[发明专利]金属的表面温度测定装置

说明书

技术领域

本发明涉及测定金属表面温度的装置，特别涉及适合测定钢铁以及其它导热性低的金属的表面温度的金属表面温度测定装置。

背景技术

在淬火加工等热处理中使用的冷却剂、热加工(压延或煅造)用的冷却剂或润滑剂、切削加工液、冷轧油等加工油必须具有规定的品质和性状，因此依据JIS(日本工业标准)确定标准。

例如，对于淬火加工等热处理中使用的冷却剂，在JIS K2242(标准名：热处理油)中规定了标准。

该JIS K2242中，根据用途对冷却剂进行了分类，对每个种类都规定了其品质和性状(冷却性能、稳定度)。具体来说，使用具有加热电炉作为加热器和银棒作为被测物以及温度计等的表面温度测定装置，将加热的银棒迅速放入试样(作为检测对象的冷却剂)中，以此时银棒的温度变化与时间的函数关系求出冷却曲线。根据该冷却曲线计算特性温度和由800℃冷却至400℃的冷却时间，精确至1/10秒，作为冷却性能。

这样，根据JIS K2242的表面温度测定装置中，使用银棒作为被测物，但实际上进行淬火加工的金属大多是钢。尽管如此，使用银棒作为被测物是根据以下的理由。

第一，钢的导热性差、温度分布大，因此无法以良好的灵敏度测定被测物表面的温度变化(参照图4的C)。假设将加热至高温的钢材放入热处理油(冷却剂)中，钢材表面向中心方向在短时间内即产生大的温度差。另外，越接近钢材表面，其温度梯度越大。这是由于钢材的导热性小，因此钢材内部热向表面侧的移动赶不上由钢材表面释放的热。例如，铬钼钢的导热性只有银的导热性的大约1/10。

第二，在空气气氛下，钢的表面被氧化，因此以往是使用银棒。

因此，在以往的金属表面温度测定装置中，存在无法准确测定淬火加工时钢表面温度的变化的问题。

本发明针对上述情况而设，其目的在于提供可以根据冷却剂的种类和热处理温度等热处理条件，迅速地测定钢等导热性低的金属的表面温度的金属表面温度测定装置。

发明内容

为实现上述目的，本发明在具有装冷却剂的容器、被测物、加热该被测物的加热器、使上述被测物移动的移动设备、以及测定上述被测物表面温度的温度计等的金属表面温度测定装置中，由银或铜形成上述被测物的主体，同时在上述主体的表面形成由导热性低的金属制成的薄膜。

这里，被测物的薄膜可以是纯铁或铁合金的薄膜。

如果是上述构成，则可以以银或铜的导热性的速度测定导热性低的金属(以下有时简称为“钢”)的表面温度变化，还可以根据冷却剂的种类和热处理温度等热处理条件迅速进行测定。

本发明中，在由纯铁或铁合金等形成被测物的薄膜的同时，至少将上述容器、上述加热器、上述被测物置于惰性气体气氛的腔室内。

这样，被测物即使使用容易氧化的纯铁或铁合金，由于测定气氛是惰性气体气氛，因此可以防止被测物表面薄膜的氧化。惰性气体优选氮气。

本发明的表面温度测定装置使上述薄膜的厚度为1-100μm。

如果是上述构成，则不受钢等金属的低导热性的不良影响，可以按照JIS K2242的标准测定金属表面的温度变化。

如上所述，本发明可按照JIS K2242的标准测定导热性低的金属的表面温度。

附图简述

图1是本发明的一个实施方案的表面温度测定装置的示意构成图。

图2是本发明实施方案的被测物的部分截面图。

图3表示每种被测物(实施例1、比较例1、2)的温度变化(冷却温度)的测定时间。

图4表示每种被测物的径向温度分布。

图5表示实施例2和比较例3中温度变化(冷却温度)的测定时间。

图6是表示日本特开平7-146264号中公开的传热性能评价方法的顺序的流程图。

图7表示传热系数与温度的关系。

图8是表示使用主体上涂有铁的被测物时温度特性的实测值和模拟结果的比较图。

图9是表示使用主体为银的被测物时温度特性的实测值和模拟结果的比较图。

实施发明的最佳方式

以下参照附图，对本发明的一个实施方案进行说明。

首先，对本发明的表面温度测定装置的一个实施方案的装置整体进行概述。

图1是本发明的一个实施方案的表面温度测定装置的示意构成图。

如图1所示，该装置具有作为加热器的加热电炉1、试样(冷却剂)容器2、被测物10、温度计3和记录仪4。