Японии 49-9284, опублик. 04.03.74 (прототип ).