基于ISO9950标准的淬火油冷却性能测试仪的研制 陈铭 南京航空航天大学材料学院摘要：根据ISO9950《工业淬火油冷却性能测试》标准，采用美国国家仪器公司的高性能数据采集单元，以Lebview软件平台为基础开发出专用中文操作系统，结合新的传感器制作工艺，研制成功NH便携式淬火油冷却性能测试仪。关键词：淬火油 测试 冷却性能1.前言NH淬火油冷却性能测试仪是根据国际标准ISO9950:1995E，并参照国标GB9449 88和机标JB/T7951-2004，结合我国生产实际情况研制而成。此产品是在原产品基础上升级而来，采用了更快的数据处理速度，可以对水基介质/油基介质分别进行测试，其硬件运行可靠，软件操作规范，使用过程合理，具有广泛的适用性。测试仪为便携式，便于用户现场检测和远距离携带。同时，备有专用探头支撑架和介质容器，可同固定式检测装置一样，进行实验室检测。现场检测可以直接测定淬火冷却槽不同部位和不同循环强度条件下的冷却特性，为热处理工艺人员优化冷却工艺，为冷却装置设计者优化设计提供技术依据；对淬火介质定期检测，可判定是否添加添加剂调整或重新配置；冷却液的进货验收等；实验室检测则是冷却介质研制人员产品开发，质量检测和工艺监控的必备手段。2.冷却性能测试仪整体结构测试仪主要由探头组件、加热炉组件、数据采集硬件和数据处理软件等四部分组成。检测时，探头在加热炉中加热到要求的温度，然后取出并插入待检 淬火油或水基介质 中冷却，探头中心热电偶将温度信号转换为毫伏信号，经数据采集系统冷端补偿、调理、放大后，由计算机记录探头中心温度随时间的变化过程，同时经数据处理进而获得不同温度下的冷却速度。通过Ni数据采集卡的数据采集，A/D转换系统及其软件处理系统，将上述的检测结果绘制成冷却过程曲线（温度/时间）和冷却特性曲线（温度/冷速),也可以将检测结果生成检测报告。用户依据这些资料，可以评估待检介质的冷却特性。3.数据采集与处理系统Ni数据采集单元，由美国国家仪器公司在其专用温度采集卡基础上为该仪器研制而成。该卡电子元器件采用贴片制造技术，质量可靠，功能齐全；灵敏度高，重复性与再现性好，在各种测量环境和测量条件下都有着良好的稳定性。其功能可实现对温度的补偿、调理、计算、A/D转换、数据放大，以及数字信号与计算机之间的实时传输。4.操作系统操作系统采用windows风格的菜单及其相似的操作方法(图4)，并有适当的操作提示说明。可完成冷却曲线的测试、历史数据的查询和对比、探头传热系数的效验、测试报告自动生成等功能。 冷却曲线测试根据ISO9950标准，将探头加热到850℃，系统跟踪探头温度变化，到温报警提示。测量结束后，自动显示测量结果，即介质的冷却曲线和特性曲线，以及最大冷却速度Vmax，最大冷却速度时对应的温度TVmax，300℃时的冷却速度V300，850℃至600℃、400℃、200℃的冷却时间t600，t400，t200，并自动保存。历史数据查询可根据测试时间或曲线编号，检索到已测介质的冷却曲线和特征数据，并可与不同时期测试的冷却曲线进行对比。探头传热系数的效验，可自动修正同一探头不同使用阶段或不同探头因传热系数微小变化对冷却曲线和特征数据的影响，实现不同介质冷却曲线的真实对比。报告生成功能可将测试的冷却曲线或查询对比的冷却曲线生成标准格式的测试报告，也可将生成的曲线图片保存，用于其他文件的粘贴。5.探头热电偶的高温熔结 根据ISO9950探头制作工艺，NiCr-NiAl铠装热电偶采用冷挤压的方法固定在探头中心，热电偶与探头本体之间的热障致使其不同探头间导热系数不一致。采用与本体材料相一致的高温焊膏，通过高温真空熔结工艺，将冷挤压入的铠装热电偶与探头本体熔结，可提高探头制作的稳定性。6.测试仪性能评定和可靠性试验采用ISO9950标准油评定测试仪的测试结果（表1）表明，测试仪性能稳定，不同探头间导热系数波动小。采用同一探头重复测试某淬火油槽中淬火油，其冷却曲线（图5）重现性好，特征数据波动小，说明冷却测试仪性能稳定。7.结论NH淬火油冷却性能测试仪能满足ISO9950及JB/T7951-2004标准，实现淬火油冷却性能的测试；NH淬火油冷却性能测试仪采集单元采用贴片制作技术、传感器采用焊膏熔结制作技术，结构稳定，性能可靠，数据重现性高。NH淬火油冷却性能测试仪探头自动效验功能，能保证不同探头测试结果曲线和数据对比的真实性。