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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 滲碳層深度淬火硬度電磁無(wú)損檢測(cè)儀
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 機(jī)械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 無(wú)損檢測(cè)設(shè)備的最大特點(diǎn)就是能在不損壞試件材質(zhì)、結(jié)構(gòu)的前提下進(jìn)行檢測(cè)，所以實(shí)施無(wú)損檢測(cè)后，產(chǎn)品的檢查率可以達(dá)到100%。 本項(xiàng)目結(jié)合國(guó)內(nèi)外無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域的相關(guān)研究，經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)測(cè)試確定矯頑力與滲碳層深度、淬火硬度之間的關(guān)系，設(shè)計(jì)出基于矯頑力的滲碳層深度電磁無(wú)損檢測(cè)儀。該無(wú)損檢儀器能夠?qū)︿撹F材料進(jìn)行滲碳層深度測(cè)試，填補(bǔ)同類型無(wú)損檢測(cè)儀器在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的空白，具有廣泛的應(yīng)用前景。
- 詳細(xì)介紹：
- 熱處理是通過(guò)改變材料的組織、成分以改變材料性能的加工工藝。在熱處理生產(chǎn)過(guò)程中必須進(jìn)行材料的混料分選、硬度檢測(cè)、淬硬層深度檢測(cè)、滲碳層深度檢測(cè)等。目前滲碳層深度的測(cè)量方法主要有斷口法、顯微硬度法和金相法等三種方法。上述方法需要破壞零件、檢查速度慢、精度低、不易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)處理。 無(wú)損檢測(cè)設(shè)備的最大特點(diǎn)就是能在不損壞試件材質(zhì)、結(jié)構(gòu)的前提下進(jìn)行檢測(cè)，所以實(shí)施無(wú)損檢測(cè)后，產(chǎn)品的檢查率可以達(dá)到100%。 本項(xiàng)目結(jié)合國(guó)內(nèi)外無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域的相關(guān)研究，經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)測(cè)試確定矯頑力與滲碳層深度之間的關(guān)系，設(shè)計(jì)出基于矯頑力的滲碳層深度電磁無(wú)損檢測(cè)儀。該無(wú)損檢儀器能夠?qū)︿撹F材料進(jìn)行滲碳層深度測(cè)試，填補(bǔ)同類型無(wú)損檢測(cè)儀器在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的空白，具有廣泛的應(yīng)用前景。 本作品的基本設(shè)計(jì)思路：設(shè)計(jì)電路完成對(duì)熱處理材料矯頑力的測(cè)試，通過(guò)試驗(yàn)確定矯頑力與滲碳層深度的關(guān)系，嘗試用矯頑力來(lái)表征兩者的大小。利用PLC及相應(yīng)模塊完成勵(lì)磁和矯頑力數(shù)據(jù)采集，通過(guò)組態(tài)軟件構(gòu)建實(shí)時(shí)監(jiān)控畫面。 創(chuàng)新點(diǎn)： (1)能夠?qū)崽幚淼墓ぜM(jìn)行滲碳層深度的無(wú)損檢測(cè)，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)滲碳層深度無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域的空白。 (2)確定鋼鐵材料矯頑力與滲碳層深度的關(guān)系，用鋼鐵材料矯頑力表征其滲碳層深度值。 (3)本作品在指導(dǎo)教師原開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，利用測(cè)試線圈和電子積分器完成磁感應(yīng)強(qiáng)度的測(cè)量，測(cè)量結(jié)果穩(wěn)定可靠?？朔邢到y(tǒng)利用霍爾傳感器測(cè)量時(shí)測(cè)量范圍窄，容易飽和的缺點(diǎn)。 （4）利用高可靠的PLC和組態(tài)軟件構(gòu)成新的上下位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。 主要技術(shù)指標(biāo)：能夠根據(jù)所提供樣本數(shù)據(jù)準(zhǔn)確測(cè)出同類工件的滲碳層深度或淬火硬度，測(cè)量精度3%以內(nèi)。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 作品設(shè)計(jì)目的：實(shí)現(xiàn)鋼鐵材料熱處理后滲碳層深度的無(wú)損檢測(cè)。 基本思路：設(shè)計(jì)電路完成對(duì)熱處理材料矯頑力的測(cè)試，通過(guò)試驗(yàn)確定矯頑力與滲碳層深度的關(guān)系，嘗試用矯頑力來(lái)表征兩者的大小。利用PLC及相應(yīng)模塊完成勵(lì)磁和矯頑力數(shù)據(jù)采集，通過(guò)組態(tài)軟件構(gòu)建實(shí)時(shí)監(jiān)控畫面。 創(chuàng)新點(diǎn)：(1) 能夠?qū)崽幚淼墓ぜM(jìn)行滲碳層深度的無(wú)損檢測(cè)，填補(bǔ)國(guó)內(nèi)滲碳層深度無(wú)損檢測(cè)領(lǐng)域的空白。(2)確定鋼鐵材料矯頑力與滲碳層深度的關(guān)系，用鋼鐵材料矯頑力表征其滲碳層深度值。(3) 本作品在指導(dǎo)教師原開(kāi)發(fā)項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，利用測(cè)試線圈和電子積分器完成磁感應(yīng)強(qiáng)度的測(cè)量，測(cè)量結(jié)果穩(wěn)定可靠。克服原有系統(tǒng)利用霍爾傳感器測(cè)量時(shí)測(cè)量范圍窄，容易飽和的缺點(diǎn)。（4）利用高可靠的PLC和組態(tài)軟件構(gòu)成新的上下位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。 主要技術(shù)指標(biāo)：能夠根據(jù)所提供樣本數(shù)據(jù)準(zhǔn)確測(cè)出同類工件的滲碳層深度或淬火硬度，測(cè)量精度3%以內(nèi)。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 在熱處理生產(chǎn)過(guò)程中必須進(jìn)行材料的混料分選、硬度檢測(cè)、淬硬層深度檢測(cè)、滲碳層深度檢測(cè)等。目前滲碳層深度的測(cè)量方法主要有斷口法、顯微硬度法和金相法等三種方法。上述方法需要破壞零件、檢查速度慢、精度低、不易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和計(jì)算機(jī)處理。目前市場(chǎng)上的超聲波散射效應(yīng)探測(cè)鋼材的淬硬層深度的無(wú)損檢測(cè)儀，由于超聲波在各種媒質(zhì)中傳播時(shí)，媒質(zhì)要吸收掉它的一部分能量，所以，隨著傳播路程的增加，聲波的強(qiáng)度會(huì)逐漸減弱，其檢測(cè)的范圍小?；跍u流效應(yīng)的無(wú)損檢測(cè)儀受制于集膚效應(yīng)的影響，深度測(cè)試范圍有一定限制。 本作品是基于矯頑力與熱處理材料滲碳層深度關(guān)系研制的電磁無(wú)損檢測(cè)儀，與傳統(tǒng)的破壞檢測(cè)方法和現(xiàn)在市場(chǎng)上的其他無(wú)損檢測(cè)儀器相比，能夠有效完成熱處理材料的滲碳層深度的無(wú)損測(cè)試，具有檢測(cè)速度快，精度和自動(dòng)化程度高，生產(chǎn)成本低等優(yōu)點(diǎn)。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 無(wú)
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 合作開(kāi)發(fā)
作品可展示的形式
- 實(shí)物、產(chǎn)品，現(xiàn)場(chǎng)演示
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 適用范圍：鋼鐵材料熱處理后的滲碳層深度無(wú)損檢測(cè)。例如齒輪廠經(jīng)過(guò)淬火或滲碳處理的齒輪齒面滲碳層深度無(wú)損檢測(cè)，以及汽車行業(yè)中輪轂熱處理后相關(guān)參數(shù)的無(wú)損檢測(cè)，軸承生產(chǎn)企業(yè)軸承淬火后的無(wú)損檢測(cè)等。 市場(chǎng)分析和經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)：我國(guó)齒輪產(chǎn)品制造業(yè)擁有1000多家上規(guī)模的制造企業(yè)，軸承企業(yè)有500多家上規(guī)模企業(yè)，還有汽車行業(yè)中的部分配套企業(yè)，這些企業(yè)都是潛在的用戶。所以該項(xiàng)目的研制成功具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
同類課題研究水平概述
- 國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上供應(yīng)的用于鋼鐵材料熱處理性能測(cè)試的無(wú)損檢測(cè)儀器有超聲波硬度檢測(cè)儀、超聲波測(cè)厚儀、渦流硬度檢測(cè)儀、渦流測(cè)厚儀、渦流混料分選儀，而沒(méi)有專門的電磁無(wú)損檢測(cè)儀，尤其是淬硬層和滲碳層深度檢測(cè)儀。哈爾濱理工大學(xué)萬(wàn)國(guó)慶教授研制的電磁無(wú)損檢測(cè)儀只能進(jìn)行材料硬度檢測(cè)和混料分選而不能進(jìn)行材料淬硬層深度、滲碳層深度的檢測(cè)。從原理上萬(wàn)國(guó)慶教授研制的電磁無(wú)損檢測(cè)儀是基于渦流理論，檢測(cè)過(guò)程中的由于集膚效應(yīng)（趨膚效應(yīng)）的影響使得該儀器在測(cè)試深度上受到一定的限制。常州信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院賈健明，顏鵬等人研制成功DWY-1型檢測(cè)儀，采用數(shù)控電源勵(lì)磁，利用霍爾元件測(cè)量磁場(chǎng)強(qiáng)度，存在容易飽和，測(cè)量范圍窄等缺點(diǎn)，本作品采用電子積分器來(lái)完成磁路系統(tǒng)的測(cè)量，并設(shè)計(jì)了新的勵(lì)磁系統(tǒng)，克服原系統(tǒng)中的不足，具有穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn)。 國(guó)外，俄羅斯烏拉爾交通科學(xué)研究院1999年研制的K-61矯頑力-金相檢測(cè)儀現(xiàn)已定型，并通過(guò)了烏拉爾標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量鑒定中心鑒定。日本神鋼檢查服務(wù)所研制超聲波表面淬硬層深度測(cè)厚儀 ——神鋼HARD ECHO(SH-65)已經(jīng)投入使用。優(yōu)華金屬材料（上海）有限公司國(guó)內(nèi)代理銷售該產(chǎn)品，但是價(jià)格昂貴每臺(tái)售價(jià)達(dá)65萬(wàn)人民幣。只能完成熱處理工件表面淬硬層深度的測(cè)試，無(wú)法完成滲碳層深度的測(cè)試。
