[发明专利]X射线法测定刀具的工作温度

说明书

一种测定刀具工作温度的方法，属于检测标定技术领域。

在工农业生产中经常会遇到用刀具刨、削木材或者加工其他材料的情况。例如双鼓轮刨片机就是一种刨削木片类的林业机械，均匀分布安装在外鼓轮圆周上的24把刀片的最大线速度达39米/秒，刀片在高速运转中工作，除承受剧烈的磨擦、磨损外，还承受小能量多冲。切削产生的热量对刀刃部份的作用，特别是在非正常状态切削时（如木块中夹有砂石，金属异物等）刀片的服役条件恶化，导致刀片过早钝化，磨损量大、崩刃缺口，既不能满足一般刃磨制的要求，降低生产效率，还增大刃磨耗量，缩短了刀片的使用寿命。

为了提高刀片的使用寿命和生产效率以降低成本。国内外各厂家对刀片的选材依据不一，有的以满足一班刃磨制为前题，有的要求连续工作。材料选择上有的用高碳钢，有的用低、中合金钢，甚至有用高合金钢的。热处理工艺也各不相同，刀具寿命差异较大。之所以如此是因为对刀片工作温度无法测定，仅凭估计作为刀片选材和制定热处理工艺的依据。

寻求一种较为准确，可靠的方法测量刀具的工作温度，提供这类机械设计、刀片选材及制定热处理工艺制度的依据是本发明的目的。

本发明的主要内容如下：

一、依据

刀片在高速旋转运动刨削材料的过程中，由于磨擦，切削产生的热量在刀刃处的热累积作用，刀片达到充分回火的某一温度。在用x射线研究钢的回火过程时，对于高碳钢，回火温度在150～450℃范围内其衍射线半高宽值与回火温度是线性关系。

二、原理及步骤

该法是用与刀片相同材料制成的8个试样，经与刀片相同的淬火工艺处理。但在不同温度下回火，一一测出其相应的半高宽值，绘制成半高宽值对于回火温度的标定曲线，然后将未回火和低温回火后，经10小时服役后的刀片在相同实验条件下测得几乎相同的半高宽值，用它就可以从标定曲线求出刀具的工作温度。

1.测量衍射线形的实验条件：

测量衍射线形使用x射线衍射仪选用下列实验参数：

靶极辐射：铬靶    时间常数：4

滤波片：钒    计数量程：800个/秒

管压：30千伏    扫描速度：

管流：24毫安    走纸速度：8毫米/秒

发散狭缝：1度    计数管    闪烁

防散射狭缝：1度    计数管高压：680伏

接受狭缝：0.2毫米    放大倍数：32

衍射晶面（110）

对线形的测量，为了能反映刃口处情况。应尽量缩小入射x射线束的截面积和靠近刃口

2.试样的制备和测量

用与刀片相同材料的轴承钢作成25×35×6毫米的8个试样，经与刀片相同的双细化淬火处理后，分别在100℃、150℃、200℃、250℃、300℃、350℃、400℃和450℃8个不同温度下回火、回火时间均为10小时。

试样表面经电解抛光后，对其进行衍射线形的测量，测量是在同一表面上沿垂直和水平方向共测两次（说明书附图2就是试样的部份衍射线形图，将计算出的衍射线形的半高宽值求出平均值（半高宽单位用弧度表示）列表（如说明书附图3所示），根据表中数据绘制《半高宽一回火温度》关系、曲线，即如说明书附图1中A线所示。

3.待测刀片的处理及测量

取待测刀片两把，其材料与试样相同，并经与试样相同的双细化淬火工艺及回火处理后与其它刀片一起（一般有24把刀片）装机服役10小时，每把刀片在充分冷却的条件下，用砂轮切割机切割成尺寸为40×30毫米的三个带有刃口的刀片块（切割方法如说明书附图4所示，图中虚线为切割线）。切割下来的6个刀片块，在与试样同样的仪器及条件下进行衍射线形的测量、测量时要使刃口边缘与测角似中心轴线平行，且两者垂直距离为2.5毫米。从测得的线形计算出他们的半高宽平均值用该平均值从标定曲线A上即可求出刀片距刃口2.5毫米处的工作温度。

要想测得刀片从刃口至某一距离处的工作温度用上述服役后的刀片块进行线形测量时，从其刃口边缘距测角仪中心轴线分别为2.0、2.5、3.0、4.0、5.5毫米，测出其相应的半高宽值、列表、绘出《半高宽-刃口距离》关系曲线，如说明书附图中B线所示。用外推法即可在B线上求出从刃口至某一距离处的半高宽值，再从A线上求 得该距离处的刀片的工作温度。例如：想求出离刃口1毫米处的工作温度，只需从1毫米处作垂线与B线交于F点，从F点作水平线与A线相交于E点，从E点向下作垂线与回火温度轴相交于C点，C点的温度（300℃）就是离刃口1毫米处的工作温度。