144904. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés fémes anyagokra felvitt, vagy azokon előállított (hőkezelés, edzés, nitridálás stb.) rétegek vastagságának roncsolásmentes mérésére

Megjelent: 1959. június 15-én. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 144.904. SZÁM 42. k. 20—29. OSZTÁLY — AE—72. ALAPSZÁM Eljárás és berendezés fémes anyagokra felvitt, vagy azokon előállított (hőkezelés, edzés, nitridálás stb.) rétegek vastagságának rcncsolásmentes mérésére Alkér Tibor oki. gépészmérnök és Schalk Ervin oki. gy. á. elektromérnök budapesti lakosok. A bejelentés napja: 1954. július 27. A gépszerkesztés számára a rétegvastagság ismerete a méretezés, tehát az igénybevétellel, illetve korrózióval szemben várható ellenállás szempontjából elsőrendűen fontos. A hőkezelésnél azonban még a legnagyobb elővigyázattal sem lehet mindig a felületek minden pontján azonos rétegvastagságot elérni, minek következtében a tényleges rétegvastagság ismerete híján egyenetlenségek, időelőtti kopások, törések keletkeznek, vagy — ezeket megelőzendő — nagymérvű túlméretezés szükséges; mindkettő fölösleges anyag- és munkaerőfelhasználást okoz. A roncsolásos eljárás a rétegvastagság megállapítására alapvetően nem megfelelő, miután az csakis a roncsolt területre adhat felvilágosítást. Az üzemi eljárás, vagyis a roncsolt felület mikroszkopikus vizsgálata azonkívül nem ad eléggé megbízható, pontos értéket. A jóval pontosabb, ugyancsak roncsolásos, laboratóriumokban használt mikrokeménység-mérési eljárás viszont igen sok, lassú mérést és számos műszert, berendezést kíván a felület akár egy pontján is az edzési rétegvastagság megállapításához. Mindezek mellett a roncsolásos eljárás lényeges hátránya, hogy a megvizsgált darabot használhatatlanná teszi és így a vizsgálatnak csak szúrópróba jellege lehet. Eddigi eljárásokkal szemben a találmány szerinti eljárás, amely elektromos és mágneses eloszlási függvényeknek a réteg következtében beálló értékváltozásán alapszik, a következő előnyöket biztosítja: 1. roncsolásmentes mérés, amely nem teszi használhatatlanná a munkadarabot és minden darab megvizsgálható, 2. a mérések gyorsan történnek, 3. a munkadarab felületének bármely részén könnyen végezhetünk mérést, tehát az egész felület mérhető, 4. a mérőberendezés kisterjedelmű és súlyú, olcsó és könnyen kezelhető. Az eloszlási függvény megválasztásánál az a szempont vezetett, hogy a réteg és a belső rész fizikai tulajdonságainak különbségét használjuk fel a méréseknél. A legnagyobb, tehát legkönnyebben mérhető változások, amelyek a réteg jelenléte .által bekövetkeznek, az anyag elektromos és mágneses tulajdonságaiban állnak élő, ezért az elektromos és mágneses eloszlási függvényeiben bekövetkező változás mérési eljárásunk alapja. Ezen eloszlási függvények változása következtében ugyanis a feszültség ill. mágneses erővonal-betápláló pontokon (mérőfej) a mágneses ellenállás változását mérjük. A fémek villamos vezetőképessége nagymértékben függ az ötvöző anyagok arányától és a kristályszerkezet változásaitól, amiből viszont az következik, hogy az anyag vezetőképessége különféleképpen változik különböző edzési módokkal. Betétedzésnél a felületi rétegben a vezetőképesség részben a martenzitképződés, részben a szénben való dúsulás folytán csökken. Levegőn váló edzésnél (nagyfrekvenciás) a martenzitképződés csökkenti, a szénkiégés viszont növeli a vezetőképességet a felületben, az eredő változás tehát az anyag eredeti széntartalmától és a kiégés mértékétől függ. Nitridállásnál ugyan irodalmi adatokból nem nyertünk felvilágosítást arra, hogy a vezetőképesség csökken-e vagy emelkedik, de valószínű, hogy az eredeti anyaghoz képest a vezetőképesség a felületen csökken. A mágneses tulajdonságok közül a legegyszerűbb eszközökkel aránylag kis felületen a permeabilitás valltazása mérhető. A kis felületre szorítkozó vizsgálat tagolt, görbült felületeken tesz méréseket lehetővé, egyben a pontról-pontra való mérést is lehetővé teszi, ami sok esetben szükséges lehet. Mágneses anyagok sajátságai általában az anyagok kémiai összetételétől, azok gyártási technológiájától és a hőkezeléstől függenek, de nem egyenelő mértékben, mert pl. a telítési mágnesezés a hőkezelésiselcsák kevéssé változik; mások: a permeabihtás, hiszterézis veszte-