СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ СПЕКАНИЯ ФЕРРИТОВЫХ ИЗДЕЛИЙ В ТУННЕЛЬНОЙ ПЕЧИ ВАГОНЕТОЧНОГО ТИПА Советский патент 1995 года по МПК B22F3/10 C03B35/26 G01N27/72 

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам определения температуры спекания ферритовых изделий в туннельных печах вагонеточного типа, и может быть использовано при серийном производстве ферритовых изделий.

Целью изобретения является сокращение временных, энергетических и трудовых затрат при сохранении максимального выхода годных изделий по параметру Y в партии путем учета температурного градиента в печи.

Изобретение относится к экспериментально установленной возможности замены трех пробных спеканий представительных выборок партии ферритовых изделий одним спеканием при расположении трех представительных выборок изделий на различных ярусах вагонетки с различной фактической температурой, связанной с температурными градиентами печи.

Согласно предложенному способу в туннельной печи перед проведением пробного спекания определяют порядковые номера a, m, g трех ярусов многоярусной (имеющей в общем случае N ≥ 3 ярусов) вагонетки, проходящей через туннельную печь, на которые укладывают три выборки изделий, и величины Δ t_a, Δt_m, Δ t_g, на которые, соответственно, отличается фактическая температура на ярусах a, m, g от температуры t, измеряемой с помощью контрольной термопары, установленной в зоне спекания туннельной печи. Для этого в печи предварительно устанавливают N дополнительных термопар, из которых каждая i-я термопара устанавливается на той же высоте от дна канала печи, на которой находится i-й ярус вагонетки, для регистрации фактической температуры t_iна i-м ярусе. Полученные величины t_i располагают в порядке возрастания t_a ≅t_b ≅ t_m≅ t_e≅ t_g, где 1≅ (a, b, m, e, g) ≅ N.

Затем определяют разности Δ t_i=t_i-t для всех N ярусов и разности δ t_i= t_i- для всех N ярусов, кроме i=a и i=g, распределяют разности δ t_i в порядке возрастания δt_m ≅ δt_c≅ ≅δt_f, где 1 ≅ (m, c, f) ≅N, присваивают значения Δt_a= t_a-t, Δt_m=t_m-t, Δt_g=t_g-t, после чего спекают три представительные выборки от данной партии на ярусах a, m, g при t=t_n и определяют температуру спекания изделий данной партии по формуле
t_сп1,2, где K=NA;
L=2AS₁+NB;
M=AS₂+BS₁+N(C-Y_o);
Y_o оптимальное значение показателя качества;
S₁=t_i;
S₂=(Δt_i)²;
A, B, C величины, определяемые из системы уравнений
A(t_n+ Δt_a)²+B(t_n+ Δ t_a)+C=y_a;
A(t_n+ Δt_m)²+B(t_n+ Δt_m)+C=y_m;
A(t_n+ Δt_g)²+B(t_n+ Δt_g)+C=y_g; где y_a, y_m, y_g средние арифметические значения показателя качества U в выборках изделий, прошедших пробное спекание на ярусах a, m, g, соответственно.

Указанная система уравнений для определения величин A, B, C решается по формулам
A B ; C ;
G= Δ t_a²(Δ t_m- Δt_g)+ Δt_m²(Δ t_g- tΔ_a)+
+ Δt_g²(Δ t_a- Δt_m);
G₁=y_a(Δt_m- Δt_g)+y_m( Δt_g-
-Δt_a)+y_g( Δt_a- Δt_m);
G₂=y_a[(t_n+ Δt_g)²-(t_n+ Δ t_m)²]+y_m[(t_n+ Δt_a)²-
-(t_n+ Δt_g)²]+ y_g[(t_n+Δ t_m)²-(t_n+ tΔ_a)²]
G₃=y_a[(t_n+ Δt_m)² (t_n+ Δt_g)-(t_n+t_g)²
(t_n+ Δt_m)]+y_m[(t_n+ Δt_g)² (t_n+ tΔ_a)-
-(t_n+ Δt_a)² (t_n+Δ t_g)]+y_g[(t_n+ Δt_a)²x
x (t_n+ Δt_m)-(t_n+ Δt_m)² (t_n+ Δt_a)]
П р и м е р 1. Определяют температуру спекания партии ферритовых изделий марки 25БА170. На спекание поступают отпрессованные ферритовые кольцевые заготовки в количестве 1500-2000 шт. Спекание проводят в семиярусной (N=7) вагонетке в туннельной печи ЖЕМ 3.003.007.

Предварительно в печи последовательно сверлят 7 отверстий диаметром 4 см каждое для установки термопар (может быть использована одна последовательно устанавливаемая термопара). Установку термопар производят так, чтобы они находились в температурных зонах каждого яруса вагонетки.

Затем в процессе работы печи в обычном режиме при спекании серийной продукции определяют величины Δ t_i для всех 7 ярусов
Δ t₁=-28^oC; Δ t₂=-13^oC; Δt₃=-8^oC;
Δ t₄=-4^oC; Δt₅=-2^oC; Δt₆=1^oC; Δt₇=-1^oC.

Присваивают значения
Δ t_a= Δt₁=-28^oC; Δ t_m= Δt₂=-13^oC;
Δ t_g= Δt₆=1^oC.

Пробное спекание трех представительных выборок заготовок (по 15 шт) из данной партии проводят на первом, втором и шестом ярусах при температуре t= t_n= 1200^оС.

В качестве показателя качества (Y) колец используют величину остаточной магнитной индукции Br, причем оптимальное значение показателя качества Y_o принимают равным Y_o=Br_o=0,388 Тл.

После пробного спекания замеряют значения Br у всех спеченных колец, определяют средние арифметические значения Br в каждой выборке. Получают Y_a= Br₁=0,3830 Тл; Y_m=Br₂=0,3885 Тл; Y_g=Br₆=0,390 Тл.

Затем проводят расчет по формуле
t_сп1,2.

При этом значения параметров, необходимых для расчета температуры спекания всей партии изделий, вычислены на ЭВМ.

G₁= 0,0544996; G₂= -130,7980; G₃=76081,5; G=-6092; A=-8,94610 ˙10^-6;B= 0,0214704; C= -12,4888; S₁=-55; S₂=1039; K=-6,26227 ˙10^-5; L=0,151277; M=-91,3275.

В результате расчета по формуле получают
t_СП1=1185,16^оС; t_СП2=1230,53^оС.

Из этих температур для спекания всей партии изделий выбирают температуру 1185^оС, так как она находится в пределах фактического изменения температуры на выборочных представительных ярусах вагонетки. После спекания всей партии изделий при t= 1185^оС получают ферритовые кольца со средним арифметическим значением Br= 0,388 Тл, что соответствует оптимальному значению показателя качества.

П р и м е р 2. Определяют температуру спекания партии (7500 шт.) сердечников из феррита марки 6СЧ1, используемых при изготовлении фазовращателей. Качество сердечников оценивают с помощью двухканального устройства, в одном канале которого установлен фазовращатель с измеряемым сердечником, а в другом переменный фазовращатель (ПФВ). Показания ПФВ в момент компенсации фаз (Y) характеризуют качество сердечника. Сердечник считается годным при Y= 30-100 град; оптимальное значение показателя качества Y_o=65 град. Спекание проводят в той же печи, что в примере 1. Процедура установки термопар измерения Δ t_i и выбор ярусов вагонетки аналогичны примеру 1.

Три представительные выборки заготовок сердечников (по 20 шт.) укладывают на ярусы вагонетки (первый, второй и шестой) и спекают при t_n=1340^оС (допустимая температура спекания данного феррита 1200-1400^оС) вместе с другой серийной партией, для которой температура 1340^оС является оптимальной.

После пробного спекания замеряют значения Y у всех спеченных сердечников, определяют средние арифметические значения Y в каждой выборке. Получают Y_a= Y₁= 69 град; Y_m=Y₂=51 град; Y_g=Y₆=40 град. В результате расчета по формуле, приведенной в примере 1, получают t_СП1=1324^оС; t_СП2=1393^оС.

Всю партию изделия спекают при t=1324^оС как более экономичной с точки зрения энергетических затрат и амортизации оборудования. Получают сердечники со средним арифметическим значением Y=65 град.

Как следует из примеров, предложенный способ позволяет определить оптимальную температуру спекания ферритовых изделий в туннельных печах вагонеточного типа с использование одного пробного спекания вместо трех по известному способу без ухудшения качества изделий. Это приводит к существенному сокращению длительности определения температуры спекания (до 34 ч на партию) и снижению трудовых и энергетических затрат (за счет сокращения расхода электроэнергии и длительности обслуживания печей).

Изобретение позволяет повысить эффективность производства серийных ферритовых изделий.

Изобретение относится к способам определения температуры спекания ферритовых изделий в туннельных печах вагонеточного типа и может быть использовано в серийном производстве ферритовых изделий. Цель изобретения сокращение временных, энергетических и трудовых затрат при сохранении максимального выхода годных изделий по параметру Y в партии. Способ осуществляют путем проведения пробного спекания трех представительных выборок изделий партии на различных ярусах вагонетки при различных температурах, обусловленных градиентом в печи. После спекания определяют средние арифметические значения показателя качества Y в партиях изделий и рассчитывают температуру спекания всей партии по формуле. Приведены примеры определения температур спекания для изделий из ферритов марок 25БА170 и 6СЧ1, обеспечивающие для ферритовых колец из феррита 25БА170 получение показателя качества в партии Br 0,388 Тл, а для сердечников из феррита 6СЧ1 - показателя качества Y 65 град.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ СПЕКАНИЯ ФЕРРИТОВЫХ ИЗДЕЛИЙ В ТУННЕЛЬНОЙ ПЕЧИ ВАГОНЕТОЧНОГО ТИПА, включающий проведение пробного спекания трех представительных выборок изделий от данной партии при трех различных значениях температуры спекания t, измеряемых с помощью контрольной термопары, установленной в зоне спекания туннельной печи, и определение средних арифметических значений показателя качества Y в каждой выборке изделий после спекания, отличающийся тем, что, с целью сокращения временных, энергетических и трудовых затрат при сохранении максимального выхода годных изделий по периметру Y в партии, перед проведением пробного спекания в зоне спекания печи предварительно устанавливают N дополнительных термопар, из которых каждая i-я термопара регистрирует фактическую температуру t_i на i-м ярусе N-ярусной вагонетки, определяют разницу Δt_i между температурой контрольной термопары t и фактическими температурами t_i на каждом из N ярусов вагонетки, из полученных N значений Δt_i выбирают минимальное Δt_a максимальное Δt_g и наиболее близкое к их среднеарифметическому значению Δt_m присваивают соответствующим ярусам вагонетки индексы a, m и g, укладывают на ярусы с индексами a, m, g по одной представительной выборке изделий данного типа, пробное спекание проводят при температуре t_n, лежащей внутри допустимого для данного типа ферритовых изделий интервала температур, а температуру спекания изделия всей партии рассчитывают по формуле

где K NA;
L 2AS₁ + NB;
M AS₂ + BS₁ + N (C Y₀);
Y₀ оптимальное значение показателя качества;


A, B и C величины, определяемые из системы уравнений
A(t_n+Δt_a)²+B(t_n+Δt_a)+C=Y_a;
A(t_n+Δt_m)²+B(t_n+Δt_m)+C=Y_m;
A(t_n+Δt_g)²+B(t_n+Δt_g)+C=Y_g,
где Y_a, Y_m, Y_g средние арифметические значения показателя качества Y в выборках изделий, прошедших пробное спекание на ярусах, a, m и g, соответственно.