[发明专利]用试样直接标定检测温度场相变区域的激光淬火过程在线检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在线检测方法，具体地说，是涉及一种对激光表面淬火过程进行实时在线检测的方法。

背景技术

激光表面淬火工艺能有效强化工件表面，提高工件使用寿命。由于加工材料表面的状况不一样，这就使得在激光表面淬火过程中，材料表面对激光的吸收率不同，如果工艺参数不变，加工后材料表面的硬化带宽度和深度就不同；另外，对于结构比较复杂的工件，不同部位的热传导条件不同，导致激光加热而发生相变的宽度和深度不同，等等。这些问题影响工件表面的性能。

解决这些问题的措施是对激光表面淬火过程进行实时在线控制。目前，人们一般的想法是实时在线检测激光表面淬火状态，得到状态特征数据，根据检测到的状态特征数据实时调节工艺参数，以提高和稳定工件质量。一般需要事先经过对检测仪器的标定，才能确认状态特征数据。但是，由于工件材质不同，发生相变的温度也不同，在相同温度下辐射信号也不同；工艺条件不一样，向奥氏体转变的过热度也不一样；另外，传感器对工件表面检测的条件不同，传感器接收到的信号强弱也发生变化。工件原始热处理状态也有一些影响。因此，对每种工件激光表面淬火过程进行检测前，都需要到专门的计量机构对仪器进行标定；如果工艺条件发生变化，也需要到专门的计量机构对仪器进行标定，需要花费较多的人力、物力和财力，也十分不方便，极大地制约了激光表面淬火工艺的推广应用。

发明内容

为了解决上述问题，有效地实现对激光表面淬火过程进行实时在线控制，本发明提出了一种通过试验用试样直接与试验中获取的信息进行对比标定的激光淬火过程在线检测方法。

本发明专利的技术方案是：针对一定的工件材质和检测条件，进行激光表面淬火及其过程在线检测试验，把试样的有关特征数据直接与对应的检测信息进行对比，以标定过程检测数据区域及其与实际淬火区域之间的比例关系，在此基础上对工件激光表面淬火过程进行实时在线检测，实时获取过程控制所需要的数据。

在过程检测时，人们往往首先考虑的是检测到得数据是否准确，而忽略了检测的真正目的。所以，人们一般先在专门的计量机构对检测仪器进行准确性标定，然后再用经过标定的检测仪器去进行测量，期望得到准确的检测数据。然而，在实践中往往不能获得或者不能方便地经常获得准确的数据。另外，一般用于工艺过程控制的数据往往不是检测到的信息的绝对值，需要进行分析计算，或者就是一个相对值。在激光表面淬火过程中，需要知道的是工件表面发生相变的区域，因此，只需获得检测信息中相变温度以上范围的信息，而不要求得到准确的温度值及其分布。这与通常人们用仪器检测工件表面的真实温度的目的不同。

由于本发明不需要在工艺过程中检测到准确的温度值及其分布，不需要确定检测信息所表示的确切温度，因而在试验标定时不需要了解工件材料的确切相变温度，只需要确定在检测到的信息数据中与实际淬火相变区域对应的数据区域以及两者之间的比例关系。

本发明专利的有益效果是：在观念上对有关过程检测的目的有一个重大突破，从获得准确数据为目的转变为获得有用数据为目的；可避免因材料、工件状况等实际条件变化而导致的专业计量机构的标定工作；可避免因温度标定误差引起的检测误差，更为重要的是可以避免因材料实际化学成分或工艺条件的变化导致实际相变温度等热物理参数变化引起的误判。

附图说明

无附图。

具体实施方式

在对工件进行激光表面淬火前，先在给定条件下用与工件材质一样的试块进行激光表面淬火及其过程在线检测试验，获取过程在线检测信息和相应的淬火试样，然后用相应的试验结果直接与获得的检测信息进行对比，以标定过程检测到的数据区域及其与相应的实际淬火区域之间的比例关系，再用这个标定结果作为依据，设计有关算法，对工件激光表面淬火过程进行实时在线检测，实时获取过程控制所需要的数据。