CN102787223A - 一种金属材料端面淬火试验机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种金属材料端面淬火试验机，通过高频发生器的感应线圈对制成圆柱形的试样均匀加热，同时在试样上面中心开有盲孔以热电偶收集试样的温度变化，将加热部分制成水槽形式并在试样下方设置喷水口、上方设置冷却水管，通过安装在喷水口中间水管上的喷水控制阀控制喷水淬火时间，通过安装在冷却水箱内冷却水管上的冷却水控制阀控制冷却水的出水时间，并且将所使用的水资源收集在循环水箱中利用水泵循环使用。本发明是将加热、淬火和冷却一体化，并在自动化中实现，提高试样精确度。

Description

一种金属材料端面淬火试验机

技术领域

本发明属金属材料热处理技术领域，特别是涉及一种金属材料端面淬火试验机。

背景技术

金属材料淬火是热处理中一种常用的方法，即是将热处理工件加热到一定温度以后，并且保温于一定的温度和一定的时间，使工件由里及外地完全加热，然后以最快的速度将其进行冷却，以获得马氏体组织的热处理工艺。淬火的主要目的就是为了改变其金相组织，以便在随后不同的温度中进行回火处理以后而获得所需要的组织与性能。淬火质量取决于淬火的三个要素，即加热的温度、保温的时间和冷却的介质。

钢的淬透性是指钢材被淬透的能力，是表征钢材淬火时获得马氏体能力的特性，以钢在一定淬火条件下得到马氏体深度来表示，深度越大，淬透性越好。淬透性主要取决于其临界冷却速度的大小，而临界冷却速度则主要取决于过冷奥氏体的稳定性，因此淬透性的高低取决于钢的过冷奥氏体的稳定性。过冷奥氏体的稳定性越高，淬透性越好，反之，淬透性越差。

端面淬火试验是指标准尺寸的端淬试样(Φ25mm×100mm)奥氏体化后，在专用设备上对其一个端面进行喷水冷却，后沿轴线的方向测出其硬度-距水冷端距离的关系曲线的试验方法，这是一种测定钢的淬透性的方法之一。到目前为止进行该项试验有多种试验装置，一般都是在试验进行时，让试样放入已升到温度了的高温炉内进行加热，直到设定的温度以后再进行保温一定的时间，然后由人工把试样从高温炉内夹持出，夹持及转移到端淬试验机上以后进行端面淬火处理，这期间存在着预加热、加热和保温时间偏长，夹持及转移又相当耗时耗温，一直到端面淬火时，这过程操作即复杂而且又繁琐，直接导致实验效果大打折扣，这样的实验结果往往不尽如人意等。

一种新颖金属材料端面淬火试验机，它的结构与工作过程完全能够解决上述端面淬火实验存在的种种弊端，以及采用手工进行操作而带来的诸多麻烦问题，新颖金属材料端面淬火试验机以快速加热、自动淬火、冷却为一体化，采用在自动化控制中来实现端淬实验，可以做到加热时间极短，操作方便而且快，克服了耗时耗温的难点，这样的实验效果和结果可以说达到相当完美。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种金属材料端面淬火试验机，以快速加热、自动淬火、冷却为一体化，采用在自动化控制中来实现端淬实验，可以做到加热时间极短，操作方便而且快，克服了耗时耗温难点，这样的实验效果和结果可以说达到相当完美。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种金属材料端面淬火试验机，包括循环水箱、水槽和机箱：

所述循环水箱上端面上装有并排安装的水槽和机箱，所述水槽背面与机箱正面下部连接；

所述循环水箱是一个矩形箱体，所述循环水箱正面中间装有一个竖直的水位指示窗，所述循环水箱背面靠近一侧的上部装有溢流管、下部装有进水管，所述循环水箱内装有水泵，所述水泵抽取循环水箱内的水通过循环水箱背后的供水管对所述机箱供水；

所述机箱的正面上部装有操作显示面板，所述机箱的正面靠左侧水槽上端处安装有冷却水管，所述冷却水管的末端指向水槽的中间位置，所述机箱内部被分成两个部分：左侧为冷却水箱、右侧是高频发生器,所述冷却水管装在机箱的一端在冷却水箱内装有冷却水控制阀，所述操作显示面板与机箱内的高频发生器连接用于控制和读取数据，所述高频发生器的侧面有散热窗、背面装有冷却风扇和过载保护开关，所述供水管有一个分路水管连接高频发生器、且高频发生器有回流管将水接回循环水箱，所述冷却水箱的背面通过连接供水管从循环水箱内获得冷却水、且安装有水阀，所述冷却水箱中间装有一个溢流管，所述溢流管连通循环水箱，所述冷却水箱下面有一个出水口，所述出水口通过中间水管与水槽底部的喷水口连通，所述中间水管上装有喷水控制阀；

所述水槽的中间位置有感应线圈，所述感应线圈在出水口正上方且连接在机箱正面的中间位置，所述感应线圈边上有立杆，所述立杆安装在水槽底部、杆体上装有试样架子，所述试样架子上放有试样且试样被感应线圈围绕，所述试样成圆柱体且带有一个穿过两端面中心的通孔，所述试样的通孔中放置有热电偶，所述热电偶的引脚安装在操作显示面板，所述水槽底部有地漏连通循环水箱。

所述机箱上面装有2个拉手。

所述喷水控制阀通过线缆穿过机箱与操作显示面板连接。

有益效果

本发明不但打破了人们传统的陈旧理念，传统的方法首先是让电炉从常温加热到高温，然后让试样置于炉内进行加热、保温，时间至少为一千五百秒，才可让人工把试样从热处理炉中用专用钳子取出，放置于端面淬火实验机的试样架子上，而后打开喷水开关，这时真正的端淬才刚刚开始，时间已经是从热处理炉中取出过去了十几秒钟，耗时耗温的经过，对于计较时间和温度的端面淬火，这样的实验效果可想而知。

一种新颖金属材料端面淬火试验机，它的硬件结构与软件控制完全有效地能够解决上述端面淬火的诸多问题，以加热、淬火和冷却一体化，在自动化中来实现该目的。做到加热时间短、操作特别简便，前后程序无缝连接一气呵成，实验效果也可想而知。

一种新颖金属材料端面淬火试验机，它是一台集自动加热、自动端淬、自动冷却为一身的试验机，从开始加热到加热完毕，只要短短的不到十秒钟就可以完成试样由里及外的加热，达到设定的加热温度以后，通过热电偶温度测量和传感器信号反馈，马上就可以对试样进行端面喷水而淬火以及冷却，同步进行使热损耗降到最低，以及淬火时的温度得到充分的保证。当淬火以后试样的温度一直下降到600度以后，这时热电偶的温度反映通过冷却水箱内的感应器，会将冷却水通过水管对试样进行全面的冷却，一直冷却到操作者的手可以拿起试样，而可以进行下一步的硬度测试阶段。

附图说明

图1为本发明正面外形示意图。

图2为本发明背面外形示意图。

图3为本发明端面淬火部分示意图。

图4为本发明冷却水箱结构示意图。

图5为本发明冷却水箱底部示意图。

图6为本发明高频淬火线圈与试样、热电偶关系示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

如图1至图6所示，一种金属材料端面淬火试验机，包括循环水箱7、水槽5和机箱2：

所述循环水箱7上端面上装有并排安装的水槽5和机箱2，所述水槽5背面与机箱2正面下部连接；

所述循环水箱7是一个矩形箱体，所述循环水箱7正面中间装有一个竖直的水位指示窗8，所述循环水箱7背面靠近一侧的上部装有溢流管15、下部装有进水管18，所述循环水箱7内装有水泵，所述水泵抽取循环水箱7内的水通过循环水箱7背后的供水管17对所述机箱2供水；

所述机箱2的正面上部装有操作显示面板3，所述机箱2的正面靠左侧水槽5上端处安装有冷却水管4，所述冷却水管4的末端指向水槽的中间位置，所述机箱2内部被分成两个部分：左侧为冷却水箱11、右侧是高频发生器9,所述冷却水管4装在机箱2的一端在冷却水箱7内装有冷却水控制阀24，所述操作显示面板3与机箱2内的高频发生器9连接用于控制和读取数据，所述高频发生器9的侧面有散热窗6、背面装有冷却风扇10和过载保护开关12，所述供水管17有一个分路水管14连接高频发生器9、且高频发生器9有回流管16将水接回循环水箱7，所述冷却水箱11的背面通过连接供水管17从循环水箱内获得冷却水、且安装有水阀13，所述冷却水箱11中间装有一个溢流管26，所述溢流管26连通循环水箱7，所述冷却水箱11下面有一个出水口28，所述出水口28通过中间水管30与水槽5底部的喷水口21连通，所述中间水管30上装有喷水控制阀31；

所述水槽5的中间位置有感应线圈36，所述感应线圈36在出水口28正上方且连接在机箱2正面的中间位置，所述感应线圈36边上有立杆22，所述立杆22安装在水槽5底部、杆体上装有试样架子20，所述试样架子20上放有试样35且试样35被感应线圈36围绕，所述试样35成圆柱体且带有一个穿过两端面中心的通孔33，所述试样35的通孔33中放置有热电偶34，所述热电偶34的引脚32安装在操作显示面板3，所述水槽底部有地漏19连通循环水箱7。

所述机箱2上面装有2个拉手1。

所述喷水控制阀31通过线缆29穿过机箱2与操作显示面板3连接。

试验机对试样35加热是通过用高频发生器内的感应线圈36对其进行加热，试样35通过在感应线圈36中短短10秒钟内就可以加热到850度或以上，试样35上端有一个孔33正好放置热电偶34，热电偶34负责测量温度，并且通过热电偶34的另外一端32补偿导线插于试验机的面板上，热电偶34的温度数据通过面板内的控制系统分别控制试样35的淬火和冷却系统。

一种新颖金属材料端面淬火试验机，自动化综合控制给端面淬火带来十分便捷的操作和实验效果，也是对传统的端面淬火工艺新的挑战。

Claims (3)

1.一种金属材料端面淬火试验机，包括循环水箱（7）、水槽（5）和机箱（2），其特征在于：

所述循环水箱（7）上端面上装有并排安装的水槽（5）和机箱（2），所述水槽（5）背面与机箱（2）正面下部连接；

所述循环水箱（7）是一个矩形箱体，所述循环水箱（7）正面中间装有一个竖直的水位指示窗（8），所述循环水箱（7）背面靠近一侧的上部装有溢流管（15）、下部装有进水管（18），所述循环水箱（7）内装有水泵，所述水泵抽取循环水箱（7）内的水通过循环水箱（7）背后的供水管（17）对所述机箱（2）供水；

所述机箱（2）的正面上部装有操作显示面板（3），所述机箱（2）的正面靠左侧水槽（5）上端处安装有冷却水管（4），所述冷却水管（4）的末端指向水槽的中间位置，所述机箱（2）内部被分成两个部分：左侧为冷却水箱（11）、右侧是高频发生器（9）,所述冷却水管（4）装在机箱（2）的一端在冷却水箱（7）内装有冷却水控制阀（24），所述操作显示面板（3）与机箱（2）内的高频发生器（9）连接、用于控制和读取数据，所述高频发生器（9）的侧面有散热窗（6）、背面装有冷却风扇（10）和过载保护开关（12），所述供水管（17）有一个分路水管（14）连接高频发生器（9）、且高频发生器（9）有回流管（16）将水接回循环水箱（7），所述冷却水箱（11）的背面通过连接供水管（17）从循环水箱内获得冷却水、且安装有水阀（13），所述冷却水箱（11）中间装有一个溢流管（26），所述溢流管（26）连通循环水箱（7），所述冷却水箱（11）下面有一个出水口（28），所述出水口（28）通过中间水管（30）与水槽（5）底部的喷水口（21）连通，所述中间水管（30）上装有喷水控制阀（31）；

所述水槽（5）的中间位置有感应线圈（36），所述感应线圈（36）在出水口（28）正上方且连接在机箱（2）正面的中间位置，所述感应线圈（36）边上有立杆（22），所述立杆（22）安装在水槽（5）底部、杆体上装有试样架子（20），所述试样架子（20）上放有试样（35）且试样（35）被感应线圈（36）围绕，所述试样（35）成圆柱体且带有一个穿过两端面中心的通孔（33），所述试样（35）的通孔（33）中放置有热电偶（34），所述热电偶（34）的引脚（32）安装在操作显示面板（3），所述水槽底部有地漏（19）连通循环水箱（7）。

2.根据权利要求1所述的一种金属材料端面淬火试验机，其特征在于，所述机箱（2）上面装有2个拉手（1）。

3.根据权利要求1所述的一种金属材料端面淬火试验机，其特征在于，所述喷水控制阀（31）通过线缆（29）穿过机箱（2）与操作显示面板（3）连接。

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