[发明专利]一种多功能淬火检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于淬火的参数检测装置，具体涉及一种多功能淬火检测装置。

背景技术

大型飞机、火箭等架构中广泛应用中厚板铝合金。一般用诸如浸入式淬火等热处理工艺来提高金属力学性能，，用喷淋淬火来提高中厚铝合金板材的力学性能。喷淋淬火工艺包括向固溶处理后的高温板材上下表面喷冷却液体，来提高中厚板的硬度和抗拉强度。浸入式淬火以及喷淋淬火的板材冷却表面与芯部冷却速率存在差异，不可避免导致残余应力。对于大型飞机及航空航天等重要设备，残余应力的存在会导致中厚板铝合金加工变形超标，以及残余应力集中引起安全隐患等问题。

随着有限元技术的发展，浸入式淬火和中厚板铝合金喷淋淬火的模拟成为可能，可以预测后续的加工变形及残余应力分布，并且有助于提出消除或均化残余应力的方法。液体与铝合金板材上下表面间的热交换系数，是制约浸入式淬火和中厚板铝合金喷淋淬火有限元模拟准确性的关键参数；而金属淬透性是评价淬火工艺有效性的重要指标。因此，需要提供一种便于测试喷淋淬火上下表面及浸入式淬火表面热交换系数和淬透性的技术方案。

发明内容

针对现有技术的不足，本申请人设计了一种多功能淬火检测装置，该装置能够分别模拟并测试液体由上向下喷淋板材表面、液体由下向上喷淋板材表面、以及表面浸入液体三种情况下的热交换系数和淬透性。

本发明的发明目的是通过下述技术方案进行实现的：

本发明提供了一种多功能淬火检测装置，所述装置包括支架、从上至下设于所述支架上部的筒状隔热支撑件件和冷却箱、贯穿所述冷却箱且与所述隔热支撑件同轴心设置的喷淋管；所述隔热支撑件内设有加热装置和测温热电偶。

优选的，所述隔热支撑件包括上端底、下端底、上端底和下端底之间的筒状叠层侧壁；所述下端底设有与所述侧壁的内径相等且同心的孔。

优选的，所述支架包括数目大于1的立柱和设于所述立柱顶端的顶板；所述隔热支撑件的上端底与所述顶板贴合且固定连接。

优选的，所述隔热支撑件的侧壁外设有筒状保温棉。

优选的，所述加热装置为设在所述叠层侧壁的叠层之间的电阻加热圈；所述电阻加热圈通过径向贯穿所述侧壁和所述保温棉的导线与电源连接。

优选的，所述侧壁内设有柱状试样且所述试样高度大于所述侧壁的高度；所述试样的下端贯穿所述冷却箱的上表面。

优选的，所述测温热电偶沿径向插入所述试样并通过径向贯穿所述侧壁和所述保温棉的导线与采集装置连接。

优选的，所述冷却箱上表面设有供所述试样贯穿的通孔；所述试样处于所述隔热支撑件外的一端套设有隔热环；所述隔热环下端与所述试样的下端平齐。

优选的，所述隔热环与所述试样之间采用高温胶密封；所述隔热环与所述通孔通过螺纹连接。

优选的，所述隔热环外端侧设有端盖；所述端盖的内径小于所述隔热环的外径。

优选的，所述喷淋管下端贯穿所述冷却箱下表面且依次与水压表和流量表连接；所述喷淋管通过管接头与冷却箱盖下表面连接，喷淋管与管接头采用螺纹连接。

优选的，所述冷却箱的上下表面分别设有与水管连接的流水口；所述冷却箱的侧面设有开口。

优选的，所述冷却箱采用有机玻璃制成，所述冷却箱侧面设有刻度尺。

优选的，所述隔热支撑件和所述隔热环分别采用陶瓷制成。

与最接近现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明提供的技术方案，将试样设于隔热支撑件内，加热之后冷却，同时通过测温热电偶测量冷却过程中试样不同位置的温度变化，进而得到热交换系数；冷却结束后还可以通过逐层剥离冷却表面并进行硬度测试，获得试样的淬透性；本发明能够分别模拟并检测液体由上向下喷淋板材表面、液体由下向上喷淋板材表面、以及表面浸入液体三种情况下试样的热交换系数和淬透性；并且设计巧妙、结构简单，应用方便。

2、本发明提供的技术方案，隔热支撑件的双层设计、保温棉、隔热环和端盖的设计，减少电阻加热圈加热过程中试样的散热，实现了对试样的360°保温设计，能够确保淬火处理前试样温度的均匀性，进而保证了测试数据的准确性有效性。

3、本发明提供的技术方案，刻度尺可以用于配合调节喷淋头与试样端部之间的距离，增加了实验的灵活性和准确性。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为多功能淬火实验台示意图；

图2为多功能淬火实验台内部结构示意图；

图3为多功能淬火实验台B-B截面示意图；