[发明专利]一种高通量喷淬喷管装置

说明书

本发明公开一种高通量喷淬喷管装置，包括喷淬模块、机动模块，机动模块的数量为1个以上，分别与喷淬模块连接；喷淬模块包括喷淬池、试样架、喷管、喷嘴、金属管浮子流量计、气动薄膜调节阀、增压泵、水槽；机动模块包括伺服电机、伺服电机支撑架、两根支撑杆、喷管固定块、滑块、Z字型曲柄、两根支撑轴、两根支撑杆，滑块包括横梁、连接杆、横梁、横梁、两个滑动套筒；本装置通过伺服电机旋转带动Z字型曲柄做圆周运动，从而使喷管上下移动，调整喷嘴到试样底端的距离，本发明装置可以在不同喷淬强度下进行喷淬实验确定冷却介质与金属表面换热系数，表征金属淬火冷却微观组织并测试其性能。

技术领域

本发明属于金属材料淬火冷却性能表征以及材料加工领域，特别是涉及一种高通量喷淬喷管装置。

技术背景

材料基因工程的核心是构建材料创新基础的三个平台，包括材料数据库平台，高通量数值模拟计算平台和高通量试验表征平台，通过协同创新和集成，加速材料的设计和应用，达到缩短一半研发周期、降低一半研发成本的目的。材料数据库的建立需要大量的数据，通过传统顺序迭代的测试方法效率低、成本高、时间长，难以满足当今社会对材料研发的需求。高通量试验表征可以一次完成多组实验，将材料研发过程中采用的顺序迭代方法改为并行处理，极大地提高了材料测试表征的效率。

热处理是改善材料组织和性能的一道必不可少的工艺，决定着产品的最终质量，而淬硬性和淬透性是金属材料热处理工艺制定和优化中一项至关重要的材料物性参数。1938年Jominy首次用末端淬火实验得到端淬曲线后，端淬实验就常常用来检测材料的淬透性和淬硬性。另外，末端淬火试样的轴向冷速不一致，导致沿试样轴向组织不同。因此，端淬实验也常常用于验证热处理淬火过程的温度场和组织场的数值模拟计算结果。

CN106636580A提出了一种末端淬火实验装置，该装置通过分流器调整喷淬强度，使喷淬强度保持稳定，从而达到GB/T225-2006《钢淬透性的末端淬火试验方法》要求，但该装置难以对非国标试样进行末端淬火实验。另外，该装置一次只能对一个试样进行末端淬火实验，难以满足快速收集大量实验数据建立材料基因工程数据库的要求。

CN204589247U提出了一种可变水-空间歇频率端部淬火模拟装置，该末端淬火装置通过手动调整喷嘴到试样底端的距离和水的压力，能在一定的喷淬强度下对不同尺寸的单一试样进行末端淬火实验。但该装置无法满足在实验中改变喷淬强度和喷嘴到试样底端距离的要求，另外，该装置和CN106636580A提出的一种末端淬火实验装置类似，一次只能对一个试样进行末端淬火实验。

发明内容

本发明提供一种高通量喷淬喷管装置，利用该装置可以一次批量完成不同喷淬条件下的端淬实验，得到不同试样在不同喷淬条件下的冷却曲线，为材料热处理的数值模拟提供大量数据，得到最优的实验结果以及最优工艺，提高了实验效率。

一种高通量喷淬喷管装置，包括喷淬模块、机动模块；机动模块的数量为1个以上，分别与喷淬模块连接；

喷淬模块包括喷淬池15、试样架16、喷管17、喷嘴21、金属管浮子流量计22、气动薄膜调节阀23、增压泵26、水槽30；

机动模块包括伺服电机6、伺服电机支撑架7、两根支撑杆9、喷管固定块10、滑块11、Z字型曲柄12、两根支撑轴14、两根支撑杆18，滑块11包括横梁32、连接杆33、横梁34、横梁35、两个滑动套筒36；

水槽30依次连接增压泵26、气动薄膜调节阀23、金属管浮子流量计22、喷管17，喷管17一端设置在喷管固定块10上，喷淬池15侧面设有条形通孔，喷管17另一端穿过喷淬池15侧面条形通孔进入喷淬池15，喷管17进入喷淬池15的一端设有喷嘴21，喷嘴21工作面朝上与试样20正对，试样20放置在试样架16上；