[发明专利]一种快速定碳方法及仪器

权利要求书

1.一种快速定碳方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)利用热力学计算，进行钢的电阻率与其碳含量关系的模拟，得到二者的关系直线；

(2)利用双电桥或四电桥对多组已知含碳量的定碳片电阻进行测量，得到电阻率ρ和碳含量W_C％的一一对应关系，并对虚拟仪器模块进行设定；

(3)擦去定碳片表面上的油污，用清洗剂清洗干净；

(4)将定碳片装入密闭渗碳炉内合适位置；

(5)进行气体渗碳，在渗碳炉内通入气体渗剂或液体渗剂，根据炉温和定碳片尺寸选择渗碳时间，使定碳片含碳量与炉内气氛达到平衡，渗碳结束后，取出定碳片；

(6)渗碳结束后，将定碳片从炉内拉到冷却管内，在渗碳气氛保护下冷却3-5min后取出，若定碳片发生氧化应换新定碳片重新试验；

(7)固定定碳片，利用快速定碳仪器的固定装置，打开上下电木板，将定碳片平置于下电木板的凹槽内，合上上电木板；

(8)开启快速定碳仪器电源，用电阻测量装置测试其电阻值R；

(9)利用快速定碳仪器的虚拟仪器模块，将电阻率值ρ转换成含碳量W_c％并输出在数字显示仪上，输出数据即为定碳片的含碳量。

2.根据权利要求1所述的一种快速定碳方法，其特征在于，所述定碳片属于钢箔，为优质碳素钢08、08F、08Al中的一种，定碳片为扁平矩形，长度为30-300mm，宽度为5-100mm，厚度为0.03-0.10mm，其表面光亮，无毛边，无氧化，无锈蚀。

3.根据权利要求1所述的一种快速定碳方法，其特征在于，所述利用双电桥或四电桥对多组已知含碳量的定碳片电阻进行测量，得到电阻率ρ和碳含量W_C％的一一对应关系，并对虚拟仪器模块进行设定，包括：

利用多组不同含碳量且具有相同材质和尺寸的定碳片进行重复实验，利用公式ρ＝RS/l将电阻换算成电阻率，将得到的大量的电阻率ρ和碳含量W_C％的实验数据导入人工神经网络中进行训练，得到电阻率ρ和碳含量W_C％的一一对应关系；

其中，对定碳片的电阻进行测量后，与利用公式R＝ρl/S计算所得的理论电阻值进行比较，当误差在电阻测量装置所规定的误差允许范围内时，数据方可使用；

将得到的电阻率ρ和碳含量W_C％的关系与步骤(1)中利用JMat Pro软件所得到的二者的关系直线进行比对，分析误差，若误差在允许范围内，则将所得到的电阻率ρ和碳含量W_C％的实验数据输入虚拟仪器模块进行设定。

4.根据权利要求1所述的一种快速定碳方法，其特征在于，所述擦去定碳片表面上的油污，用清洗剂清洗干净，包括：

清洗剂是分析纯丙酮，专用清洗剂中的一种。

5.根据权利要求1所述的一种快速定碳方法，其特征在于，所述进行气体渗碳，在渗碳炉内通入气体渗剂或液体渗剂，根据炉温和定碳片尺寸选择渗碳时间，使定碳片含碳量与炉内气氛达到平衡，渗碳结束后，取出定碳片，包括：

气体渗剂为甲烷或乙烷中的一种，液体渗剂为煤油，苯，酒精，丙酮中的一种；渗碳炉为气体渗碳炉。

6.一种快速定碳仪器，由用于测量定碳片电阻值的电阻测量装置、用于固定定碳片的固定装置、实现电阻与碳含量之间转换进而将反馈信号传达给渗碳设备的虚拟仪器模块、数字显示仪四部分组成，其特征在于，实现电阻与碳含量之间转换进而将反馈信号传达给渗碳设备的虚拟仪器模块和用于测量定碳片电阻值的电阻测量装置以及数字显示仪连接在一起，用于测量定碳片电阻值的电阻测量装置与用于固定定碳片的固定装置相连，所述用于测量定碳片电阻值的电阻测量装置为双电桥或四电桥装置，所述用于固定定碳片的固定装置由两块电木板构成，其中，下电木板中间有凹槽，凹槽中固定有定碳片，上电木板有凸起部分，上电木板的凸起部分能与固定有定碳片的下电木板凹槽扣合在一起；下电木板的凹槽与上电木板的凸起均呈扁平矩形，其长度、宽度均比定碳片尺寸大1-2mm，下电木板凹槽的深度比定碳片厚度大10mm，上电木板凸出部分高度为10mm；下电木板凹槽的四角处有四个铜片，并与导线相连，铜片为扁平正方形，边长为4-6mm，厚度为0.1-0.2mm。