[發明專利]淬火冷卻監控系統

有效

• 申請號: 201410082684.4
• 申請日: 2014-03-07
• 公開（公告）號: CN103849758A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發明（設計）人: 劉小陽
• 申請（專利權）人: 劉小陽
• 主分類號: C21D11/00
• 分類號: C21D11/00;C21D1/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種淬火冷卻監控系統，尤其涉及一種聯合測溫計﹑流量計和充氣壓力計進行精密檢測控制﹑精確評估冷卻系統效能的淬火冷卻監控系統。

背景技術

對于氣淬真空爐而言，決定冷卻能力（速度）的主要因素是熱交換器的換熱效率。而影響換熱效率的因素有：冷卻水流量，冷卻室（淬火室）內的氣體壓力及冷卻風葉的轉速。氣淬真空爐的冷卻能力決定了其生產能力（適用的工件尺寸大小，材料種類等），而冷卻能力的穩定性決定了在批次生產時（大規模地重復生產同一零件）品質的穩定性。

目前在役的真空爐，為了測定真空爐的冷卻速度或是觀察或控制某個特定零件的冷卻過程，一般是通過在爐內零件（模具）上的特定部位安裝熱電偶，在冷卻時不斷地測量該處的溫度達到觀測與控制冷卻過程的目的。這種方法只適用于單室的真空爐，以及較大型的零件（模具）；并且由于安裝的不便利性（某些零件上沒有熱電偶安裝孔或不允許鉆孔），只能在某些特定條件下進行這種測試。對于雙室結構的真空爐型，這種方法就完全不能應用——因為在加熱完成后把零件（模具）從加熱室轉移到淬火室的過程中，熱電偶難以跟著移動，也不能讓隔熱門緊密關閉；如要實現這樣的功能，就需要去設計特別復雜的結構，會在真空爐的使用操作中帶來復雜性。對于油淬冷卻的真空爐，可以測量油的冷卻特性，以判斷淬火油是否老化或滿足使用要求。

對于小型的精密零件，將熱電偶安裝到零件上去是有因難的。如以裸露熱電偶的狀態去測量評估一整爐零件的冷卻狀態，則測量結果的準確性是值得懷疑。另因為零件較小，在裝爐數量較多的情況下，勢必要用到較多的工裝（如較大的鋼架，較多的裝料盤子或板網），其所占的質量比例也較大，其蓄熱對冷卻過程產生的影響也較大。因而，原有的在零件上安裝熱電偶測定冷卻特性的方式就不適用了。在這種情況下，使用本發明的“淬火冷卻監控系統”對整體的冷卻過程作出測量與評估，會更真實全面地反映淬火冷卻特性。

在現代的制造業中，對于制造品質提出了苛刻的質量要求，如汽車零件的生產要求實現“零缺陷”，以及“質量分散度為零”（21世紀美國熱處理路線規劃）的目標。其中熱處理的生產控制又是生產過程中的重點環節。但是，由于熱處理過程的特殊性，因此，目前對于熱處理的生產過程管理主要使用定期檢測的方法，如根據CQI-9規范制，每年進行2次的爐溫均勻性檢測。所檢測的內容主要是爐溫均勻性，測溫準確性，以及樣品熱處理后指定位置的硬度及金相等內容，以獲得在定期的檢驗中鑒定真空爐的一些重要特性。尤其對于冷卻過程的特性測量及相關規范還是空白。更應注意的是，真空爐在長期使用中其冷卻特性是會變化的。這種變化可能來源于：1）換熱器的結垢，使換熱效率降低；2）水泵在長期使用中發生磨損，使冷卻能力降低；3)冷卻風葉發生變形，導致冷卻能力降低；4)冷卻電機發生磨損，導致冷卻能力降低等等。這種變化有極大的可能是漸變的（有時也會突變），外在表現并不明顯，因而是不易及時察覺的。在冷卻性能逐漸降低的生產過程中，就有可能會產生不良品。這種不良品可能在平時的抽檢過程中難以發現，可能要在相當長的時間后，待冷卻特性有足夠的劣化現象時才能被發現。待到此時，產生的不良品可能已經相當多，可能已經構成了重大的經濟損失?？梢栽O想，對于批量很大的小型精密零件的熱處理，一旦確定了所用的工裝及裝爐模式后，通過測量每一次的冷卻模式，就可以得到該批次零件的冷卻特性，并與數據庫中的（或預設的）冷卻模式做對比，以判斷該冷卻過程是否符合要求，而通過對一定時期的數據統計，還可以得出真空爐的冷卻特性變化數據，以作為設備繼續使用的判定，或在其特性進一步劣化之前采取措施，避免生產中出現品質事故。從質量管理的角度來看，對于冷卻過程的在線監測是非常必要的。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種聯合測溫計﹑流量計和充氣壓力計進行精密檢測控制﹑精確評估冷卻系統效能的淬火冷卻監控系統。本發明采用如下技術方案：

一種淬火冷卻監控系統，包括水冷系統﹑熱交換系統和控制系統，及設置在水冷系統和熱交換系統之間的順時針布局的冷輸送管和熱輸送管，及設置在冷輸送管上用于檢測冷卻液溫度的冷端測溫計，及設置在熱輸送管上順時針布局的流量計﹑熱端測溫計和水泵；所述熱交換系統內設置有充氣壓力計﹑對流風葉和熱交換器，對流風葉扇動氣流把工件上的熱量吹送到熱交換器上，冷卻液把熱交換器上的熱量吸收帶走；所述熱交換系統外設置有對流風葉電機，對流風葉電機與對流風葉驅動連接，對流風葉電機與控制系統電性連接，控制系統實時控制對流風葉電機的轉速進而控制對流風葉對工件的散熱；所述充氣壓力計與控制系統電性連接，控制系統實時測量熱交換系統內的實時壓力，以實現對冷卻速度的控制。