СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ СПЕКАНИЯ ФЕРРИТОВЫХ ИЗДЕЛИЙ Советский патент 1995 года по МПК B22F3/12 C04B35/26 G01N27/72 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к спеканию ферритовых изделий, и может быть использовано в технологии изготовления ферритовых изделий.

Целью изобретения является повышение выхода годных ферритовых изделий по показателю качества Y после спекания.

Изобретение основано на экспериментально установленном факте, что в производственных партиях готовых ферритовых изделий (после спекания) показатели качества, как правило, распределены по законам, с достаточной точностью близким к нормальному.

Связь между средним арифметическим значением показателя качества Y в производственной партии ферритовых изделий и температурой спекания этой партии t, в пределах фактического изменения температуры спекания от t₁ до t₃, с достаточной точностью описывается многочленом второго порядка:
=at²+bt+c где среднее арифметическое значение показателя качества Y в партии;
a, b, c коэффициенты, существенно отличающиеся для различных партий.

При нормальном распределении показателя качества изделий после спекания минимальный объем представительной выборки ферритовых изделий может быть определен по формуле
n (1) где Z_α коэффициент, зависящий от допустимой вероятности ошибки определения среднего арифметического значения показателя качества; величина Z_α выбирается из таблиц (Шор Я.Б. Статистические методы анализа и контроля качества и надежности. М. Советское радио, 1962, с.493);
σ_y среднее арифметическое значение дисперсии показателя качества Y в партии;
ε максимальная допустимая величина погрешности при выборочной оценке значения .

Поскольку связь между средним арифметическим значением показателя качества Y в партии спеченных ферритовых изделий с температурой спекания описывается многочленом второго порядка, для получения зависимости показателя качества данной партии от температуры ее спекания достаточно провести три пробных спекания представительных выборок при различных температурах t₁, t₂, t₃.

Зависимость от температуры спекания может быть определена по формуле
y₁ + y₂ + y₃
Решение данного уравнения относительно температуры (t) при подстановке значения Y_о (оптимальное значение показателя качества) позволяет получить расчетную формулу для определения оптимальной температуры спекания всей партии ферритовых изделий:
t_сп1,2= _ ±
± +
4 + ×
× + Y ×
× + + . (2)
Из двух значений t_сп, определяемых по формуле, выбирается то, которое не противоречит физическому смыслу операции спекания, т.е. входит в интервал температур спекания данного типа ферритовых изделий.

Способ осуществляют следующим образом. Из партии отпрессованных изделий отбирают три выборки, объем каждой из которых n определяется по формуле (1).

Выборки спекают на трех разных температурах t₁, t₂, t₃, где t₁ и t₃- соответственно минимальная и максимальная допустимые температуры спекания ферритовых изделий данного типа, причем температура t₂ 0,5 (t₁ + t₃).

Измеряют показатель качества Y всех изделий в выборках после спекания.

Определяют средние арифметические значения показателя качества Y в выборках у₁, у₂, у₃, спеченных соответственно при температурах t₁, t₂, t₃.

Определяют температуру спекания t_сп всех изделий данной партии по формуле (2), после чего партию спекают при температуре t_сп.

П р и м е р 1. На операцию спекания поступает партия отпрессованных ферритовых стержней марки 6С41. Качество каждого стержня оценивается с помощью комплексного показателя Y D, причем 0 ≅D≅ 1. Значение D 1 означает наилучшее качество стержня. Значение D 0 означает, что стержень является негодным. Чем ближе значение D к единице, тем лучше качество стержня.

Известно, что в данном технологическом процессе σ у 0,431. Установлено, что ε= 0,05, Z_α 1,96.

Берут три выборки объемом n штук каждая. В соответствии с формулой
n 284 шт
Выборки спекают при температурах: t₁ 1250^оС; t₂ 1300^оС; t₃= 1350^оС. Измеряют параметры всех спеченных стержней в выборках. Определяют средние арифметические значения показателя качества D в выборках: d₁ 0,120, d₂ 0,905, d₃ 0,906.

По формуле (2) определяют оптимальную температуру спекания стержней данной партии, при которой среднее арифметическое значение показателя качества D D_o 1.

Получают: t_сп1 1320^оС; t_сп2 1330^оС. Обе эти температуры допустимы для спекания ферритовых изделий данной марки. Выбирают температуру спекания t_сп 1320^оС.

Получают стержни со средним арифметическим значением показателя D в данной партии D_о 1. При этом выход годных изделий определяют статистическим методом по формуле
P(d₁) e dx=- где σ_d значение σ при выборке d;
D_н, D_в нижняя и верхняя границы допустимого изменения показателя D.

В рассматриваемом случае D_н 0, D_в + ∞ (значения D > 1 не имеют физического смысла, поэтому на практике все значения D > 1 принимаются равными 1).

В рассматриваемом примере
P(D_o)=Φ_o(+∞)-=0,9898
При спекании известным способом при температуре t₃ 1350^оС получают партию стержней с выходом годных изделий
P(d₃)=Φ_o(+∞)-=0,9822
Таким образом, по сравнению с известным способом спекание ферритовых стержней при температуре, определяемой по изобретению, позволяет получить повышение выхода годных изделий в партии на 0,76% ([P(D_o) P(d₃)] ˙ 100% 0,76%).

П р и м е р 2. На операцию спекания поступает партия заготовок сердечников из феррита с ППГ марки 105П.

Качество каждого сердечника оценивается по величине коэрцитивной силы (Н_c) и величине максимальной индукции (В_ч). Допуски на указанные параметры соответственно: Н_с 0,80-1,00 Э; В_ч 2040-2760 Гс.

Поскольку данный технологический процесс удовлетворяет требованиям к величине В_ч сердечников, подбор температуры спекания осуществляется по величине Н_с. Величина Н_с в партии распределена по закону, близкому к нормальному.

Известно также 0,028 Э; ε_Hc 0,01 Э; Z_α 1,96.

Берут три выборки объемом n штук каждая. В соответствии с формулой (1)
n ≈ 30 (шт)
Выборки спекают при температурах, находящихся в пределах допусков действующей технологии (операционная карта УВ/ПЯ7.137.920/921 ТК) t₁ 1050^оС, t₂ 1150^оС, t₃ 1250^оС. Измеряют коэрцитивную силу спеченных сердечников. Определяют средние арифметические значения Н_с в выборках: H_c1 1,08 Э; H_c2 0,84 Э; H_c30,81 Э.

Для данных изделий оптимальной будет температура спекания, при которой среднее арифметическое значение Н_с совпадает с серединой поля допуска, т.е. Y_o H_co 0,9 Э.

По формуле (2) определяют оптимальную температуру спекания сердечников данной партии. Получают t_сп 1102^oС. Всю партию спекают при данной температуре.

При этом выход годных изделий, определяемый по формуле, приведенной в примере 1, равен
P(H)=- ≈ 1,0 что подтверждается фактическим измерением.

При спекании по известному способу при t₂ 1150^оС выход годных изделий составляет
P(H_c)=- ≈ 0,92
Таким образом, по сравнению с известным способом спекание сердечников при температуре, определяемой по изобретению, позволяет получить повышение выхода годных изделий в партии на 8%
П р и м е р 3. На операцию спекания поступает партия заготовок анизотропных магнитов из феррита марки 28СА250.

Качество каждого магнита оценивается по величине двух параметров: максимальной энергии, создаваемой единицей объема магнита (ВН)_макc и по коэрцитивной силе Н_с. Требованиями технических условий обе эти величины ограничены снизу:
(ВН)_макс ≥ 28 кДж/м³ (3,52 МГсхЭ)
и Н_с ≥ 250 кА/м ˙ (3140 Э).

Из предварительного исследования известно, что в области температур спекания, ограниченной действующей технологией (операционная карта УВО. 737,504 ТК) от t₁ 1130^оС до t₃ 1230^оС величина (ВН)_максвозрастает, а величина Н_с убывает, т.е. один параметр магнитов, (ВН)_макс, улучшается с ростом температур, а второй, Н_с, становится хуже.

В этом случае вся партия рассматривается как единый объект технологического воздействия, и показателем качества партии является выход годных изделий. Известно также, что объем представительной выборки заготовок магнитов не менее 40 шт.

Три выборки заготовок объемом 40 шт. каждая спекают при температурах t₁ 1130^оС, t₂ 1180^оС и t₃ 1230^оС. Измеряют (ВН)_макси Н_с каждого изделия в выборках. Определяют, что в первой выборке 37 шт. годных (У₁ 0,925), во второй выборке 38 шт годных (У₂ 0,950), в третьей выборке 32 шт. годных изделий (У₃= 0,80).

В формулу (2) подставляют Y_o 1,0 и определяют по этой формуле оптимальную температуру спекания магнитов данной партии. Получают t_сп1 1150^оС, t_сп2 1169^оС. Выбирают t_сп 1150^оС.

При спекании на этой температуре получают партию с выходом годных изделий 100%
Как показала выборочная оценка, при спекании по известному способу при t₂1180^оС выход годных изделий составляет 95%
Таким образом, по сравнению с известным способом выбор температуры спекания в соответствии с изобретением позволяет повысить выход годных изделий в партии на 5%
Как следует из примеров 1-3, предложенный способ определения температуры спекания ферритовых изделий применим для различных типов ферритов и позволяет, в зависимости от марки феррита, повысить выход годных изделий на 0,76-8%
Использование изобретения в промышленном производстве ферритовых изделий позволит снизить себестоимость ферритовых изделий за счет уменьшения отбраковки изделий после спекания.

Изобретение относится к технологии производства ферритовых изделий и может быть использовано при уточнении температур спекания ферритовых изделий из различных марок ферритов. С целью повышения выхода годных ферритовых изделий по показателю качества Y после спекания предложен способ точного определения температуры спекания, по которому из партии отпрессованных ферритовых изделий отбирают три представительных выборки, которые спекают при температурах t₁, t₂, t₃, связанных соотношением t₂=0,5(t₁+t₃). На спеченных изделиях контролируют показатель качества на изделиях каждой выборки, определяют его среднее арифметическое значение и затем рассчитывают оптимальную температуру спекания всей партии изделий. Расчетная формула выведена из условия нормального распределения показателя качества в партиях изделий. Использование способа позволяет повысить выход годных изделий после спекания на 0,76% для феррита 6С41, на 8% для феррита 105П и на 5% для феррита 28СА250.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ СПЕКАНИЯ ФЕРРИТОВЫХ ИЗДЕЛИЙ, включающий проведение пробного спекания выборок партии изделий в области температур от t₁ до t₃, где t₁ меньше t₃, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода годных изделий по показателю качества Y после спекания,пробное спекание проводят на трех представительных выборках партии изделий при температурах t₁, t₂, t₃, причем t₂ 0,5 (t₁ + t₃), после спекания определяют средние арифметические значений Y₁, Y₂, Y₃ показателя качества Y в выборках, а затем определяют температуру спекания всей партии изделий по формуле

где Y₀ наилучшее значение показателя качества.