Способ определения коэффициента прессуемости ферромагнитных порошков Советский патент 1986 года по МПК G01R33/12 

1 , 1

Изобретение относится к контролю свойств материалов с помощью методов магнитных измерений и может быть применено, например, для контроля коэффициента прессуемости ферритовых порошков.

Прессуемость порошков характеризуется изменением плотности порошков при прессовании и способностью к сохранению формы после прессования.

Цель изобретения - повышение точности определения коэффициента прессуемости ферромагнитных порошков.

В основу предлагаемого способа положена зависимость намагниченности насыщения от концентрации ферромагниной фазы или, в данном случае, от плотности различных зон опрессованно го образца. Коэффициент прессуемости можно вьфазить через намагниченности насьш1ения верхней и нижней зон образца, домножив числитель и знаменател правой части зависимости (1)

. (1)

,V( /у

н В

,где К„р - коэффициент, прессуемости порошка;

ii и J - плотности соответственно ниней и верхней зон образца,

на уделЪную намагниченность нacьш eния порошка S :

JT б.

К,

t-6,

---Msн/.

(2

где

М

SH

ОБ sn иМ, - намагниченности насыщеп о о

ния соответственно нижней и верхней зон образца.

Домножив правую и левую части уравнения (3)

у гУ е Ч V (1)

Н о ндс - . где у - плотность на расстоянии h от плоскости приложения давления,

насыпная плотность порошка - коэффициент, зависящий от геометрических размеров прессовок и свойств порошков,

получают уравнение, описывающее изменение намагниченности насьш1ения

м - м г, ч м

(4)

Y

нас

d

на о

Sh

В образце: .

е

где М

Sh

.м -М - м

so se sn 1 намагниченность насыщения

на расстоянии h от плоскости приложения давления намагниченность насыщения порошка.

На основании уравнения писать

-.г

SH--- so

м

Sh

можно

(5) (6)

где С - длина образца.

Подставляя вьфажения (5) и (6)

5

5

0

5

0

(2)

и обозначив

xf

м

Stl

/ Ч.

К -(е

п р 5„, найдем

-j3)/() (7)

Поскольку потокочувствительные элементы имеют конечные размеры, результаты измерения намагниченностей насыщения представляют собой усредненные значения, относящиеся к центру потокочувствительного элемента, то выражение для этих значений можно получить, интегрируя уравнение (4) по ширине потокочувствительного элемента. Поэтому, размещая потокочув- ствительный элемент у краев образца, измеряют не намагниченности насыщения верхней и нижней зон образца, а намагниченности насьш1ения участков, соответствующих расстоянию, равному половине ширины потокочувствитель- ного элемента, вследствие чего увеличивается погрешность определения коэффициента прессуемости по формуле (2) . Дп;я снижения этих погрешностей необходимо при измерении намагниченностей насыщения двух зон на противоположных концах образца смещать потокочувствительные элементы от краев образца на такое расстояние, где на результаты измерения практически не оказьгаает влияния искажение магнитного поля на краях образца. Определение значения этого расстояния, на котором данные искажения практически не оказывают влияния, проводят для случая . Применительно к системе, представленной на фиг. 1, необходимо определить координату Z , в которой значение магнитной индукции на поверхности образца с заданной точностью не отличается от значения магнитной индукции в области равномерного поля. В общем виде координату Z рассчитывают по формуле

U f L ь . ,( )bJr2Л , L 2 - ---|л.сЦ----.--А.сК Y j;Xo-b),

(8)

5 где f . -ij ,

d - зазор между полюсами намагничивающей системы; Ь - зазор между полюсами намаг31

ничивающей системы и образцом;

tjJ - функция распределения поля на первой вспомогательной плоскости. Значение магнитной индукции равно:

.м где

°йг р

М-,. 1dj az d

разность магнитных скалярны потенциалов между полюсами намагничивающего устройства Ро магнитная постоянная; uJ - функция распределения поля на второй вспомогательной плоскости.

Из уравнения (9) при J, О находят значение магнитной индукции в зоне однородного поля

, (10)

Задаваясь требуемой точностью определения границы влияния краевых искажений, из выражения (10) определяют граничное значение магнитной индукции

, (11)

где S- допустимая погрешность определения границы влияния краевых искажений поля. Подставляя выражение (11) в (9),

определяют граничное значение :

. Чгр--С)) {-1. 02)

Подставляя значение ,rp в формулу (8), получают искомое значение координаты Zj.p . Анализ выражений (8) и (12) показывает, что пропорционально 2 5 , а значение определяется, главным образом, величиной зазора между полюсом намагничивающей .системы и образцом.

В таблице приведены результаты расчетов по формулам (8) и (12) для различных сочетаний исходных параметров.

263704

Таким образом, с погрешностью, не превьппающей 1,5%, в качестве границы влияния краевых искажений поля можно принять расстояние, равное величине зазора между полюсом магнитной системы и образцом, т.е. .

Зная величину зазора (Ь), ширину потокочувствитедьных элементов (с) и длину образца (I), можно следующим ig образом определить расстояние от плоскости приложения давления до центров потокочувствительных элементов и до центров контролируемых зон на образце (фиг. 1):

(13)

15

h,--f-().

(U)

Для расчета коэффициента прессуе- мости по результатам измерения намаг-ниченностей насыщения М., и М,., на

&h. sn

расстояниях h и h от плоскости приложения давления на основании уравнения (4) составляют систему урав--М„е ° м

,,-so- -., Ь,к,м.,„,

Решив систему (15), находим

л--()/е

-o(h.

(15)

(16)

so , sn ,(M,,;M./M,(h,-hJ (17)

Отсюда

-ci-h

M

о sn

M

jfi

b/f.n ь:

sb,-.n

(ia)

. с учетом выражения (17) уравнение (7) примет вид

40

- b,-h,

кЛ(е-) О.)

Следовательно, измерив намагниченности насыщения N1 ц и на расстояниях h и Ь.от плоскости приложения давления и намагниченность насыщения порошка, по зависимостям (18) и (19) рассчетным путем определяют коэффициент прессуемости.

На фиг. 2 представлена схема, поясняющая сущность предлагаемого способа. Схема содержит односторонне опрессованный образец 1, пробу 2 ферромагнитного порошка, магнитную систему 3 с зазором, потокочувстви- тельные элементы А - 7, вычитающие устройства 8-10 и измерительные устройства 11-13.

Односторонне опрессованный образец 1 и пробу 2 ферромагнитного по

рошка помещают в зазор магнитной системы 3 и намагничивают до насыщения. С потокочувствитепьных элементов 4 и 5, расположенных на расстояниях h от .плоскости приложения давления, на входы вычитающих устройств 8 и 9 подаются сигналы, пропорциональные магнитным индукциямВ и В в исследуемых зонах образца, С потокочувствительного элемента 6 на вычитающее устройство 10 подается сигнал, пропорциональный магнитной индукции в порошке В . С потокочувствительного элемента 7, расположенного в свободной зоне зазора, на вторые входы вычитающих устройств 8 - 10 подается сигнал,пропорциональный . С выходов вычитающих устройств 8 - 10 на измерительные устройства 11 - 13 поступают сигналы, пропорциональные намагниче шостяй насьщ1ения зон образца и ферромагнитного порошка. По результатам измерений рассчитьтают коэффициент прессуе мости.

Формула изобретения

Способ определения коэффициента прессуемости ферромагнитных порошков включакиций сравнение с параметрами односторонне опрессованного образца, отличающийся тем, что, с целью повьшения точности, односторонне опрессованный образец и пробу, ферромагнитного порошка намагничивают до насьщения, измеряют намагниченности насыщения пробы порошка и двух зон с концов опрессованного образца, одна из которых расположена со стороны приложения давления, а другая - с противоположной ей стороны на расстоянии, равном величине зазора между полюсом магнитной системы и образцом, а коэффициент прессуе - мостиК„ рассчитывают по формуле:

(.,-Мсп)/См,и -M,J

p/(h,-h.

Sh

sn

sh, sn/

К;И,„)/(М, -%)J

b,/(,)

M. Чп

h.Sb,

намагниченность насыщения порошка; намагниченности насыщения зон на противоположных концах образца, расстояние от плоскости приложения давления до центров контролируемых зон образца К, Ь + с/2, h,()-,

Е - длина . образца

Ь - величина зазора между полюсом магнитной системы и образцом;

с - щирина потокочувствитель- ных элементов,

Плоскость I

Фыг.

0 0 0

Составитель В. Колачевская Редактор Н. Яцола Техред И.Попович Корректор О.Луговая

Заказ 2127/4А Тираж 728 Подписное

ВР1ИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно

-полиграфическое предприятие,г.Ужгород,ул.Проектная,4

Фиг. 2

Изобретение относится к области контроля свойств материалов с помощью магнитных измерений .Цель изобретения - повышение точности определения коэффициента прессуемости ферромагнитных порошков. Указанная цель достигается благодаря тому, что односторонне спрессованный образец и пробу ферромагнитного порошка намагничивают до насьш1ения. Измеряют намагниченность насыщения пробы ферромагнитного порошка и двух зон с концов опрессо- ванного образца. При этом одна из зон расположена со стороны приложения давления, а другая - с противоположной ей стороны. Расстояние между зонами равно величине зазора между полюсом магнитной системы и образцом. Коэффициент прессуемости определяют по формуле, приведенной в описании. 1 табл., 2 ил. Q т (Л с N5 ю О) со