基本信息
- 項目名稱：
- 滲碳層深度淬火硬度電磁無損檢測儀
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 無損檢測設(shè)備的最大特點就是能在不損壞試件材質(zhì)、結(jié)構(gòu)的前提下進行檢測，所以實施無損檢測后，產(chǎn)品的檢查率可以達到100%。 本項目結(jié)合國內(nèi)外無損檢測領(lǐng)域的相關(guān)研究，經(jīng)過多次試驗測試確定矯頑力與滲碳層深度、淬火硬度之間的關(guān)系，設(shè)計出基于矯頑力的滲碳層深度電磁無損檢測儀。該無損檢儀器能夠?qū)︿撹F材料進行滲碳層深度測試，填補同類型無損檢測儀器在國內(nèi)市場上的空白，具有廣泛的應(yīng)用前景。
- 詳細介紹：
- 熱處理是通過改變材料的組織、成分以改變材料性能的加工工藝。在熱處理生產(chǎn)過程中必須進行材料的混料分選、硬度檢測、淬硬層深度檢測、滲碳層深度檢測等。目前滲碳層深度的測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、不易實現(xiàn)自動化和計算機處理。 無損檢測設(shè)備的最大特點就是能在不損壞試件材質(zhì)、結(jié)構(gòu)的前提下進行檢測，所以實施無損檢測后，產(chǎn)品的檢查率可以達到100%。 本項目結(jié)合國內(nèi)外無損檢測領(lǐng)域的相關(guān)研究，經(jīng)過多次試驗測試確定矯頑力與滲碳層深度之間的關(guān)系，設(shè)計出基于矯頑力的滲碳層深度電磁無損檢測儀。該無損檢儀器能夠?qū)︿撹F材料進行滲碳層深度測試，填補同類型無損檢測儀器在國內(nèi)市場上的空白，具有廣泛的應(yīng)用前景。 本作品的基本設(shè)計思路：設(shè)計電路完成對熱處理材料矯頑力的測試，通過試驗確定矯頑力與滲碳層深度的關(guān)系，嘗試用矯頑力來表征兩者的大小。利用PLC及相應(yīng)模塊完成勵磁和矯頑力數(shù)據(jù)采集，通過組態(tài)軟件構(gòu)建實時監(jiān)控畫面。 創(chuàng)新點： (1)能夠?qū)崽幚淼墓ぜM行滲碳層深度的無損檢測，填補國內(nèi)滲碳層深度無損檢測領(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)教師原開發(fā)項目的基礎(chǔ)上，利用測試線圈和電子積分器完成磁感應(yīng)強度的測量，測量結(jié)果穩(wěn)定可靠?？朔邢到y(tǒng)利用霍爾傳感器測量時測量范圍窄，容易飽和的缺點。 （4）利用高可靠的PLC和組態(tài)軟件構(gòu)成新的上下位機監(jiān)控系統(tǒng)。 主要技術(shù)指標：能夠根據(jù)所提供樣本數(shù)據(jù)準確測出同類工件的滲碳層深度或淬火硬度，測量精度3%以內(nèi)。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 作品設(shè)計目的：實現(xiàn)鋼鐵材料熱處理后滲碳層深度的無損檢測。 基本思路：設(shè)計電路完成對熱處理材料矯頑力的測試，通過試驗確定矯頑力與滲碳層深度的關(guān)系，嘗試用矯頑力來表征兩者的大小。利用PLC及相應(yīng)模塊完成勵磁和矯頑力數(shù)據(jù)采集，通過組態(tài)軟件構(gòu)建實時監(jiān)控畫面。 創(chuàng)新點：(1) 能夠?qū)崽幚淼墓ぜM行滲碳層深度的無損檢測，填補國內(nèi)滲碳層深度無損檢測領(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)教師原開發(fā)項目的基礎(chǔ)上，利用測試線圈和電子積分器完成磁感應(yīng)強度的測量，測量結(jié)果穩(wěn)定可靠?？朔邢到y(tǒng)利用霍爾傳感器測量時測量范圍窄，容易飽和的缺點。（4）利用高可靠的PLC和組態(tài)軟件構(gòu)成新的上下位機監(jiān)控系統(tǒng)。 主要技術(shù)指標：能夠根據(jù)所提供樣本數(shù)據(jù)準確測出同類工件的滲碳層深度或淬火硬度，測量精度3%以內(nèi)。
科學性、先進性
- 在熱處理生產(chǎn)過程中必須進行材料的混料分選、硬度檢測、淬硬層深度檢測、滲碳層深度檢測等。目前滲碳層深度的測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、不易實現(xiàn)自動化和計算機處理。目前市場上的超聲波散射效應(yīng)探測鋼材的淬硬層深度的無損檢測儀，由于超聲波在各種媒質(zhì)中傳播時，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，聲波的強度會逐漸減弱，其檢測的范圍小?；跍u流效應(yīng)的無損檢測儀受制于集膚效應(yīng)的影響，深度測試范圍有一定限制。 本作品是基于矯頑力與熱處理材料滲碳層深度關(guān)系研制的電磁無損檢測儀，與傳統(tǒng)的破壞檢測方法和現(xiàn)在市場上的其他無損檢測儀器相比，能夠有效完成熱處理材料的滲碳層深度的無損測試，具有檢測速度快，精度和自動化程度高，生產(chǎn)成本低等優(yōu)點。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 無
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 合作開發(fā)
作品可展示的形式
- 實物、產(chǎn)品，現(xiàn)場演示
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 適用范圍：鋼鐵材料熱處理后的滲碳層深度無損檢測。例如齒輪廠經(jīng)過淬火或滲碳處理的齒輪齒面滲碳層深度無損檢測，以及汽車行業(yè)中輪轂熱處理后相關(guān)參數(shù)的無損檢測，軸承生產(chǎn)企業(yè)軸承淬火后的無損檢測等。 市場分析和經(jīng)濟效益預(yù)測：我國齒輪產(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。所以該項目的研制成功具有顯著的經(jīng)濟和社會效益。
同類課題研究水平概述
- 國內(nèi)市場上供應(yīng)的用于鋼鐵材料熱處理性能測試的無損檢測儀器有超聲波硬度檢測儀、超聲波測厚儀、渦流硬度檢測儀、渦流測厚儀、渦流混料分選儀，而沒有專門的電磁無損檢測儀，尤其是淬硬層和滲碳層深度檢測儀。哈爾濱理工大學萬國慶教授研制的電磁無損檢測儀只能進行材料硬度檢測和混料分選而不能進行材料淬硬層深度、滲碳層深度的檢測。從原理上萬國慶教授研制的電磁無損檢測儀是基于渦流理論，檢測過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試深度上受到一定的限制。常州信息職業(yè)技術(shù)學院賈健明，顏鵬等人研制成功DWY-1型檢測儀，采用數(shù)控電源勵磁，利用霍爾元件測量磁場強度，存在容易飽和，測量范圍窄等缺點，本作品采用電子積分器來完成磁路系統(tǒng)的測量，并設(shè)計了新的勵磁系統(tǒng)，克服原系統(tǒng)中的不足，具有穩(wěn)定性好的優(yōu)點。 國外，俄羅斯烏拉爾交通科學研究院1999年研制的K-61矯頑力-金相檢測儀現(xiàn)已定型，并通過了烏拉爾標準計量鑒定中心鑒定。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）有限公司國內(nèi)代理銷售該產(chǎn)品，但是價格昂貴每臺售價達65萬人民幣。只能完成熱處理工件表面淬硬層深度的測試，無法完成滲碳層深度的測試。
