CN117607384A - 一种评估井式炉渗碳淬火系统均匀性的方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及渗碳淬火系统均匀性的测试方法领域，特别涉及一种评估井式炉渗碳淬火系统均匀性的方法，本申请公开了一种评估井式炉渗碳淬火系统均匀性的方法，包括以下步骤：根据井式炉渗碳淬火系统的不同功能部选择不同的钢材；在功能部内设置检测点，每层均设置多个检测点，每层检测点的位置均不相同；钢材放置在检测点上；通过功能部对钢材进行加工，并在加工完成后对钢材进行检测；统计检测的数值，获取平均值与标准数值进行对照，若平均值满足标准数值，则功能部的均匀性较好，反之则较差。解决工件通过井式炉渗碳淬火系统无法评估整个生产系统的有效硬化层深度均匀性的问题，达到了对井式炉渗碳淬火系统的整个生产系统进行均匀性检测的效果。
Description
技术领域
本申请涉及渗碳淬火系统均匀性的测试方法领域，特别涉及一种评估井式炉渗碳淬火系统均匀性的方法。
背景技术
井式渗碳炉是新型节能周期作业式的热处理电炉，主要用于低碳合金钢类的零件进行气体渗碳，通常为垂直圆筒形状。这种炉具有较大的炉膛容量，适用于同时处理大型和多批次的金属工件，例如齿轮、轴承和汽车零部件等。它主要用于深层硬化、渗碳和碳氮共渗等工艺，以改善金属工件的表面性能。
井式渗碳炉由于炉膛体积较大，渗碳时有效加热区内不同位置的炉温及碳势气氛不均匀，使得在不同装炉位置的工件渗碳层深度偏差较大。并且由于淬火油槽同样由于体积较大，淬火时油槽中不同位置的淬火油流速不同会导致工件冷却速度也不同，其淬火均匀性偏差较大。
因此我们需要一种评估井式炉渗碳淬火系统均匀性的测试方法，解决工件通过井式炉渗碳淬火系统无法评估整个生产系统的有效硬化层深度均匀性的问题。
发明内容
本申请的目的是提供一种一种评估井式炉渗碳淬火系统均匀性的测试方法，解决工件通过井式炉渗碳淬火系统无法评估整个生产系统的有效硬化层深度均匀性的问题。
为实现上述目的，本申请实施例采用以下技术方案：一种评估井式炉渗碳淬火系统均匀性的方法，包括以下步骤：根据井式炉渗碳淬火系统的不同功能部选择不同的钢材，钢材能够最大反应该功能部的均匀性；功能部具有上中下三层，在功能部内设置检测点，每层均设置多个检测点，检测点分布在每层的内圈和外圈，每层检测点的位置均不相同；获取与检测点相同数量的钢材，钢材放置在检测点上，钢材为经过同炉冶炼、同炉锻造、同炉正回火、材料化学成分控制在相同的钢材；通过功能部对钢材进行加工，并在加工完成后对所有钢材进行检测；统计检测的数值，获取其平均值并与标准数值进行对照，若平均值满足标准数值，则功能部的均匀性较好，反之则较差。
在上述技术方案中，本申请实施例通过在每层均设置多个检测点，每层检测点的位置均不相同；通过功能部对钢材进行加工，并在加工完成后对所有钢材进行检测；统计检测的数值，获取其平均值并与标准数值进行对照，若平均值满足标准数值，则功能部的均匀性较好，反之则较差。从而对井式炉有效加热区内不同位置的渗碳层深度均匀性、淬火油槽中不同位置的冷却速度均匀性和工件在井式炉中渗碳、淬火油槽中淬火后，整个生产系统的有效硬化层深度均匀性进行测试。解决工件通过井式炉渗碳淬火系统无法评估整个生产系统的有效硬化层深度均匀性的问题，达到了对井式炉渗碳淬火系统的整个生产系统进行均匀性检测的效果。
进一步地，根据本申请实施例，其中，功能部包括井式炉的有效加热区。
进一步地，根据本申请实施例，其中，有效加热区通过在炉温均匀性满足GB/T9452要求的井式渗碳炉内进行渗碳缓冷。
进一步地，根据本申请实施例，其中，渗碳缓冷后用铣床将所有钢材按不同剥碳深度进行加工。
进一步地，根据本申请实施例，其中，钢材加工完后用碳硫分析仪检测靠近圆心位置的钢材的含碳量并取平均值作为最终结果。
进一步地，根据本申请实施例，其中，钢材为控制在中上限的渗碳钢。
进一步地，根据本申请实施例，其中，检测点具有十二个。
进一步地，根据本申请实施例，其中，检测点每层具有四个。
进一步地，根据本申请实施例，其中，检测点中具有三个设置在外圈，一个设置内圈。
与现有技术相比，本申请具有以下有益效果：本申请采用一种评估井式炉渗碳淬火系统均匀性的方法，通过在每层均设置多个检测点，每层检测点的位置均不相同；通过功能部对钢材进行加工，并在加工完成后对所有钢材进行检测；统计检测的数值，获取其平均值并与标准数值进行对照，若平均值满足标准数值，则功能部的均匀性较好，反之则较差。从而对井式炉有效加热区内不同位置的渗碳层深度均匀性、淬火油槽中不同位置的冷却速度均匀性和工件在井式炉中渗碳、淬火油槽中淬火后，整个生产系统的有效硬化层深度均匀性进行测试。解决工件通过井式炉渗碳淬火系统无法评估整个生产系统的有效硬化层深度均匀性的问题，达到了对井式炉渗碳淬火系统的整个生产系统进行均匀性检测的效果。
附图说明
下面结合附图和实施例对本申请进一步说明。
图1是实施例二钢材图样。
图2是实施例二和四检测点位置。
图3是实施例三钢材图样。
图4是实施例三检测点位置。
图5是实施例四钢材图样。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案进行清楚、完整地描述，及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明实施例进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，仅仅用以解释本发明实施例，并不用于限定本发明实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“中”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“顶”、“底”、“侧”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“一”、“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
出于简明和说明的目的，实施例的原理主要通过参考例子来描述。在以下描述中，很多具体细节被提出用以提供对实施例的彻底理解。然而明显的是，对于本领域普通技术人员，这些实施例在实践中可以不限于这些具体细节。在一些实例中，没有详细地描述公知方法和结构，以避免无必要地使这些实施例变得难以理解。另外，所有实施例可以互相结合使用。
实施例一：
如图1-5所示，本申请公开了一种评估井式炉渗碳淬火系统均匀性的方法，包括以下步骤：根据井式炉渗碳淬火系统的不同功能部选择不同的钢材，钢材能够最大反应该功能部的均匀性；功能部具有上中下三层，在功能部内设置检测点，每层均设置多个检测点，检测点分布在每层的内圈和外圈，每层检测点的位置均不相同；获取与检测点相同数量的钢材，钢材放置在检测点上，钢材为经过同炉冶炼、同炉锻造、同炉正回火、材料化学成分控制在相同的钢材；通过功能部对钢材进行加工，并在加工完成后对所有钢材进行检测；统计检测的数值，获取其平均值并与标准数值进行对照，若平均值满足标准数值，则功能部的均匀性较好，反之则较差。
本申请通过在每层均设置多个检测点，每层检测点的位置均不相同；通过功能部对钢材进行加工，并在加工完成后对所有钢材进行检测；统计检测的数值，获取其平均值并与标准数值进行对照，若平均值满足标准数值，则功能部的均匀性较好，反之则较差。从而对井式炉有效加热区内不同位置的渗碳层深度均匀性、淬火油槽中不同位置的冷却速度均匀性和工件在井式炉中渗碳、淬火油槽中淬火后，整个生产系统的有效硬化层深度均匀性进行测试。解决工件通过井式炉渗碳淬火系统无法评估整个生产系统的有效硬化层深度均匀性的问题，达到了对井式炉渗碳淬火系统的整个生产系统进行均匀性检测的效果。
实施例二：
本实施例用于评估井式炉有效加热区内不同位置的工件渗碳层深度的均匀性测试。
先选择12个经过同炉冶炼、同炉锻造、同炉正回火、材料化学成分控制在中上限的渗碳钢，渗碳钢为低碳合金钢，渗碳钢为如图1所示的圆棒样，将12个渗碳钢按照如图2所示的12个位置进行摆放。通过在有效加热区炉温的均匀性满足GB/T 9452(中国国家标准的编号，为中国境内的材料制造和热处理行业提供了指导，以确保金属材料的热处理过程得到适当的控制和监测，以满足特定的性能和质量标准)要求的井式渗碳炉内进行渗碳缓冷。
在渗碳缓冷后用铣床将12个圆棒样按上表中的目标剥碳深度将每一层铣完后，用碳硫分析仪检测将靠近圆心位置3个点的含碳量并取平均值作为最终结果。
公式一：
其中n代表样本个数，Xn代表样本数据，X代表样本数据的平均值。
通过公式一或STDEV函数计算出12个圆棒样0.1mm和0.3mm处含碳量的样本标准差δ1。
用插值法计算出每个圆棒样含碳量为0.35％时的渗碳层深度CD，通过公式一或STDEV函数计算出12个CD的平均值和样本标准差δ2。
当0.1与0.3mm处含碳量为0.6％-0.9％、δ1小于0.03，12个CD最大偏差小于其平均值的±10％、δ2小于12个CD平均值的5％时，则渗碳均匀性较好。
实施例三：
本实施例用于淬火油槽中不同位置的冷却速度均匀性测试。
钢材选择18个经过同炉冶炼、同炉锻造、同炉正回火、材料化学成分控制在中上限的中碳钢，钢材尺寸为如图3所示的阶梯轴，然后按图4所示的18个位置将钢材进行摆放。
通过在温度均匀性较好的井式炉中加热，然后在井式油槽中淬火。其中，对油槽流速的要求是在典型装载情况下，需要检测上中下三层18个位置的流速，所有位置流速均满足0.3-0.6m/s为合格。淬火后将每个阶梯轴按不同直径切成4段，用洛氏硬度计检测每一段圆棒样的芯部硬度，测试三个点取平均值。
当每种直径的芯部硬度最大偏差小于4HRC时则油槽的淬火均匀性较好。
实施例四：
本实施例用于工件在井式炉中渗碳、淬火油槽中淬火后，整个生产系统的有效硬化层深度均匀性测试。
选择12个经过同炉冶炼、同炉锻造、同炉正回火、材料化学成分控制在中上限的渗碳钢，渗碳钢为图5所示的圆棒样，将12个渗碳钢按图2所示的位置进行摆放。
通过在渗碳均匀较好的井式炉中渗碳后在淬火均匀性较好的油槽中淬火，按照GB/T9450-2005《钢件渗碳淬火硬化层深度的测定和校核》的标准检测每个圆棒样550HV1(参考硬度值)处的有效硬化层深度(CHD)。
通过公式一或STDEV函数计算出12个圆棒样CHD的样本标准差δ3。
当12个CHD最大偏差小于其平均值的±10％、δ3小于12个CHD平均值的5％时则渗碳淬火系统均匀性较好。
尽管上面对本申请说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员能够理解本申请，但是本申请不仅限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员而言，只要各种变化只要在所附的权利要求限定和确定的本申请精神和范围内，一切利用本申请构思的申请创造均在保护之列。
Claims (9)
1.一种评估井式炉渗碳淬火系统均匀性的方法，包括以下步骤：
根据井式炉渗碳淬火系统的不同功能部选择不同的钢材，所述钢材能够最大反应该功能部的均匀性；
所述功能部具有上中下三层，在所述功能部内设置检测点，每层均设置多个检测点，所述检测点分布在每层的内圈和外圈，每层检测点的位置均不相同；
获取与所述检测点相同数量的所述钢材，所述钢材放置在所述检测点上，所述钢材为经过同炉冶炼、同炉锻造、同炉正回火、材料化学成分控制在相同的钢材；
通过所述功能部对所述钢材进行加工，并在加工完成后对所有所述钢材进行检测；
统计所述检测的数值，获取其平均值并与标准数值进行对照，若所述平均值满足所述标准数值，则所述所述功能部的均匀性较好，反之则较差。
2.根据权利要求1所述的一种评估井式炉渗碳淬火系统均匀性的方法，其特征在于，所述功能部包括井式炉的有效加热区。
3.根据权利要求2所述的一种评估井式炉渗碳淬火系统均匀性的方法，其特征在于，所述有效加热区通过在炉温均匀性满足GB/T 9452要求的井式渗碳炉内进行渗碳缓冷。
4.根据权利要求3所述的一种评估井式炉渗碳淬火系统均匀性的方法，其特征在于，所述渗碳缓冷后用铣床将所有钢材按不同剥碳深度进行加工。
5.根据权利要求4所述的一种评估井式炉渗碳淬火系统均匀性的方法，其特征在于，所述钢材加工完后用碳硫分析仪检测靠近圆心位置的钢材的含碳量并取平均值作为最终结果。
6.根据权利要求1所述的一种评估井式炉渗碳淬火系统均匀性的方法，其特征在于，所述钢材为控制在中上限的渗碳钢。
7.根据权利要求1所述的一种评估井式炉渗碳淬火系统均匀性的方法，其特征在于，所述检测点具有十二个。
8.根据权利要求7所述的一种评估井式炉渗碳淬火系统均匀性的方法，其特征在于，所述检测点每层具有四个。
9.根据权利要求8所述的一种评估井式炉渗碳淬火系统均匀性的方法，其特征在于，所述检测点中具有三个设置在外圈，一个设置内圈。
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