基于ISO9950標(biāo)準(zhǔn)的淬火油冷卻性能測(cè)試儀的研制 陳銘 南京航空航天大學(xué)材料學(xué)院摘要：根據(jù)ISO9950《工業(yè)淬火油冷卻性能測(cè)試》標(biāo)準(zhǔn)，采用美國(guó)國(guó)家儀器公司的高性能數(shù)據(jù)采集單元，以Lebview軟件平臺(tái)為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)出專(zhuān)用中文操作系統(tǒng)，結(jié)合新的傳感器制作工藝，研制成功NH便攜式淬火油冷卻性能測(cè)試儀。關(guān)鍵詞：淬火油 測(cè)試 冷卻性能1.前言NH淬火油冷卻性能測(cè)試儀是根據(jù)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO9950:1995E，并參照國(guó)標(biāo)GB9449 88和機(jī)標(biāo)JB/T7951-2004，結(jié)合我國(guó)生產(chǎn)實(shí)際情況研制而成。此產(chǎn)品是在原產(chǎn)品基礎(chǔ)上升級(jí)而來(lái)，采用了更快的數(shù)據(jù)處理速度，可以對(duì)水基介質(zhì)/油基介質(zhì)分別進(jìn)行測(cè)試，其硬件運(yùn)行可靠，軟件操作規(guī)范，使用過(guò)程合理，具有廣泛的適用性。測(cè)試儀為便攜式，便于用戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)和遠(yuǎn)距離攜帶。同時(shí)，備有專(zhuān)用探頭支撐架和介質(zhì)容器，可同固定式檢測(cè)裝置一樣，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)?，F(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)可以直接測(cè)定淬火冷卻槽不同部位和不同循環(huán)強(qiáng)度條件下的冷卻特性，為熱處理工藝人員優(yōu)化冷卻工藝，為冷卻裝置設(shè)計(jì)者優(yōu)化設(shè)計(jì)提供技術(shù)依據(jù)；對(duì)淬火介質(zhì)定期檢測(cè)，可判定是否添加添加劑調(diào)整或重新配置；冷卻液的進(jìn)貨驗(yàn)收等；實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)則是冷卻介質(zhì)研制人員產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，質(zhì)量檢測(cè)和工藝監(jiān)控的必備手段。2.冷卻性能測(cè)試儀整體結(jié)構(gòu)測(cè)試儀主要由探頭組件、加熱爐組件、數(shù)據(jù)采集硬件和數(shù)據(jù)處理軟件等四部分組成。檢測(cè)時(shí)，探頭在加熱爐中加熱到要求的溫度，然后取出并插入待檢 淬火油或水基介質(zhì) 中冷卻，探頭中心熱電偶將溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為毫伏信號(hào)，經(jīng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)冷端補(bǔ)償、調(diào)理、放大后，由計(jì)算機(jī)記錄探頭中心溫度隨時(shí)間的變化過(guò)程，同時(shí)經(jīng)數(shù)據(jù)處理進(jìn)而獲得不同溫度下的冷卻速度。通過(guò)Ni數(shù)據(jù)采集卡的數(shù)據(jù)采集，A/D轉(zhuǎn)換系統(tǒng)及其軟件處理系統(tǒng)，將上述的檢測(cè)結(jié)果繪制成冷卻過(guò)程曲線(xiàn)（溫度/時(shí)間）和冷卻特性曲線(xiàn)（溫度/冷速),也可以將檢測(cè)結(jié)果生成檢測(cè)報(bào)告。用戶(hù)依據(jù)這些資料，可以評(píng)估待檢介質(zhì)的冷卻特性。3.數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng)Ni數(shù)據(jù)采集單元，由美國(guó)國(guó)家儀器公司在其專(zhuān)用溫度采集卡基礎(chǔ)上為該儀器研制而成。該卡電子元器件采用貼片制造技術(shù)，質(zhì)量可靠，功能齊全；靈敏度高，重復(fù)性與再現(xiàn)性好，在各種測(cè)量環(huán)境和測(cè)量條件下都有著良好的穩(wěn)定性。其功能可實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度的補(bǔ)償、調(diào)理、計(jì)算、A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)放大，以及數(shù)字信號(hào)與計(jì)算機(jī)之間的實(shí)時(shí)傳輸。4.操作系統(tǒng)操作系統(tǒng)采用windows風(fēng)格的菜單及其相似的操作方法(圖4)，并有適當(dāng)?shù)牟僮魈崾菊f(shuō)明?？赏瓿衫鋮s曲線(xiàn)的測(cè)試、歷史數(shù)據(jù)的查詢(xún)和對(duì)比、探頭傳熱系數(shù)的效驗(yàn)、測(cè)試報(bào)告自動(dòng)生成等功能。 冷卻曲線(xiàn)測(cè)試根據(jù)ISO9950標(biāo)準(zhǔn)，將探頭加熱到850℃，系統(tǒng)跟蹤探頭溫度變化，到溫報(bào)警提示。測(cè)量結(jié)束后，自動(dòng)顯示測(cè)量結(jié)果，即介質(zhì)的冷卻曲線(xiàn)和特性曲線(xiàn)，以及最大冷卻速度Vmax，最大冷卻速度時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度TVmax，300℃時(shí)的冷卻速度V300，850℃至600℃、400℃、200℃的冷卻時(shí)間t600，t400，t200，并自動(dòng)保存。歷史數(shù)據(jù)查詢(xún)可根據(jù)測(cè)試時(shí)間或曲線(xiàn)編號(hào)，檢索到已測(cè)介質(zhì)的冷卻曲線(xiàn)和特征數(shù)據(jù)，并可與不同時(shí)期測(cè)試的冷卻曲線(xiàn)進(jìn)行對(duì)比。探頭傳熱系數(shù)的效驗(yàn)，可自動(dòng)修正同一探頭不同使用階段或不同探頭因傳熱系數(shù)微小變化對(duì)冷卻曲線(xiàn)和特征數(shù)據(jù)的影響，實(shí)現(xiàn)不同介質(zhì)冷卻曲線(xiàn)的真實(shí)對(duì)比。報(bào)告生成功能可將測(cè)試的冷卻曲線(xiàn)或查詢(xún)對(duì)比的冷卻曲線(xiàn)生成標(biāo)準(zhǔn)格式的測(cè)試報(bào)告，也可將生成的曲線(xiàn)圖片保存，用于其他文件的粘貼。5.探頭熱電偶的高溫熔結(jié) 根據(jù)ISO9950探頭制作工藝，NiCr-NiAl鎧裝熱電偶采用冷擠壓的方法固定在探頭中心，熱電偶與探頭本體之間的熱障致使其不同探頭間導(dǎo)熱系數(shù)不一致。采用與本體材料相一致的高溫焊膏，通過(guò)高溫真空熔結(jié)工藝，將冷擠壓入的鎧裝熱電偶與探頭本體熔結(jié)，可提高探頭制作的穩(wěn)定性。6.測(cè)試儀性能評(píng)定和可靠性試驗(yàn)采用ISO9950標(biāo)準(zhǔn)油評(píng)定測(cè)試儀的測(cè)試結(jié)果（表1）表明，測(cè)試儀性能穩(wěn)定，不同探頭間導(dǎo)熱系數(shù)波動(dòng)小。采用同一探頭重復(fù)測(cè)試某淬火油槽中淬火油，其冷卻曲線(xiàn)（圖5）重現(xiàn)性好，特征數(shù)據(jù)波動(dòng)小，說(shuō)明冷卻測(cè)試儀性能穩(wěn)定。7.結(jié)論NH淬火油冷卻性能測(cè)試儀能滿(mǎn)足ISO9950及JB/T7951-2004標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)淬火油冷卻性能的測(cè)試；NH淬火油冷卻性能測(cè)試儀采集單元采用貼片制作技術(shù)、傳感器采用焊膏熔結(jié)制作技術(shù)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，性能可靠，數(shù)據(jù)重現(xiàn)性高。NH淬火油冷卻性能測(cè)試儀探頭自動(dòng)效驗(yàn)功能，能保證不同探頭測(cè)試結(jié)果曲線(xiàn)和數(shù)據(jù)對(duì)比的真實(shí)性。