[发明专利]一种顶底双向喷液多功能淬火实验装置及方法

说明书

本发明涉及一种顶底双向喷液多功能淬火实验装置及方法，所述装置包括淬火槽、传输装置、上料装置、对中装置、载料移动装置、顶部喷液装置和底部喷液装置；传输装置、上料装置和对中装置集成后可折叠到淬火槽内；载料移动装置设置在淬火槽内；底部喷液装置位于淬火槽内，顶部喷液装置通过直角拐臂与淬火槽另一侧铰接。本发明能够进行多种淬火方式的实验，并可对影响钢板淬火效果的因素进行调整；从而得到消除淬火水汽膜影响情况下获取不同材质、厚度钢板淬火后组织情况，以及相同材质、厚度的钢板选用不同淬火方式后组织情况等可靠的实验数据。

技术领域

本发明涉及金属热处理技术领域，尤其涉及一种顶底双向喷液多功能淬火实验装置及方法。

背景技术

随着科学技术的进步和工业生产的发展，各行业对高性能钢板的需求量与日俱增，通过浸液淬火获得高性能钢板的调质热处理工艺被各行业普遍采用。通常，高温钢板在平行液面进行浸液淬火时，其表面会持续产生大量气泡形成水汽膜，无法排出的水汽膜严重影响了高温钢板表面与冷却液的热交换，进而影响整个钢板冷却速度和淬透性。为消除高温钢板淬火时表面水汽膜造成的影响，现有技术中常采用在淬火槽中增加以一定角度、间距及压力喷射淬火液的方式打破高温钢板表面淬火水汽膜，然而针对不同材质和厚度的钢板，喷射角度、喷口间距及喷液压力等参数大多没有准确的数据标准作为参考，只能依靠科研人员的经验设定，进而使不同材质和厚度的高温钢板在同一淬火设备或相同材质和厚度的高温钢板在不同淬火设备上的淬火效果产生较大波动。此外，对于材质和厚度相同的高温钢板由于选择单纯浸液淬火、喷淋淬火、浸液并进行喷射高压淬火液破除表面水汽膜的复合型淬火等不同淬火方式而导致的淬火钢板组织差异尚无便于获得可靠对比实验数据且通用性较强的实验设备。

因此，开发一种能够对淬火液喷射角度、喷口间距和喷液压力等影响钢板淬火效果的因素进行调节或淬火方式进行调整的多功能实验装置，为获取不同材质和不同厚度的钢板淬火时与淬火液进行热交换后组织情况的可靠实验数据进而对其相变规律和机理进行深入研究，以及对工业批量生产淬火钢板在制定节能且有效的淬火工艺参数和大幅提升淬火钢板产品质量及性能的稳定性等方面具有重要现实意义。

目前公开文献中记载有淬火实验装置，如申请号为201310289530.8的中国专利公开的“一种快速水冷淬火实验装置”，包括缸体、内芯、密封压盖、密封填料和试样夹持组件及电动执行器；缸体为一个空心体，缸体顶部设置有冷却水进口，缸体的右端为冷却水出口；内芯为圆管形结构，与缸体主轴同一轴线，内芯由缸体左边装入缸体，在两者左端、内芯和缸体之间的间隙中装有密封填料后用密封压盖压紧；缸体右端冷却水出口处设有试样夹持组件，用于将需淬火的试样固定在冷却水出口中心位置；内芯左端通过压杆和电动执行器相连。该装置可以控制淬火实验中对热处理试样的冷却强度以满足对于合金试样在不同水冷强度下温降速率和相变规律，但缺点是实验设备操作复杂，不仅使淬火试样降温连续性受阻而且夹持过程受人工操作熟练程度等不确定因素影响较大。此外，受缸体、内芯管径等尺寸因素限制，实验试样尺寸较小，淬火试样各表面强度几乎处于无差异的理想状态，无法模拟钢板真实淬火情况，因此其实验结果数据对制定现场实际淬火工艺参数的参考价值非常有限。

申请号为201210253418.4的中国专利公开了“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。该实验设备将加热、淬火和冷却一体化，并在自动化中实现，具有加热时间短、操作方便并保证了淬火连续性等特点。但缺点是淬火试样需要加工为标准尺寸的圆柱体，且只能进行端面淬火实验，使该设备无法对板材类试样获取有效实验数据，更无法模拟现场实际淬火情况为改变现场淬火工艺参数提供有效的实验参考数据。