[發明專利]淬火深度測定方法以及淬火深度測定裝置

有效

• 申請號: 201180051557.2
• 申請日: 2011-10-26
• 公開（公告）號: CN103238064A
• 公開（公告）日: 2013-08-07
• 發明（設計）人: 后藤雄治;高岡德義;川崎一博;三阪佳孝
• 申請（專利權）人: 高周波熱錬株式會社
• 主分類號: G01N27/72
• 分類號: G01N27/72
• 代理公司: 北京律誠同業知識產權代理有限公司 11006
• 代理人: 高龍鑫

技術領域

本發明涉及對實施了淬火加工的工件中的淬火深度進行非破壞性檢查的方法以及淬火深度測定裝置。

背景技術

為了提高金屬的強度，有時對鋼材等工件實施高頻淬火使其硬化。由于機械特性會隨著淬火硬化層的深度而變化，因此一直以來，在預先設定的處理條件下進行淬火，進而執行制造后的質量檢查。一直以來，作為檢查對工件是否進行了恰當的淬火加工的方法，有切斷任意抽取的工件來進行檢查的方法。在該方法的情況下，不僅檢查需要時間，而且還存在檢查對象的工件將無法作為產品來使用、以及無法進行全數檢查的問題。因此，一直在研究非破壞性地檢查工件淬火狀態的方法。

專利文獻1采用了這樣的方法：使由具有軸對稱形狀的碳素鋼構成的工件穿過環形線圈來測定磁導率，從而算出工件的各剖面中的淬火深度，同時用表面硬度計測定表面硬度，通過檢測出表面硬度極端地增大的位置，來確定淬火范圍的端點，從而檢查工件的淬火模式。

專利文獻2是關于非破壞性地測定鋼材的淬火硬化層的深度的方法，其采用了這樣的方法：通過由勵磁線圈產生的低頻交流磁場，使鋼材在沿表面的方向上磁化以產生渦電流，用檢測線圈檢測由該渦電流引發的感應磁場，并通過將檢測線圈的輸出電壓與已知的數據作比較，算出對稱鋼材的淬火硬化層的深度。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2009-109358號公報

專利文獻2：日本特開2002-14081號公報。

發明內容

發明要解決的問題

專利文獻1公開的淬火模式的測定方法僅限于測定對象的工件為軸對稱形狀的工件。另外，由于是使工件穿過感應線圈的內側的構成方式，因此對可測定的工件的大小有限制。或者，需要調整感應線圈的大小和工件的大小，從而效率低。進而，該方法需要通過實驗等，預先對多個測定位置的每一位置求得校準曲線，而且還要用表面硬度計確定淬火范圍，對渦電流測定進行補充，以測定實際淬火模式的整體概貌，在這樣的方法中用于非破壞性檢查的工序數很多。

專利文獻2公開的測定方法，用等效正弦波交流非線性分析法，對將圓柱形高頻淬火材料插入探測器（probe）內時，在檢測線圈處得到的輸出電壓進行評估。因此，由分析得到的淬火深度成為軸對稱的值，該技術僅能適用于測定對象物為軸對稱形狀的工件，而且測定精度差。另外，通過專利文獻2公開的分析方法，無法恰當地獲取磁導率和外加磁束密度的相互關系，會發生與實測值的偏差，不適合充當非破壞性檢查。進而，專利文獻2公開的測定方法，是假定從鋼材的表面開始，在深度方向上依次有四個級別的硬度，并將各硬度的初始磁化曲線以及導電率作為已知數據進行簡化的技術，并不適用于高精度的測定。

因此，本發明的目的在于，提供能迅速且高精度地測定淬火加工材料的淬火深度的非破壞性檢查方法。

用于解決問題的方法

從而，本發明人進行潛心研究，其結果是通過采用以下的淬火深度測定方法以及淬火深度測定裝置，實現了上述目的。

本發明的淬火深度測定方法，該方法是測定工件的淬火深度的方法，其特征在于，在工件附近配置具有勵磁線圈的磁化器以對工件進行磁化，用檢測線圈檢測由磁化產生的感應磁場，并作為該檢測線圈的輸出電壓來進行測定，根據已知電磁特性信息和由檢測線圈測定的輸出電壓值來確定工件的淬火硬化層的厚度，所述已知電磁特性信息是由與工件構成材料同等的材料構成的未實施淬火加工的非淬火材料以及實施了淬火加工的完全淬火材料的已知電磁特性信息。

在本發明的淬火深度測定方法中，所述電磁特性信息進一步優選含有，利用與所述工件構成材料同等的材料中的非淬火材料以及完全淬火材料的初始磁化曲線以及導電率、并通過根據有限元素法的分析而得到的檢測線圈的估算輸出電壓值。

本發明的淬火深度測定裝置，其特征在于，具有對工件進行磁化的磁化器，用檢測線圈檢測由磁化產生的感應磁場，并作為該檢測線圈的輸出電壓來進行測定的裝置，根據所測定的檢測線圈的輸出電壓值、以及與工件同等的材料相關的已知電磁特性信息來導出工件的淬火深度的淬火深度確定裝置，該淬火深度確定裝置根據已知電磁特性信息和檢測線圈的輸出電壓值來確定工件的淬火深度，所述已知電磁特性信息含有，利用未實施淬火加工的非淬火材料和實施了淬火加工的完全淬火材料的初始磁化曲線以及導電率、并通過根據有限元素法的分析而得到的檢測線圈的估算輸出電壓值。

發明的效果