專利名稱：一種金屬材料端面淬火試驗機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬金屬材料熱處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種金屬材料端面淬火試驗機。
背景技術(shù)：
金屬材料淬火是熱處理中一種常用的方法，即是將熱處理工件加熱到一定溫度以后，并且保溫于一定的溫度和一定的時間，使工件由里及外地完全加熱，然后以最快的速度將其進行冷卻，以獲得馬氏體組織的熱處理工藝。淬火的主要目的就是為了改變其金相組織，以便在隨后不同的溫度中進行回火處理以后而獲得所需要的組織與性能。淬火質(zhì)量取決于淬火的三個要素，即加熱的溫度、保溫的時間和冷卻的介質(zhì)。鋼的淬透性是指鋼材被淬透的能力，是表征鋼材淬火時獲得馬氏體能力的特性，以鋼在一定淬火條件下得到馬氏體深度來表示，深度越大，淬透性越好。淬透性主要取決于其臨界冷卻速度的大小，而臨界冷卻速度則主要取決于過冷奧氏體的穩(wěn)定性，因此淬透性 的高低取決于鋼的過冷奧氏體的穩(wěn)定性。過冷奧氏體的穩(wěn)定性越高，淬透性越好,反之’淬透性越差。端面淬火試驗是指標準尺寸的端淬試樣(C>25mmX 100mm)奧氏體化后,在專用設(shè)備上對其一個端面進行噴水冷卻，后沿軸線的方向測出其硬度-距水冷端距離的關(guān)系曲線的試驗方法，這是一種測定鋼的淬透性的方法之一。到目前為止進行該項試驗有多種試驗裝置，一般都是在試驗進行時，讓試樣放入已升到溫度了的高溫爐內(nèi)進行加熱，直到設(shè)定的溫度以后再進行保溫一定的時間，然后由人工把試樣從高溫爐內(nèi)夾持出，夾持及轉(zhuǎn)移到端淬試驗機上以后進行端面淬火處理，這期間存在著預(yù)加熱、加熱和保溫時間偏長，夾持及轉(zhuǎn)移又相當耗時耗溫，一直到端面淬火時，這過程操作即復(fù)雜而且又繁瑣，直接導(dǎo)致實驗效果大打折扣，這樣的實驗結(jié)果往往不盡如人意等。一種新穎金屬材料端面淬火試驗機，它的結(jié)構(gòu)與工作過程完全能夠解決上述端面淬火實驗存在的種種弊端，以及采用手工進行操作而帶來的諸多麻煩問題，新穎金屬材料端面淬火試驗機以快速加熱、自動淬火、冷卻為一體化，采用在自動化控制中來實現(xiàn)端淬實驗，可以做到加熱時間極短，操作方便而且快，克服了耗時耗溫的難點，這樣的實驗效果和結(jié)果可以說達到相當完美。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種金屬材料端面淬火試驗機，以快速加熱、自動淬火、冷卻為一體化，采用在自動化控制中來實現(xiàn)端淬實驗，可以做到加熱時間極短，操作方便而且快，克服了耗時耗溫難點，這樣的實驗效果和結(jié)果可以說達到相當完美。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是提供一種金屬材料端面淬火試驗機，包括循環(huán)水箱、水槽和機箱所述循環(huán)水箱上端面上裝有并排安裝的水槽和機箱，所述水槽背面與機箱正面下部連接；
所述循環(huán)水箱是一個矩形箱體，所述循環(huán)水箱正面中間裝有一個豎直的水位指示窗，所述循環(huán)水箱背面靠近一側(cè)的上部裝有溢流管、下部裝有進水管，所述循環(huán)水箱內(nèi)裝有水泵，所述水泵抽取循環(huán)水箱內(nèi)的水通過循環(huán)水箱背后的供水管對所述機箱供水；所述機箱的正面上部裝有操作顯示面板，所述機箱的正面靠左側(cè)水槽上端處安裝有冷卻水管，所述冷卻水管的末端指向水槽的中間位置，所述機箱內(nèi)部被分成兩個部分左側(cè)為冷卻水箱、右側(cè)是高頻發(fā)生器，所述冷卻水管裝在機箱的一端在冷卻水箱內(nèi)裝有冷卻水控制閥，所述操作顯示面板與機箱內(nèi)的高頻發(fā)生器連接用于控制和讀取數(shù)據(jù)，所述高頻發(fā)生器的側(cè)面有散熱窗、背面裝有冷卻風扇和過載保護開關(guān)，所述供水管有一個分路水管連接高頻發(fā)生器、且高頻發(fā)生器有回流管將水接回循環(huán)水箱，所述冷卻水箱的背面通過連接供水管從循環(huán)水箱內(nèi)獲得冷卻水、且安裝有水閥，所述冷卻水箱中間裝有一個溢流管，所述溢流管連通循環(huán)水箱，所述冷卻水箱下面有一個出水口，所述出水口通過中間水管與水槽底部的噴水口連通，所述中間水管上裝有噴水控制閥； 所述水槽的中間位置有感應(yīng)線圈，所述感應(yīng)線圈在出水口正上方且連接在機箱正面的中間位置，所述感應(yīng)線圈邊上有立桿，所述立桿安裝在水槽底部、桿體上裝有試樣架 子，所述試樣架子上放有試樣且試樣被感應(yīng)線圈圍繞，所述試樣成圓柱體且?guī)в幸粋€穿過兩端面中心的通孔，所述試樣的通孔中放置有熱電偶，所述熱電偶的引腳安裝在操作顯示面板，所述水槽底部有地漏連通循環(huán)水箱。所述機箱上面裝有2個拉手。所述噴水控制閥通過線纜穿過機箱與操作顯示面板連接。有益效果本發(fā)明不但打破了人們傳統(tǒng)的陳舊理念，傳統(tǒng)的方法首先是讓電爐從常溫加熱到高溫，然后讓試樣置于爐內(nèi)進行加熱、保溫，時間至少為一千五百秒，才可讓人工把試樣從熱處理爐中用專用鉗子取出，放置于端面淬火實驗機的試樣架子上，而后打開噴水開關(guān)，這時真正的端淬才剛剛開始，時間已經(jīng)是從熱處理爐中取出過去了十幾秒鐘，耗時耗溫的經(jīng)過，對于計較時間和溫度的端面淬火，這樣的實驗效果可想而知。一種新穎金屬材料端面淬火試驗機，它的硬件結(jié)構(gòu)與軟件控制完全有效地能夠解決上述端面淬火的諸多問題，以加熱、淬火和冷卻一體化，在自動化中來實現(xiàn)該目的。做到加熱時間短、操作特別簡便，前后程序無縫連接一氣呵成，實驗效果也可想而知。—種新穎金屬材料端面淬火試驗機,它是一臺集自動加熱、自動端淬、自動冷卻為一身的試驗機，從開始加熱到加熱完畢，只要短短的不到十秒鐘就可以完成試樣由里及外的加熱，達到設(shè)定的加熱溫度以后，通過熱電偶溫度測量和傳感器信號反饋，馬上就可以對試樣進行端面噴水而淬火以及冷卻，同步進行使熱損耗降到最低，以及淬火時的溫度得到充分的保證。當淬火以后試樣的溫度一直下降到600度以后，這時熱電偶的溫度反映通過冷卻水箱內(nèi)的感應(yīng)器，會將冷卻水通過水管對試樣進行全面的冷卻，一直冷卻到操作者的手可以拿起試樣，而可以進行下一步的硬度測試階段。


圖I為本發(fā)明正面外形示意圖。圖2為本發(fā)明背面外形示意圖。
圖3為本發(fā)明端面淬火部分示意圖。圖4為本發(fā)明冷卻水箱結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為本發(fā)明冷卻水箱底部示意圖。圖6為本發(fā)明高頻淬火線圈與試樣、熱電偶關(guān)系示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明 而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。如圖I至圖6所示，一種金屬材料端面淬火試驗機，包括循環(huán)水箱7、水槽5和機箱2 所述循環(huán)水箱7上端面上裝有并排安裝的水槽5和機箱2，所述水槽5背面與機箱2正面下部連接；所述循環(huán)水箱7是一個矩形箱體，所述循環(huán)水箱7正面中間裝有一個豎直的水位指示窗8，所述循環(huán)水箱7背面靠近一側(cè)的上部裝有溢流管15、下部裝有進水管18，所述循環(huán)水箱7內(nèi)裝有水泵，所述水泵抽取循環(huán)水箱7內(nèi)的水通過循環(huán)水箱7背后的供水管17對所述機箱2供水；所述機箱2的正面上部裝有操作顯示面板3，所述機箱2的正面靠左側(cè)水槽5上端處安裝有冷卻水管4，所述冷卻水管4的末端指向水槽的中間位置，所述機箱2內(nèi)部被分成兩個部分左側(cè)為冷卻水箱11、右側(cè)是高頻發(fā)生器9，所述冷卻水管4裝在機箱2的一端在冷卻水箱7內(nèi)裝有冷卻水控制閥24，所述操作顯示面板3與機箱2內(nèi)的高頻發(fā)生器9連接用于控制和讀取數(shù)據(jù)，所述高頻發(fā)生器9的側(cè)面有散熱窗6、背面裝有冷卻風扇10和過載保護開關(guān)12，所述供水管17有一個分路水管14連接高頻發(fā)生器9、且高頻發(fā)生器9有回流管16將水接回循環(huán)水箱7，所述冷卻水箱11的背面通過連接供水管17從循環(huán)水箱內(nèi)獲得冷卻水、且安裝有水閥13，所述冷卻水箱11中間裝有一個溢流管26，所述溢流管26連通循環(huán)水箱7，所述冷卻水箱11下面有一個出水口 28，所述出水口 28通過中間水管30與水槽5底部的噴水口 21連通，所述中間水管30上裝有噴水控制閥31 ；所述水槽5的中間位置有感應(yīng)線圈36，所述感應(yīng)線圈36在出水口 28正上方且連接在機箱2正面的中間位置，所述感應(yīng)線圈36邊上有立桿22，所述立桿22安裝在水槽5底部、桿體上裝有試樣架子20，所述試樣架子20上放有試樣35且試樣35被感應(yīng)線圈36圍繞，所述試樣35成圓柱體且?guī)в幸粋€穿過兩端面中心的通孔33，所述試樣35的通孔33中放置有熱電偶34，所述熱電偶34的引腳32安裝在操作顯示面板3，所述水槽底部有地漏19連通循環(huán)水箱7。所述機箱2上面裝有2個拉手I。所述噴水控制閥31通過線纜29穿過機箱2與操作顯示面板3連接。試驗機對試樣35加熱是通過用高頻發(fā)生器內(nèi)的感應(yīng)線圈36對其進行加熱，試樣35通過在感應(yīng)線圈36中短短10秒鐘內(nèi)就可以加熱到850度或以上，試樣35上端有一個孔33正好放置熱電偶34，熱電偶34負責測量溫度，并且通過熱電偶34的另外一端32補償導(dǎo)線插于試驗機的面板上，熱電偶34的溫度數(shù)據(jù)通過面板內(nèi)的控制系統(tǒng)分別控制試樣35的淬火和冷卻系統(tǒng)。 —種新穎金屬材料端面淬火試驗機，自動化綜合控制給端面淬火帶來十分便捷的操作和實驗效果，也是對傳統(tǒng)的端面淬火工藝新的挑戰(zhàn)。
權(quán)利要求
1.一種金屬材料端面淬火試驗機，包括循環(huán)水箱(7)、水槽(5)和機箱(2)，其特征在于 所述循環(huán)水箱(7)上端面上裝有并排安裝的水槽(5)和機箱(2)，所述水槽(5)背面與機箱(2)正面下部連接；所述循環(huán)水箱(7)是一個矩形箱體，所述循環(huán)水箱(7)正面中間裝有一個豎直的水位指示窗(8)，所述循環(huán)水箱(7)背面靠近一側(cè)的上部裝有溢流管(15)、下部裝有進水管(18)，所述循環(huán)水箱(7)內(nèi)裝有水泵，所述水泵抽取循環(huán)水箱(7)內(nèi)的水通過循環(huán)水箱(7)背后的供水管(17)對所述機箱(2)供水； 所述機箱(2)的正面上部裝有操作顯示面板(3)，所述機箱(2)的正面靠左側(cè)水槽(5)上端處安裝有冷卻水管(4)，所述冷卻水管(4)的末端指向水槽的中間位置，所述機箱(2)內(nèi)部被分成兩個部分左側(cè)為冷卻水箱(11)、右側(cè)是高頻發(fā)生器(9)，所述冷卻水管(4)裝在機箱(2)的一端在冷卻水箱(7)內(nèi)裝有冷卻水控制閥(24)，所述操作顯示面板(3)與機箱(2)內(nèi)的高頻發(fā)生器(9)連接、用于控制和讀取數(shù)據(jù)，所述高頻發(fā)生器(9)的側(cè)面有散熱窗(6)、背面裝有冷卻風扇(10)和過載保護開關(guān)(12)，所述供水管(17)有一個分路水管(14)連接高頻發(fā)生器(9)、且高頻發(fā)生器(9)有回流管(16)將水接回循環(huán)水箱(7)，所述冷卻水箱(11)的背面通過連接供水管(17)從循環(huán)水箱內(nèi)獲得冷卻水、且安裝有水閥(13 )，所述冷卻水箱(11)中間裝有一個溢流管(26 )，所述溢流管(26 )連通循環(huán)水箱(7 )，所述冷卻水箱(11)下面有一個出水口(28)，所述出水口(28)通過中間水管(30)與水槽(5)底部的噴水口( 21)連通，所述中間水管(30 )上裝有噴水控制閥(31); 所述水槽(5 )的中間位置有感應(yīng)線圈(36 )，所述感應(yīng)線圈(36 )在出水口( 28 )正上方且連接在機箱(2 )正面的中間位置，所述感應(yīng)線圈(36 )邊上有立桿(22 )，所述立桿(22 )安裝在水槽(5)底部、桿體上裝有試樣架子(20)，所述試樣架子(20)上放有試樣(35)且試樣(35)被感應(yīng)線圈(36)圍繞，所述試樣(35)成圓柱體且?guī)в幸粋€穿過兩端面中心的通孔(33)，所述試樣(35)的通孔(33)中放置有熱電偶(34)，所述熱電偶(34)的引腳(32)安裝在操作顯示面板(3)，所述水槽底部有地漏(19)連通循環(huán)水箱(J)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種金屬材料端面淬火試驗機，其特征在于，所述機箱(2)上面裝有2個拉手(I)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種金屬材料端面淬火試驗機，其特征在于，所述噴水控制閥(31)通過線纜(29)穿過機箱(2)與操作顯示面板(3)連接。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種金屬材料端面淬火試驗機，通過高頻發(fā)生器的感應(yīng)線圈對制成圓柱形的試樣均勻加熱，同時在試樣上面中心開有盲孔以熱電偶收集試樣的溫度變化，將加熱部分制成水槽形式并在試樣下方設(shè)置噴水口、上方設(shè)置冷卻水管，通過安裝在噴水口中間水管上的噴水控制閥控制噴水淬火時間，通過安裝在冷卻水箱內(nèi)冷卻水管上的冷卻水控制閥控制冷卻水的出水時間，并且將所使用的水資源收集在循環(huán)水箱中利用水泵循環(huán)使用。本發(fā)明是將加熱、淬火和冷卻一體化，并在自動化中實現(xiàn)，提高試樣精確度。
文檔編號C21D11/00GK102787223SQ201210253418
公開日2012年11月21日 申請日期2012年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月20日
發(fā)明者吳賀龍, 李佳璐, 歐陽辰鑫, 王超, 董威威, 陳 峰, 韓志兵 申請人:東華大學(xué)