Определение коэрцитивной силы

23.07.2019

Твердые сплавы обладают магнитными свойствами, что объясняется присутствием ферромагнитной составляющей — кобальта.

Напряженность магнитного поля, которая обеспечивает точное размагничивание предварительно намагниченного до насыщения ферромагнитного тела, называется коэрцитивной силой.

Установка для определения величины коэрцитивной силы содержит электромагнит постоянного тока для намагничивания образца и коэрцитиметр для создания магнитного поля.

Коэрцитиметр имеет основание, на котором размещены катушки и вертикальная труба. В трубе проходит тонкая проволока, на конце которой подвешено приспособление для закрепления образца. Материал проволоки немагнитен. Внизу трубы расположено устройство для гашения колебаний проволоки («маятник»), которое представляет собой крыльчатку, погруженную в масло. Положение проволоки контролируется оптической системой (система линз, лампочка). Линзы позволяют фокусировать тень от «маятника» на матовом стекле, где нанесены две вертикальные риски.

Величину коэрцитивной силы определяют следующим образом. Образец из твердого сплава помещают в магнитное поле электромагнита постоянного тока, где он намагничивается. Сила тока равна 6—8 а, время намагничивания — доли секунды. После намагничивания образец переносят на подвеску коэрцитиметра, причем ток в катушке коэрцитиметра отсутствует. Располагать образец твердого сплава надо так, чтобы его поле было направлено навстречу полю, создаваемому катушкой коэрцитиметра.

С помощью винтов устанавливают нулевое положение маятника, которое определяется совмещением отражения маятника на матовом стекле с вертикальными рисками. После этого в катушку коэрцитиметра через автотрансформатор или реостат постепенно подают ток, при этом магнитное поле катушки коэрцитиметра все более возрастает, магнитное поле катушки взаимодействует с полем образца, который отталкивается и вызывает отклонение маятника. С увеличением магнитного поля катушки коэрцитиметра отклонение маятника возрастает, но затем из-за размагничивающего влияния на образец магнитного поля катушки отклонение маятника уменьшается. При достижении полного размагничивания образца маятник занимает нулевое положение.

Коэрцитивную силу Hc определяют по формуле
Определение коэрцитивной силы

где А — сила тока, подаваемого в катушку коэрцитиметра, при которой обеспечивается полное размагничивание образца, а;

К — постоянный коэффициент катушки, определенный для каждого коэрцитиметра в отдельности (указывается в паспорте прибора), или иначе — константа прибора.

Для определения величины К необходимо иметь эталонные пластинки, коэрцитивная сила которых известна.

Предварительно намагниченные эталонные пластинки подвешивают на маятнике испытываемого коэрцитиметра и проводят их полное размагничивание, при этом определяют силу тока, необходимую для размагничивания. Силу тока определяют для трех эталонных пластин с разными значениями Hc. Значение К выводят как среднее арифметическое из трех полученных данных.

Коэрцитивную силу измеряют также на полуавтоматических приборах типа ИКС.

Принцип определения коэрцитивной силы на полуавтоматическом коэрцитиметре типа ИКС заключается в измерении градиента магнитного поля, создаваемого намагниченным образцом, помещенным в зоне магнитомодуляционного датчика.

В полуавтоматическом приборе типа ИКС намагничивание происходит в разомкнутой магнитной цепи. Намагничивающее поле неравномерное, импульсное, размагничивающее поле — равномерное.

При установке изделия в измерительную позицию включается цепь намагничивания и образец намагничивается импульсным током в поле соленоида намагничивания. Затем реле времени включает ток в размагничивающий соленоид и изделие размагничивается.

Когда напряженность размагничивающего поля становится равной коэрцитивной силе и градиент в поле датчика имеет минимальную величину, магнито-модуляционный датчик дает сигнал на прекращение размагничивающего тока В этот момент эрстедметр показывает коэрцитивную силу изделия.

Коэрцитиметр позволяет проводить определение в диапазоне 3—300 э с погрешностью измерения в среднем ±1,5%. Точность прибора проверяют с помощью стандартных эталонов с коэрцитивной силой примерно 50, 150, 250 э. На приборе можно определять коэрцитивную силу твердосплавных изделий произвольной формы с содержанием магнитной составляющей (кобальтовой фазы) 3% и выше размером не более 20x20x50 мм и массой 5—200 г. При массе менее 5 г разрешается измерять связку мелких изделий общей массой до 10—15 г.

При испытаниях необходимо соблюдать следующую последовательность.

Перед производством работ магнитный блок устанавливают на расстоянии не менее 200 мм от электронного блока, который заземляют (прибор питается переменным током от стабилизатора напряжения или автотрансформатора с выходным напряжением 220±5 в).

Затем включают и прогревают прибор не менее 10 мин. До начала работ и после нее проверяют исправность прибора по трем эталонным образцам с коэрцитивной силой примерно 50, 150, 250 э. Отклонения от истинных значений эталонных образцов не должны превышать ± 1 э для эталона с минимальной коэрцитивной силой и ±3 э для эталона с максимальной коэрцитивной силой. После подготовки прибора определяют коэрцитивную силу, для чего образец помещают в измерительный контейнер широким основанием в горизонтальной плоскости, большой осью вдоль оси контейнера, вдвигают контейнер в магнитный блок до отказа, т. е. до срабатывания конечного выключателя и удерживают контейнер в этом положении до снятия отсчета по эрстедметру. Когда стрелка остановится, необходимо провести отсчет по эрстедметру. Следующее измерение начинают после того, как загорится лампочка «цикл».

Шкала измерительного прибора градуирована в эрстедах, отсчет по эрстедметру проводится с точностью до 1 э.

Величина коэрцитивной силы служит косвенным показателем зернистости сплава, так как ее значение зависит от размера зерен WC-фазы. Это определяется тем, что при одном и том же содержании кобальта размер участков кобальтовой фазы зависит от величины зерен карбидной фазы. Чем меньше зерно WC-фазы, тем тоньше кобальтовые прослойки и выше коэрцитивная сила сплава, и наоборот.

Величина коэрцитивной силы зависит также и от содержания кобальта. Чем больше кобальта, тем толще кобальтовые прослойки и меньше коэрцитивная сила сплава, поэтому относительная оценка зернистости сплава с помощью коэрцитивной силы представляется возможной только для сплавов с определенным содержанием кобальта.

Значения коэрцитивной силы для нормально спеченных изделий должны быть в пределах, указанных в табл. 39.

В том случае, если коэрцитивная сила будет высокой, это означает занижение температуры при спекании. Изделия могут быть исправлены дополнительным спеканием по подобранному режиму.

При повышении температуры спекания значение коэрцитивной силы сплава снижается. Такие изделия исправить нельзя; при их использовании они будут иметь более крупные зерна WC-фазы и обладать пониженной износостойкостью.

В случае значительного недопекания изделий при резком снижении температуры спекания коэрцитивная сила также снижается. В данном случае о нарушении режима спекания можно судить по снижению плотности сплава из-за большого количества пор в нем.

Контроль по плотности и контроль по коэрцитивной силе позволяют характеризовать правильность теплового режима спекания.


Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
Информационный некоммерческий ресурс fccland.ru © 2019
При цитировании и использовании любых материалов ссылка на сайт обязательна