專利名稱：一種鋼材淬透性曲線的自動/半自動測量方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬材料熱處理領(lǐng)域，尤其涉及對鋼材的淬透性曲線的測
背景技術(shù)：
淬火技術(shù)就是通過將零件加熱使鋼奧氏體化，然后快速冷卻，使獲得馬 氏體組織。
鋼的淬透性是在規(guī)定的淬火條件下，決定鋼材淬硬深度和硬度分布的特 性(是鋼材本身固有的屬性)。通常用在規(guī)定的淬火條件下(工件尺寸、淬 火介質(zhì))所能獲得的淬硬層深度來表示。
淬硬層深度是從淬硬的工件表面量至規(guī)定硬度值(通常是指馬氏體和非
馬氏體組織各占50%的半馬氏體區(qū))處的垂直距離。
鋼的淬透性常用的測定方法有臨界直徑法和末端淬火實驗法。 臨界直徑法是把鋼材制成一系列直徑大小不同的式樣，在某種介質(zhì)中逐 個淬冷后，測量中心部位得到全部馬氏體或半馬氏體組織的最大直徑(稱為 臨界直徑)的方法。
末端淬火試驗法是將標(biāo)準(zhǔn)試樣(025 mmX100mm)按規(guī)定的奧氏體化 條件加熱后，迅速取出放入末端淬火試驗機(jī)的試樣架孔中，立即由末端噴水 冷卻。因試樣是一端噴水冷卻，故水冷端的冷速最快，越往上冷的越慢，頭 部的冷速相當(dāng)空冷。因此沿試樣長度方向上由于冷卻條件的不同，獲得的組 織和性能也將不同。冷卻完畢后沿試樣兩側(cè)長度方向每隔一定間距測量一個 硬度值，即可得到沿長度方向上的硬度變化，可得到硬度變化與距水冷端面 距離的曲線，此曲線稱為淬透性曲線。對同一牌號的鋼，由于化學(xué)成分和晶 粒度的差異，淬透性曲線實際上為一定波動范圍的淬透性帶。
把淬透性曲線放到成分與硬度的坐標(biāo)系中，便得到硬度與鋼的含碳量之 間的對應(yīng)關(guān)系。目前，淬透性測定步驟通常為
1、 標(biāo)準(zhǔn)試樣(025 mmX 100mm)的制備；
2、 規(guī)定的奧氏體化條件下加熱；
3、 在末端淬火試驗機(jī)上冷卻；
4、 準(zhǔn)備硬度測試平面；
5、 沿試樣兩側(cè)長度方向每隔一定間距測量一個硬度值(HRC或HV
值)；
6、 以橫坐標(biāo)表示距淬火端面的距離，以縱坐標(biāo)表示相應(yīng)距離處的硬 度值，繪制硬度變化曲線，得到鋼的淬透性曲線。
現(xiàn)有技術(shù)的不足之處在于
1、 用于完成上述淬透性測定的步驟5和6主要是靠人工手動完成； 其具體步驟為將試件放入試件夾持器中，手動將移動試件到特定位置，用
硬度計測量硬度，手工記錄下位置數(shù)據(jù)和該點的硬度數(shù)據(jù)，再測量下一個點
(一個試件一般要測量30對數(shù)據(jù))；然后，再靠人工將這些數(shù)據(jù)手動輸入計 算機(jī)；這些工作很繁瑣，又容易出錯，所耗費的時間長，測量工作效率相對較低。
2、 一般試件的移動位置通過人工觀察刻度指示來定位，每次移動試 件到規(guī)定的準(zhǔn)確位置較困難，且定位的精度低，誤差較大， 一般在0.1毫米 以上。
3、 對于低淬透性鋼，測量點需交錯排列，但距中心線不大于0.5毫米， 單靠人工手動調(diào)節(jié)是難以調(diào)節(jié)和控制定位精度的。
4、 目前，對鋼的淬透性控制越來越高，往往需要進(jìn)行全帶控制，就 需要測量更多點，隨之而來的測量工作量劇增，測量步驟會變得更加繁瑣， 更容易出錯，效率將很低；由于需要人工操作，操作者的熟練程度之差異， 會大大影響最終結(jié)果的準(zhǔn)確性。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種能快速測量，且可自動/半自動繪 制淬透性曲線的方法和實現(xiàn)該方法的裝置。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下的技術(shù)方案提供一種鋼材淬透性曲線的自動/半自動測量方法，包括使用硬度計測量端淬試樣的硬度值，其特征 在于
1) 在硬度計的下方，設(shè)置一電控的試件測試平臺，在試件測試平臺上， 設(shè)置有可攜帶位于其上的端淬試樣作至少一維方向上移動的試件夾持機(jī)構(gòu)；
2) 將試件測試平臺電控單元的控制輸入/出端與計算機(jī)的I/O端口分別 對應(yīng)建立電連接；
3) 將試件測試平臺的位置檢測信號輸出端口與計算機(jī)的I/0端口依次建 立電連接；
4) 在計算機(jī)中安裝一試件夾持機(jī)構(gòu)位移控制子程序，用于根據(jù)設(shè)定值 和試件夾持機(jī)構(gòu)的位置檢測信號，確定和/或控制試件夾持機(jī)構(gòu)的平面位移；
5) 在計算機(jī)中安裝一硬度測量數(shù)據(jù)的讀取/存儲子程序，用于讀取和存 儲端淬試樣上預(yù)定點的硬度測量數(shù)值；
6) 根據(jù)試件的尺寸、測量規(guī)范的規(guī)定和/或測量任務(wù)的要求，在計算機(jī) 上設(shè)定好試件夾持機(jī)構(gòu)每次平面移動的單步距離和/或總移動距離；
7) 計算機(jī)通過檢測試件夾持機(jī)構(gòu)的位置反饋信號，確定其與預(yù)定原點 的位置誤差，通過試件測試平臺的電控單元，控制試件夾持機(jī)構(gòu)移動復(fù)位至 預(yù)定原點或第一預(yù)定點的位置；
8) 啟動硬度計的測量工作程序，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)試樣上第一預(yù)定點的硬度測
9) 讀取該預(yù)定點的硬度測量數(shù)值，存入計算機(jī)存儲器指定地址中或數(shù) 據(jù)庫的指定字段中；
10) 計算機(jī)通過試件測試平臺的電控單元，控制試件夾持機(jī)構(gòu)移動預(yù)定 的單步移動距離；
11) 再次啟動硬度計的測量工作程序，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)試樣上第二預(yù)定點的硬 度測量；
12) 讀取第二預(yù)定點的硬度測量數(shù)值，存入存儲器指定地址中或數(shù)據(jù)庫 的指定字段中；
13) 重復(fù)上述第10)至第12)步驟，直至試件夾持機(jī)構(gòu)移動的單步次 數(shù)或總移動距離達(dá)到設(shè)定的預(yù)定值為止；
14) 計算機(jī)依次讀取存儲在其存儲器或數(shù)據(jù)庫中的各硬度測量結(jié)果，與其位置參數(shù)建立一一對應(yīng)關(guān)系；
15) 計算機(jī)將各硬度測量結(jié)果與其位置參數(shù)分別對應(yīng)，按照以橫坐標(biāo)表 示距淬火端面的位置、以縱坐標(biāo)表示相應(yīng)位置處的硬度測量值的表示方法， 自動繪制出硬度變化曲線和特定位置的硬度值，得到標(biāo)準(zhǔn)試樣的淬透性曲 線；
16) 計算機(jī)將試樣的淬透性曲線輸出至顯示屏和/或打印機(jī)，得到人眼可 以識別的試樣淬透性測試曲線結(jié)果。
進(jìn)一步的，在計算機(jī)中還可設(shè)置一用于啟動硬度計進(jìn)行硬度測量工作的 啟動控制子程序。
進(jìn)一步的，計算機(jī)通過硬度計的測量數(shù)據(jù)輸出端口直接獲得相應(yīng)預(yù)定點 上數(shù)字化的硬度測量結(jié)果。
或者，計算機(jī)通過設(shè)置在硬度計測量數(shù)據(jù)輸出窗口或屏幕上的攝像頭， 獲得硬度測量結(jié)果的圖像信號，經(jīng)過圖像識別/轉(zhuǎn)換后獲得相應(yīng)預(yù)定點上數(shù)字 化的硬度測量結(jié)果。
或者，計算機(jī)通過設(shè)置在硬度計測量數(shù)據(jù)輸出窗口或屏幕上的攝像頭，
獲得硬度測量結(jié)果的圖像信號，通過人工通過鼠標(biāo)和/或鍵盤來移動指針精確 定位到硬度壓痕邊緣，獲得相應(yīng)預(yù)定點上的硬度測量結(jié)果。
在全自動工作模式下，計算機(jī)或電控試件測試平臺通過電驅(qū)動單元驅(qū)動 試件夾持機(jī)構(gòu)作一維或二維方向上的移動。
在半自動工作模式下，計算機(jī)或試件測試平臺通過一維或二維位置檢測 單元確定試件夾持機(jī)構(gòu)的平面位置。
其電驅(qū)動單元通過步進(jìn)電機(jī)傳動組件、齒輪齒條傳動組件或螺桿螺母傳 動組件驅(qū)動試件夾持機(jī)構(gòu)相對于硬度計作平面一維或二維移動。
其檢測單元通過機(jī)械式、光電式或霍爾元件式位置檢測電路檢測試件夾 持機(jī)構(gòu)相對于預(yù)定原點的移動距離和平面位置。
本發(fā)明還提供了一種鋼材淬透性曲線的自動/半自動測量裝置，包括硬度 計，其特征是在硬度計的樣品座的上方，設(shè)置一電控的試件測試平臺；在 電控試件測試平臺上設(shè)置一可攜帶固定于其上的端淬試樣作至少一維方向 上移動的試件夾持機(jī)構(gòu)；設(shè)置一計算機(jī)；所述試件測試平臺電控單元的控制 輸入/出端和硬度計的測量數(shù)據(jù)輸出部分與計算機(jī)的I/O端口分別對應(yīng)建立電連接；設(shè)置一試件測試平臺的位置檢測裝置，其位置檢測信號的輸出端口 與計算機(jī)的1/0端口依次建立電連接；在計算機(jī)中至少設(shè)置一可確定和/或控 制試件夾持機(jī)構(gòu)平面位移距離的移動控制子程序和一端淬試樣上預(yù)定點硬 度測量數(shù)值的讀取/存儲子程序。
在計算機(jī)中還可設(shè)置一用于啟動硬度計進(jìn)行硬度測量工作的啟動控制
子程序。
其試件夾持機(jī)構(gòu)至少包括固定座和用于放置標(biāo)準(zhǔn)試件的凹槽，固定座設(shè) 置在電控試件測試平臺的平面一維或二維移動機(jī)構(gòu)上， 一維或二維移動機(jī)構(gòu) 與電驅(qū)動單元連接。
在端淬試件放置凹槽的一端，設(shè)置用于將端淬試件固定在凹槽中的彈性 固定機(jī)構(gòu)。
其彈性固定機(jī)構(gòu)為彈簧。
其計算機(jī)為可編程邏輯控制器、嵌入式PC機(jī)、工控機(jī)或PC機(jī)。 其電驅(qū)動單元為步進(jìn)電機(jī)及其控制電路。
其位置檢測裝置為機(jī)械式、光電式或霍爾元件式位置檢測電路。 其一維或二維移動機(jī)構(gòu)為由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動的齒輪齒條式傳動組件或螺 桿螺母式傳動組件。
其位置檢測裝置為機(jī)械式、光電式或霍爾元件式位置檢測電路。 采取本發(fā)明的技術(shù)方案，可獲得如下的有益效果；
(1) 通過設(shè)置相對于硬度計可作一維或二維方向上平面移動的試件夾 持機(jī)構(gòu)，使得端淬試件的位移量數(shù)字化，位移精確度大大提高， 一般可到在 0.01毫米級，誤差至少可以控制在0.02毫米以內(nèi)；
(2) 釆用自動或半自動方式讀取測量數(shù)據(jù)并輸入到計算機(jī)中，可大大 減輕測試人員的工作量，提高工作效率，并可保證數(shù)據(jù)的正確率；
(3) 分別釆用全自動或半自動方式控制硬度計的測量啟動，且分別采
用全自動或半自動方式讀取測量數(shù)據(jù)并輸入到計算機(jī)中的配置方案，提供差 別化的產(chǎn)品配置和購置成本，可以滿足高、中、低端用戶的不同需求。


圖1為本發(fā)明實施例一的示意9圖2為另一實施例的示意圖； 圖3為又一實施例的示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明提供了一種能快速測量，且可自動/半自動繪制淬透性曲線的方 法，其技術(shù)方案包括使用硬度計測量端淬試樣的硬度值，其特征在于
1) 在硬度計的下方，設(shè)置一電控的試件測試平臺，在試件測試平臺上，
設(shè)置有可攜帶位于其上的端淬試樣作至少一維方向上移動的試件夾持機(jī)構(gòu)；
2) 將試件測試平臺電控單元的控制輸入/出端與計算機(jī)的I/O端口分別 對應(yīng)建立電連接；
3) 將試件測試平臺的位置檢測信號輸出端口與計算機(jī)的I/0端口依次建 立電連接；
4) 在計算機(jī)中安裝一試件夾持機(jī)構(gòu)位移控制子程序，用于根據(jù)設(shè)定值 和試件夾持機(jī)構(gòu)的位置檢測信號，確定和/或控制試件夾持機(jī)構(gòu)的平面位移；
5) 在計算機(jī)中安裝一硬度測量數(shù)據(jù)的讀取/存儲子程序，用于讀取和存 儲端淬試樣上預(yù)定點的硬度測量數(shù)值；
6) 根據(jù)試件的尺寸、測量規(guī)范的規(guī)定和/或測量任務(wù)的要求，在計算機(jī) 上設(shè)定好試件夾持機(jī)構(gòu)每次平面移動的單步距離和/或總移動距離；
7) 計算機(jī)通過檢測試件夾持機(jī)構(gòu)的位置反饋信號，確定其與預(yù)定原點 的位置誤差，通過試件測試平臺的電控單元，控制試件夾持機(jī)構(gòu)移動復(fù)位至 預(yù)定原點或第一預(yù)定點的位置；
8) 啟動硬度計的測量工作程序，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)試樣上第一預(yù)定點的硬度測
量； ，
9) 讀取該預(yù)定點的硬度測量數(shù)值，存入計算機(jī)存儲器指定地址中或數(shù) 據(jù)庫的指定字段中；
10) 計算機(jī)通過試件測試平臺的電控單元，控制試件夾持機(jī)構(gòu)移動預(yù)定 的單步移動距離；
11) 再次啟動硬度計的測量工作程序，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)試樣上第二預(yù)定點的硬 度測量；
12) 讀取第二預(yù)定點的硬度測量數(shù)值，存入存儲器指定地址中或數(shù)據(jù)庫的指定字段中；
13) 重復(fù)上述第10)至第12)步驟，直至試件夾持機(jī)構(gòu)移動的單步次 數(shù)或總移動距離達(dá)到設(shè)定的預(yù)定值為止；
14) 計算機(jī)依次讀取存儲在其存儲器或數(shù)據(jù)庫中的各硬度測量結(jié)果，與 其位置參數(shù)建立一一對應(yīng)關(guān)系；
15) 計算機(jī)將各硬度測量結(jié)果與其位置參數(shù)分別對應(yīng)，按照以橫坐標(biāo)表 示距淬火端面的位置、以縱坐標(biāo)表示相應(yīng)位置處的硬度測量值的表示方法， 自動繪制出硬度變化曲線和特定位置的硬度值，得到標(biāo)準(zhǔn)試樣的淬透性曲 線；
16) 計算機(jī)將試樣的淬透性曲線輸出至顯示屏和/或打印機(jī)，得到人眼可 以識別的試樣淬透性測試曲線結(jié)果。
進(jìn)一步的，在計算機(jī)中還可設(shè)置一用于啟動硬度計進(jìn)行硬度測量工作的 啟動控制子程序。
進(jìn)一步的，計算機(jī)通過硬度計的測量數(shù)據(jù)輸出端口直接獲得相應(yīng)預(yù)定點 上數(shù)字化的硬度測量結(jié)果。
或者，計算機(jī)通過設(shè)置在硬度計測量數(shù)據(jù)輸出窗口或屏幕上的攝像頭， 獲得硬度測量結(jié)果的圖像信號，經(jīng)過圖像識別/轉(zhuǎn)換后獲得相應(yīng)預(yù)定點上數(shù)字 化的硬度測量結(jié)果。
或者，計算機(jī)通過設(shè)置在硬度計測量數(shù)據(jù)輸出窗口或屏幕上的攝像頭， 獲得硬度測量結(jié)果的圖像信號，通過人工通過鼠標(biāo)和/或鍵盤來移動指針精確 定位到硬度壓痕邊緣，獲得相應(yīng)預(yù)定點上的硬度測量結(jié)果。
在全自動工作模式下，計算機(jī)或電控試件測試平臺通過電驅(qū)動單元驅(qū)動 試件夾持機(jī)構(gòu)作一維或二維方向上的移動。
在半自動工作模式下，計算機(jī)或試件測試平臺通過一維或二維位置檢測 單元確定試件夾持機(jī)構(gòu)的平面位置。
其電驅(qū)動單元通過步進(jìn)電機(jī)傳動組件、齒輪齒條傳動組件或螺桿螺母傳 動組件驅(qū)動試件夾持機(jī)構(gòu)相對于硬度計作平面一維或二維移動。
其檢測單元通過機(jī)械式、光電式或霍爾元件式位置檢測電路檢測試件夾 持機(jī)構(gòu)相對于預(yù)定原點的移動距離和平面位置。
在整個技術(shù)方案中，硬度計測量動作/工作的啟動，既可以采用由計算機(jī)發(fā)出動作指令的全自動方式，也可以采用人工控制的半自動方式，同樣，測 量結(jié)果數(shù)據(jù)的讀取，亦可采用由計算機(jī)直接讀取的全自動方式或者人工讀取 的半自動方式。
之所以提供全自動或半自動的工作方式，主要是針對不同檔次的硬度 計，能夠接受電控啟動信號和/或直接輸出數(shù)字化測量值的硬度計必然購買成 本較高，分別采用全自動或半自動(人工)方式控制硬度計的測量啟動，且 分別采用全自動或半自動(人工)方式讀取測量數(shù)據(jù)并輸入到計算機(jī)中的配 置方案，可以提供差別化的產(chǎn)品配置和購置成本，以滿足高、中、低端用戶 的不同需求。
此外，試件夾持機(jī)構(gòu)的驅(qū)動亦有電控或人工控制兩種方式，同樣對應(yīng)與 全自動或半自動(人工)方式。
本裝置的硬件結(jié)構(gòu)可以概述如下在硬度計的下方，設(shè)置一電控的試件 測試平臺；在電控試件測試平臺上設(shè)置一可攜帶固定于其上的端淬試件作至 少一維方向上移動的試件夾持機(jī)構(gòu)；設(shè)置一計算機(jī)；所述試件測試平臺電控 單元的控制輸入端和硬度計的測量啟動控制端以及其測量數(shù)據(jù)輸出部分與 計算機(jī)的1/0端口分別對應(yīng)建立電連接；設(shè)置一試件測試平臺的位置檢測裝 置，其位置檢測信號的輸岀端口與計算機(jī)的I/0端口依次建立電連接；在計 算機(jī)中設(shè)置一可確定和/或控制試件夾持機(jī)構(gòu)平面位移距離的第一控制子程 序和一預(yù)定點端淬試件硬度測量數(shù)值的讀取/存儲子程序。
其試件夾持機(jī)構(gòu)至少包括固定座和用于放置標(biāo)準(zhǔn)試件的凹槽，固定座設(shè) 置在電控試件測試平臺的平面一維或二維移動機(jī)構(gòu)上， 一維或二維移動機(jī)構(gòu) 與電驅(qū)動單元連接。
在標(biāo)準(zhǔn)試件放置凹槽的一端，設(shè)置用于將標(biāo)準(zhǔn)試件固定在凹槽中的彈性 固定機(jī)構(gòu)。
其彈性固定機(jī)構(gòu)為彈簧。
計算機(jī)為可編程邏輯控制器、嵌入式PC機(jī)、工控機(jī)或PC機(jī)。 其電驅(qū)動單元為步進(jìn)電機(jī)及其控制電路。
其位置檢測裝置為機(jī)械式、光電式或霍爾元件式位置檢測電路。 其一維或二維移動機(jī)構(gòu)為由步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動的齒輪齒條式傳動組件或螺 桿螺母式傳動組件。其位置檢測裝置為機(jī)械式、光電式或霍爾元件式位置檢測電路。 由于上述儀器、部件或裝置均為現(xiàn)有市售產(chǎn)品，故其之間的詳細(xì)電連接 關(guān)系、工作原理或具體操作步驟在此不再敘述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員完全可以 在上述各儀器、部件或裝置生產(chǎn)廠商處獲得相關(guān)的技術(shù)資料，無需經(jīng)過創(chuàng)造 性的勞動，即可再現(xiàn)本技術(shù)方案。
實施例一 -
如圖1所示，本發(fā)明的自動測量裝置，包括計算機(jī)l，硬度計2和試件
夾持機(jī)構(gòu)3。
其中，計算機(jī)1為裝有控制試件夾持機(jī)構(gòu)作平面移動、硬度計啟動控制
和數(shù)據(jù)讀取軟件的計算機(jī)，硬度計2為普通的臺式硬度計。
計算機(jī)1與硬度計2上的數(shù)據(jù)通訊接口 (如RS232端口)對應(yīng)電連接， 控制試件夾持機(jī)構(gòu)的位移量和將硬度測量數(shù)據(jù)自動采集到計算機(jī)中的存儲 器中。
試件夾持機(jī)構(gòu)3采用電動平移臺，電動平移臺為現(xiàn)有技術(shù)，配有標(biāo)準(zhǔn)的 RS232接口，與計算機(jī)連接，配合控制軟件可以通過計算機(jī)控制位移。電動 平移臺固定在硬度計的壓力頭下方，標(biāo)準(zhǔn)試件6通過夾持器固定在電動平移 臺的臺面上方。
電動平移臺可以采用上海西域電機(jī)有限公司生產(chǎn)的L921530型的步進(jìn)電 機(jī)控制平移臺或者北京安和光電儀器有限責(zé)任公司生產(chǎn)的AH-STA系列電動 平移臺和AH-SC3電動位移臺運動控制器組成的自動控制平移臺。
只需將試樣固定在試樣夾持器上，計算機(jī)就可自動根據(jù)事先設(shè)定的測定 位置，自動將試件夾持機(jī)構(gòu)移動到相應(yīng)的位置，自動測量硬度值， 一個測試 點測試結(jié)束后，計算機(jī)發(fā)出位移控制命令，依次繼續(xù)測量其余位置的硬度值， 最后，計算機(jī)根據(jù)測試結(jié)果，自動繪制出淬透性曲線，并自動計算出特定點 的硬度值。
本技術(shù)方案可以任意設(shè)定試件的測量位置，并自動、快速到達(dá)該位置， 方便了任意多點的測量，便于進(jìn)行鋼的淬透性的全帶控制。
本發(fā)明的自動裝置利用計算機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)控制平移臺來移動試件到 設(shè)定的位置和同時控制(洛氏或維氏)硬度計在相應(yīng)的位置上測量硬度，并將每個測量點的位置和硬度數(shù)據(jù)記錄到計算機(jī)中，由計算機(jī)按照橫坐標(biāo)表示 距淬火端面的距離、以縱坐標(biāo)表示相應(yīng)距離處的硬度值，自動繪制出硬度變 化曲線(即鋼的淬透性曲線)和特定位置的硬度值。
實施例二
如圖2所示，為實現(xiàn)本發(fā)明的半自動測量的裝置，包括計算機(jī)ll，硬度
計12，試件夾持機(jī)構(gòu)13。
其中，計算機(jī)1為裝有專用軟件的計算機(jī)，硬度計2為普通的臺式硬度 計，計算機(jī)1與硬度計2上的專用計算機(jī)接口 (如RS232接口)相連，將硬
度測量數(shù)據(jù)采集到計算機(jī)上。
計算機(jī)1獲取的位移和硬度數(shù)值，通過軟件處理，便可自動得到所需的
測量曲線。試件夾持機(jī)構(gòu)13包括固定座15和與V型槽16， V型槽16與固定座15 水平滑動配合。固定座15固定在硬度計的壓力頭下方，試件6固定在V型 槽16上，通過手動移動V形槽16實現(xiàn)試件6的移動。在固定架上安裝一個 電子位移測量裝置18，該裝置具有專用計算機(jī)接口 (如RS232或RS485接 口)，將試件移動的位移數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C(jī)上；
再利用硬度計上的專用計算機(jī)接口 (如RS232接口)，將硬度測量數(shù)據(jù) 傳輸?shù)接嬎銠C(jī)上；
計算機(jī)軟件將每個測量點的位置和硬度數(shù)據(jù)，按照橫坐標(biāo)表示距淬火端 面的距離、以縱坐標(biāo)表示相應(yīng)距離處的硬度值，自動繪制出硬度變化曲線(即 鋼的淬透性曲線)和特定位置的硬度值。
此實施例也可采用手動平移臺來代替固定座和V形槽，也可采用直接 將V形槽固定在硬度計的壓力頭下方，通過移動試件本身來完成實驗?zāi)康摹?br> 實施例三
如圖3所示，試件夾持機(jī)構(gòu)23由固定座25和滑槽26組成，滑槽26與 固定座25水平滑動配合，固定座25固定在硬度計的壓力頭下方，滑槽26 上方有一長方形凹槽，凹槽的一端安裝有彈簧27，試件6放入凹槽內(nèi)，通過 一端的彈簧27實現(xiàn)壓緊固定。通過手動移動滑槽26實現(xiàn)試件的移動。在固定架上安裝一個電子位移測量裝置28，該裝置具有專用計算機(jī)接口 (如
RS232接口)，將試件移動的位移數(shù)據(jù)傳輸?shù)接嬎銠C(jī)上；
再利用硬度計上的專用計算機(jī)接口 (如RS232接口)，將硬度測量數(shù)據(jù) 傳輸?shù)接嬎銠C(jī)上。
計算機(jī)軟件將每個測量點的位置和硬度數(shù)據(jù)，按照橫坐標(biāo)表示距淬火端 面的距離、以縱坐標(biāo)表示相應(yīng)距離處的硬度值，自動繪制出硬度變化曲線(即 鋼的淬透性曲線)和特定位置的硬度值。
根據(jù)上述的實施例己對本發(fā)明進(jìn)行了說明性而非限制性的描述，但應(yīng)理 解，在不脫離由權(quán)利要求所限定的相關(guān)保護(hù)范圍的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人 員可以做出變更和/或修改。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在領(lǐng)會和掌握了本發(fā)明的創(chuàng)新意圖和設(shè)計思路 后，無需經(jīng)過創(chuàng)造性勞動，完全可以在本發(fā)明上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，派生 出各種等同的或具有相同功能的變形方案，而這些變形方案亦應(yīng)屬于本發(fā)明 請求保護(hù)的范圍。
本發(fā)明可廣泛用于對鋼材硬度性能指標(biāo)的測量領(lǐng)域。
權(quán)利要求
1、一種鋼材淬透性曲線的自動/半自動測量方法，包括使用硬度計測量端淬試樣的硬度值，其特征在于1)在硬度計的下方，設(shè)置一電控的試件測試平臺，在試件測試平臺上，設(shè)置有可攜帶位于其上的端淬試樣作至少一維方向上移動的試件夾持機(jī)構(gòu)；2)將試件測試平臺電控單元的控制輸入/出端與計算機(jī)的I/O端口分別對應(yīng)建立電連接；3)將試件測試平臺的位置檢測信號輸出端口與計算機(jī)的I/O端口依次建立電連接；4)在計算機(jī)中安裝一試件夾持機(jī)構(gòu)位移控制子程序，用于根據(jù)設(shè)定值和試件夾持機(jī)構(gòu)的位置檢測信號，確定和/或控制試件夾持機(jī)構(gòu)的平面位移；5)在計算機(jī)中安裝一硬度測量數(shù)據(jù)的讀取/存儲子程序，用于讀取和存儲端淬試樣上預(yù)定點的硬度測量數(shù)值；6)根據(jù)試件的尺寸、測量規(guī)范的規(guī)定和/或測量任務(wù)的要求，在計算機(jī)上設(shè)定好試件夾持機(jī)構(gòu)每次平面移動的單步距離和/或總移動距離；7)計算機(jī)通過檢測試件夾持機(jī)構(gòu)的位置反饋信號，確定其與預(yù)定原點的位置誤差，通過試件測試平臺的電控單元，控制試件夾持機(jī)構(gòu)移動復(fù)位至預(yù)定原點或第一預(yù)定點的位置；8)啟動硬度計的測量工作程序，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)試樣上第一預(yù)定點的硬度測量；9)讀取該預(yù)定點的硬度測量數(shù)值，存入計算機(jī)存儲器指定地址中或數(shù)據(jù)庫的指定字段中；10)計算機(jī)通過試件測試平臺的電控單元，控制試件夾持機(jī)構(gòu)移動預(yù)定的單步移動距離；11)再次啟動硬度計的測量工作程序，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)試樣上第二預(yù)定點的硬度測量；12)讀取第二預(yù)定點的硬度測量數(shù)值，存入存儲器指定地址中或數(shù)據(jù)庫的指定字段中；13)重復(fù)上述第10)至第12)步驟，直至試件夾持機(jī)構(gòu)移動的單步次數(shù)或總移動距離達(dá)到設(shè)定的預(yù)定值為止；14)計算機(jī)依次讀取存儲在其存儲器或數(shù)據(jù)庫中的各硬度測量結(jié)果，與其位置參數(shù)建立一一對應(yīng)關(guān)系；15)計算機(jī)將各硬度測量結(jié)果與其位置參數(shù)分別對應(yīng)，按照以橫坐標(biāo)表示距淬火端面的位置、以縱坐標(biāo)表示相應(yīng)位置處的硬度測量值的表示方法，自動繪制出硬度變化曲線和特定位置的硬度值，得到標(biāo)準(zhǔn)試樣的淬透性曲線；16)計算機(jī)將試樣的淬透性曲線輸出至顯示屏和/或打印機(jī)，得到人眼可以識別的試樣淬透性測試曲線結(jié)果。
2、 如權(quán)利要求1所述的鋼材淬透性曲線的自動/半自動測量方法，其特征在 于所述的計算機(jī)通過硬度計的測量數(shù)據(jù)輸出端口直接獲得相應(yīng)預(yù)定點上數(shù)字化 的硬度測量結(jié)果。
3、 如權(quán)利要求1所述的鋼材淬透性曲線的自動/半自動測量方法，其特征在 于所述的計算機(jī)通過設(shè)置在硬度計測量數(shù)據(jù)輸出窗口或屏幕上的攝像頭，獲得硬 度測量結(jié)果的圖像信號，經(jīng)過圖像識別/轉(zhuǎn)換后獲得相應(yīng)預(yù)定點上數(shù)字化的硬度測 量結(jié)果。
4、 如權(quán)利要求1所述的鋼材淬透性曲線的自動/半自動測量方法，其特征在 于所述的計算機(jī)通過設(shè)置在硬度計測量數(shù)據(jù)輸出窗口或屏幕上的攝像頭，獲得硬 度測量結(jié)果的圖像信號，通過人工通過鼠標(biāo)和/或鍵盤來移動指針精確定位到硬度 壓痕邊緣，獲得相應(yīng)預(yù)定點上的硬度測量結(jié)果。
5、 如權(quán)利要求1所述的鋼材淬透性曲線的自動/半自動測量方法，其特征在 于所述的電控試件測試平臺，通過電驅(qū)動單元驅(qū)動試件夾持機(jī)構(gòu)作一維或二維方 向上的移動；或者，通過一維或二維位置檢測單元確定試件夾持機(jī)構(gòu)的平面位置； 所述的電驅(qū)動單元通過步進(jìn)電機(jī)傳動組件、齒輪齒條傳動組件或螺桿螺母傳動組 件驅(qū)動試件夾持機(jī)構(gòu)相對于硬度計作平面一維或二維移動，所述的檢測單元通過 機(jī)械式、光電式或霍爾元件式位置檢測電路檢測試件夾持機(jī)構(gòu)相對于預(yù)定原點的 移動距離和平面位置。
6、 一種鋼材淬透性曲線的自動/半自動測量裝置，包括硬度計，其特征是 在硬度計的樣品座的上方，設(shè)置一電控的試件測試平臺； 在電控試件測試平臺上設(shè)置一可攜帶固定于其上的端淬試樣作至少一維方向上移動的試件夾持機(jī)構(gòu)； 設(shè)置一計算機(jī)；所述試件測試平臺電控單元的控制輸入/出端和硬度計的測量數(shù)據(jù)輸出部分與計算機(jī)的I/0端口分別對應(yīng)建立電連接；設(shè)置一試件測試平臺的位置檢測裝置，其位置檢測信號的輸出端口與計算 機(jī)的1/0端口依次建立電連接；在計算機(jī)中至少設(shè)置一可確定和/或控制試件夾持機(jī)構(gòu)平面位移距離的移 控制子程序和一端淬試樣上預(yù)定點硬度測量數(shù)值的讀取/存儲子程序。
7、 如權(quán)利要求6所述的鋼材淬透性曲線的自動/半自動測量裝置，其特征在 于所述的試件夾持機(jī)構(gòu)至少包括固定座和用于放置標(biāo)準(zhǔn)試件的凹槽，固定座設(shè)置 在電控試件測試平臺的平面一維或二維移動機(jī)構(gòu)上， 一維或二維移動機(jī)構(gòu)與電驅(qū) 動單元連接。
8、 如權(quán)利要求7所述的鋼材淬透性曲線的自動/半自動測量裝置，其特征在 于所述端淬試件放置凹槽的一端，設(shè)置用于將端淬試件固定在凹槽中的彈性固定 機(jī)構(gòu)。
9、 如權(quán)利要求6所述的鋼材淬透性曲線的自動/半自動測量裝置，其特征在 于所述的計算機(jī)為可編程邏輯控制器、嵌入式PC機(jī)、工控機(jī)或PC機(jī)。
10、 如權(quán)利要求6所述的鋼材淬透性曲線的自動/半自動測量裝置，其特征在 于所述的電驅(qū)動單元為步進(jìn)電機(jī)及其控制電路，所述的位置檢測裝置為機(jī)械式、 光電式或霍爾元件式位置檢測電路，所述的一維或二維移動機(jī)構(gòu)為由步進(jìn)電機(jī)驅(qū) 動的齒輪齒條式傳動組件或螺桿螺母式傳動組件，所述的位置檢測裝置為機(jī)械 式、光電式或霍爾元件式位置檢測電路。
全文摘要
一種鋼材淬透性曲線的自動/半自動測量方法及其裝置，通過計算機(jī)控制標(biāo)準(zhǔn)試件的位移量和硬度儀的硬度測量，同時將硬度儀所獲得的硬度數(shù)據(jù)上傳給機(jī)算計，只需將試樣固定在試樣夾持器上，計算機(jī)就可自動根據(jù)事先設(shè)定的測定位置，自動將試件夾持機(jī)構(gòu)移動到相應(yīng)的位置，自動測量硬度值，一個測試點測試結(jié)束后，計算機(jī)發(fā)出位移控制命令，依次繼續(xù)測量其余位置的硬度值，最后，計算機(jī)根據(jù)測試結(jié)果，自動繪制出淬透性曲線，并自動計算出特定點的硬度值。采用自動或半自動方式讀取測量數(shù)據(jù)并輸入到計算機(jī)中，可大大減輕測試人員的工作量，提高工作效率，并可保證數(shù)據(jù)的正確率。
文檔編號G01N33/20GK101451984SQ20071009434
公開日2009年6月10日 申請日期2007年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月30日
發(fā)明者章利球 申請人:耐博檢測技術(shù)(上海)有限公司