[实用新型]气雾淬火装置、零件界面传热系数的测试系统

说明书

本公开提出了气雾淬火装置、零件界面传热系数的测试系统，其中，气雾淬火装置，包括由若干板所构成的容纳空腔，所述容纳空腔中的呈相对的两块板之间安装有旋转部件，所述旋转部件上安装固定喷嘴，实现喷嘴与工件轴线之间的角度可调；所述构成容纳空腔的部分个板上开设有工件装夹孔，所述工件装夹孔在放置工件后对工件进行固定。喷嘴可变角度，可以得到喷嘴与工件轴线不同角度下的淬火情况。

技术领域

本公开涉及气雾淬火技术领域，特别是涉及气雾淬火装置、零件界面传热系数的测试系统。

背景技术

电阻炉是利用电流使炉内电热元件或加热介质发热，从而对工件或物料加热的工业炉。它是利用电流通过电阻材料发生热能的加热炉，以电为热源，通过电热元件将电能转化为热能，在炉内对金属进行加热。电阻炉具有热效率高，热工精度容易控制，劳动条件好，炉体寿命长等优点，适用于要求较严的工件的加热，但耗电费用高。

电磁感应加热技术是在法拉第电磁感应定律的基础上发展起来的，是法拉第感应定律的一种应用形式。感应加热所遵循的主要原理是：电磁感应、集肤效应、热传导。为了将金属工件加热到一定的温度，要求工件中的感应电流尽可能地大，增加感应线圈中的电流，可以增加金属工件中的交变磁通，进而增加工件中的感应电流。与传统的加热方式相比，感应加热技术具有精确的加热深度和加热区域，并易于控制；易于实现高功率密集，加热速度快，效率高，能耗小；加热温度高，加热温度易于控制；加热温度由工件表面向内部传导或渗透；采用非接触式加热方式，在加热过程中不易掺入杂质，工件材料烧损小，氧化皮生成少，能在各种载气中工作，损耗极低，不产生任何物理污染，符合环保和可持续发展方针，是绿色环保型加热工艺之一。

感应加热表面淬火是利用电磁感应原理，在工件表面层产生密度很高的感应电流，迅速加热至奥氏体状态，随后快速冷却得到马氏体组织的淬火方法。当感应圈中通过一定频率的交流电时，在其内外将产生与电流变化频率相同的交变磁场。金属工件放入感应圈内，在磁场作用下，工件内就会产生与感应圈频率相同而方向相反的感应电流。由于感应电流沿工件表面形成封闭回路，通常称为涡流。此涡流将电能变成热能，将工件的表面迅速加热。涡流主要分布于工件表面，工件内部几乎没有电流通过，这种现象称为表面效应或集肤效应。感应加热就是利用集肤效应，依靠电流热效应把工件表面迅速加热到淬火温度的。感应圈用紫铜管制做，内通冷却水。当工件表面在感应圈内加热到一定温度时，立即喷水冷却，使表面层获得马氏体组织。

气雾淬火技术是将气雾喷射到加热后的钢板上，使钢板迅速冷却，达到淬火目的的一种方法。气雾淬火作为一种新型的淬火工艺，具有冷却能力强，淬火效果好的特点，且在板料处于低温时仍能保证较高的淬火速率；通过调节气体与水的比例及喷射速度可以实现冷却速率的控制。气雾淬火具有最大的淬火能力和淬火速率调节范围。气雾淬火可以提高冷却速率，增加传热系数，得到力学性能优良的淬火件。气雾淬火的喷出量是可以控制的，而且喷射到钢板上的截面是面状的，淬火时，组织转变均匀，清洁无污染，能耗低。气雾淬火的冷却能力强，气雾喷射到钢板上的速度快，力度大，可以冲破钢板上的氧化皮，可以将它吹下来，或者是由于重力的作用脱落下来，可以减轻后期处理氧化皮的工作。淬火工艺主要用于可以进行热处理强化的钢。

发明人在研究中发现，气雾淬火因其具有较好的冷却效果等优点，引起了人们的广泛关注，但其淬火机理的研究结果不尽相同，这在一定程度上削弱了气雾淬火技术在工业上的实际应用。由于工件在气雾淬火过程中的应力和应变是难以测量的，因此研究人员通常采用数值模拟来求得工件的应力场和应变场，进而分析工件微观组织结构。但在利用数值模拟来模拟气雾淬火过程时，需要一系列的关键参数，包括工件材料的热物性参数、工件温度、气体流量(流速)、气体压力、液体温度、液体压力、液体流量(流速)、界面传热系数等。其中，界面传热系数是研究气雾淬火传热机理的关键参数之一，其准确程度直接影响温度场、应力应变场和组织场的求解精度。因此，精确的求解工件淬火表面与淬火介质之间界面传热系数，对于研究气雾淬火传热机理具有重要意义。

实用新型内容