Способ контроля концентрации вольфрама в связующей фазе твердых сплавов карбида вольфрама с кобальтом Советский патент 1990 года по МПК G01N27/72 

Изобретение относится к магнитным методам контроля качества твердых сплавов системы карбиды вольфрама - кобальт и может быть использовано для определения концентрации вольфрама в исследуемых образцах.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей измерений за счет увеличения диапазона форморазмеров контролируемых изделий.

На фиг. 1 изображен график зависимостей отношения удельной намагниченности б к весовой доле С кобальта от концентрации вольфрама q н в связующей Фазе сплавов WC-Co марок ВК4 (WC- 96S, Со -4%, С 0,04), ВК6 (WC - 947, Со - 6%, С - 0,06), ВК8 (WC - 92%, Со - 8%, С 0,08), ВК10 (WC - 90%, Со - 10%; С 0,10), ВК12 (WC - 88%, Со - 12%; С 0,12), ВК15 (WC - 85%, Со - 15%; С 0,15) с различной весовой долей кобальта при постоянной напряженности магнитного поля; на фиг. 2 изображены графики зависимости разности СГ/С - КС от концентрации вольфрама qwB связующей фазе сплавов ВК4, ВК6, ВК8, ВК10,

15696924

/ позволяет установить градуировочный

ВК12 и BKI5 при различных значениях напряженности магнитного поля, прямая 4 при 1000 кА/м (К 0), прямая 5 Чтри 500 мА/м (К 30 ), прямая 6 при 300 кА/м (К 44 Ммг/кг); прямая 7 при 160 кА/м (К /2 А мг/кг) напряженности поля в интервале от J20

л л .. J v- . 9/ Ч .. 1 Г / . . ./ / y-i т/график для определения q по величине отношения G1C в нензсышающем магнитном поле.

Как видно из фиг.2, при постоянной

прямая 8 при 120 кА/м (К 95 А-м2/кг)% на фиг. 3 изображены графики зависимости удельной намагниченности б от напряженности магнитного поля Н для сплавов WC-Co с различным средним размером зерен карбида вольфрама 3у,с, кривая 9 для мелкозернистого сплава ВК6 (С 0,06, qw 7,5%,

до 1000 кАУм значения разности Сэ/С-КС для сплавов WC-Co с различной весовой

IQ долей кобальта укладываются на одну прямую линию. Это означает, что разность Сэ/С-КС (в отличие от б/С) зависит лишь от концентрации вольфрама в связующей фазе q . Поэтому представ

15 ленные на Фиг. 2 прямые 5-8 представляют собой градуировочные графики для определения qw по величине разност

we

1,4 мкм), кривая 10 для

крупнозернистого сплава ВК6 (С 0,06 qw 7,5%; d wc 4,9 мкм), кривая 11 для мелкозернистого сплава ВК10 (С 0,10, qw « 6%, dwc 1,5 мкм), кривая 12 для крупнозернистого сплава BKIO (С 0,10,

q 6%, d we

Цель достигается тем, что в известном способе контроля концентрации вольфрама, включающем введение образцов в магнитное поле постоянной напряженности, измерение удельной намагниченности С) сплава, вычисление отношения измеренной величины к известной весовой доле С кобальта в сплаве и определение концентрации q по градуировочному графику, построенному на эталонных образцах, измерение проводят в ненасыщенных магнитных полях, при этом на эталонных образцах с различной весовой долей кобальта определяют угловой коэффициент К зависимости (J/С от С,

напряженности поля в интервале от J20

график для определения q по величине отношения G1C в нензсышающем магнитном поле.

Как видно из фиг.2, при постоянной

напряженности поля в интервале от J20

.. 1 Г / . . ./ / y-i т/0

5

до 1000 кАУм значения разности Сэ/С-КС для сплавов WC-Co с различной весовой

Q долей кобальта укладываются на одну прямую линию. Это означает, что разность Сэ/С-КС (в отличие от б/С) зависит лишь от концентрации вольфрама в связующей фазе q . Поэтому представ5 ленные на Фиг. 2 прямые 5-8 представляют собой градуировочные графики для определения qw по величине разности

СГ /С-КС в ненасыщающих полях напряженностью соответственно 500, 300, 160 и 120 кА/м.

Способ осуществляют следующим образом.

При постоянной напряженности ненасыщающего поля (120 или 300 кА/М) на эталонных образцах сплавов WC-Co с одинаковым составом связуюшей Фазы и различной весовой долей С кобальта определяют угловой коэффициент К линейной зависимости отношения 6YC (удельной намагниченности к весовой доле кобальта) от С, а на эталонных образцах с различной концентрацией растворенного в связуюшей фазе вольфрама q w устанавливают градуировочный

,. график зависимости f (б/С-КС), который используют затем для определения концентрации вольфрама в связующей фазе исследуемых образцов сплавов WC-Co по измеренному значению (Г

0

Изобретение относится к магнитным методам контроля качества твердых сплавов системы карбиды вольфрама - кобальт и может быть использовано для определения концентрации вольфрама в исследуемых образцах. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей измерения. Способ заключается во введении образцов в магнитное поле постоянной напряженности, измерении удельной намагниченности σ, вычислении отношения σ/C, где C - весовая концентрация кобальта в сплаве, и определении концентрации вольфрама Q_W по градуировочному графику, построенному на эталонных образцах. Новым в заявленном способе является проведение измерений в ненасыщающих магнитных полях с напряженностью H = 120 кА/м и H = 300 кА/м. При этом предварительно на эталонных образцах с различной весовой долей кобальта C определяют угловой коэффициент K зависимости σ/C от C, а определение концентрации вольфрама осуществляют по градуировочному графику Q_W = F(Σ/C - KC). 3 ил., 1 табл.

а определение концентрации вольфрама 0 и известной величине С. в известном образце осуществляют поПример. Измеряли концентрацию вольфрама q w

градуировочному графику qw f((j/C- - КС).

в связующей фазе

образца твердого сплава WC-Co марки ВК 8 (С 0,08) форморазмера 02271,

Как видно из фиг.1, величина отно- 45 Длиной 18 мм предлагаемым способом шения G/С в ненасыщенном магнитном в ненасыщающем магнитном поле напряполе напряженности менее 1000 кА/м помимо концентрации вольфрама в связующей фазе q зависит еще и от весовой доли кобальта С в сплаве. Зна- чения 6 /С для сплавов WC-Co с различной весовой долей кобальта в ненасыщенном магнитном поле напряженностью 300 и 120 кА/м не укладываются на одну линию (как в насыщающем магнитном поле напряженностью 1000кА/м), а располагаются в полосе, ширина которой растет по мере снижения напряженности поля. Это обстоятельство не

п

5

женностью 120 кА/ м, создаваемом с помощью двух малогабаритных постоянных магнитов из сплава КС 37 в форме цилиндров диаметром 55 мм и высотой 60 мм, установленных на расстоянии b 50 мм друг от друга (габариты блока намагничивания 60x70 200 мм, вес 1,5 кг). Предварительно на эталонных образцах сплавов С-Со с одинаковой концентрацией вольфрама qw в связующей фазе и различной весовой долей кобальта установили угловой коэффициент К линейной зависимости отно51

шения О /С (удельной намагниченности к весовой доле кобальта) от С. Значение К 95 А м /кг. Затем на эта- лонных образцах сплавов WC-Co с различной концентрацией растворенного в связующей Фазе вольфрама qw установили градуировочный график зависимости qw f(G/C-KC) (фиг. 2, прямая 8). После этого измерили удельную намагниченность испытуемого образца 0 7,1 Ам /кг. Вычислили значение раз ности (J/C-KC 81,1 А-мг/мг и по градуировочному графику (фиг.2, прямая 8) определили соответствующую концентрацию вольфрама в связующей фазе испытуемого образца q - 6%.

В таблице отражены результаты определения концентрации вольфрама в связующей фазе сплавов С-Со различных марок и форморазмеров предлагаемым и известным способом. Для осуществления известного способа использовали электромагнит (габариты 400x500 600 мм, вес 120 кг) при токе 15А и зазоре между полюсами Ъ 15 мм, насыщающее магнитное поле напряженностью Н 1000 кА/м. Предлагаемый способ осуществляли в трех вариантах. В первом и втором вариантах способа использовали описанные в примере малогабаритные постоянные магниты. Варианты отличались межполюсным расстоянием Ъ (50 и 20 мм) и, -соответственно, напряженностью ненасыщенного поля Н (120 и 300 кА/м). В третьем варианте способа в качестве источника магнитного поля использовали описанный электромагнит, создающий в зазоре между полюсами d 50 мм ненасьт- лдающее поле напряженностью НЗООкА/м.

Представленные в таблице данные показывают, что предлагаемый способ

-х Размер испытуемого образца превышает размеры рабочей зоны установки.

15

20

696926

по сравнению с прототипом позволяет расширить диапазон Форморазмеров контролируемых изделий и(или) умень- шить габариты установки, при этом оптимальной является напряженность не- насыщзющего поля 120 кА/м.

Концентрация растворенного в свя- 10 зующей фазе вольфрама оказывает существенное влияние на режущие свойства сплавов WC-Co. Внедрение предлагаемого способа позволит повысить массовость и надежность контроля твердосплавных изделий, а также упростить реализацию способа в производственных условиях.

Формула изобретения

Способ контроля концентрации вольфрама в связующей Фазе твердых сплавов карбида вольфрама с кобальтом, включающий введение образцов в магнитное поле постоянной напряженности, измерение удельной намагниченности б сплава, вычисление отношения измеренной величины к известной весовой доле С кобальта и определение концентрации вольфрама qw по градуировочному графику, построенному на эталонных образцах, отличающий- с я тем, что с целью расширения функциональных возможностей, измере35 ние проводят в ненасыщающем магнитном поле, при этом предварительно на эталонных образцах с различной весовой, долей С кобальта определяют зависимости от С, а определение

0 концентрации вольфрама осуществляют по градуировочному графику зависимости qw f(0 7C-KC), где К - угловой коэффициент зависимости О /С от С

25

30

CM

a

D

a о m

C3 I

R

Csj

#v

и

Я

§

§

§

&-Ъс,Л-мЧкг

т

т

130

120

110

5(500кЛ/м)

100

б(ЗООкЛ1н)

90

6071150кЛ/н) 8(ткА1н)

510 1S 20 д„,#

(Риг. 2

6,

5КБ

Ю№нк) .9(1,Иккм)

i i i i i i

ТОО ЯО УЮ МО Н,кЛ1н Шс/гЗ