一种热处理淬火液毒性试验装置及方法与流程

本发明属于气体及液体毒性检测技术领域，具体涉及一种热处理淬火液毒性检测试验装置及方法。

背景技术：

金属淬火处理中淬火介质是实施淬火工艺过程的重要保证，对热处理后工件的质量影响很大。目前，水溶性聚合物淬火液是一种新型淬火剂，经过处理后的工件硬度高，耐冲击耐磨损，尤其是变形小，没有软点软带，表面没有氧化物，容易校直，加工后光洁度高。但是，淬火液在经过多次使用后，会产生老化、变质等现象，而且会对人体构成危害，因此需要对水溶性聚合物淬火液进行安全检测。目前常用的方法是通过现场采集液体和收集气体，然后送入实验室进行检测。这种过程操作复杂、步骤繁琐，而且测试周期长、成本高。目前还没有一种相关试验装置用来检测淬火液在淬火过程中释放的毒气体、以及残留的有害物质。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种热处理淬火液毒性检测试验装置及方法，真实模拟淬火液在实际生产过程中的复杂环境，然后再对使用后的淬火液进行检测，解决目前的淬火液使用性能检测效率低、测试周期长、取样精度低、测试结果波动大等技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现：

一种热处理淬火液毒性试验装置，包括加热单元、淬火单元和淬火件回收单元；

所述的加热单元包括淬火件送入通道、带动淬火件在淬火件送入通道内移动的推送装置以及设置在淬火件送入通道周围的加热装置；

所述的淬火单元包括用于承载淬火液的淬火室、滑轨和淬火件夹持装置，所述的淬火室上设置有注液口、排液口、排气口、淬火件送入口和淬火件送出口；所述的滑轨一端连接在淬火件送入口处，另一端位于淬火室底部；

所述的淬火件送入通道一端密封，另一端与所述的淬火室上的淬火件送入口连通；

所述的淬火件送出口通过淬火件送出通道与淬火件回收单元连接；

所述的淬火件送入通道上设置有第一阀门；所述的淬火件送出通道上设置有第二阀门。

具体的，所述的推送装置设置在加热室中；所述的推送装置包括推送头、推送杆、电机和电机底座，所述的电机底座设置在与淬火件送入通道端部并密封淬火件送入通道，所述的推送杆一端连接在电机上，推送杆另一端连接推送头；所述的推送头为u型槽结构，u型槽的形状与淬火件的外部形状匹配；所述的淬火件送入通道为管件，所述的加热装置设置为环形结构，所述的管件插接在加热装置的环内，所述的加热装置的外壁固定在加热室内。

具体的，所述的淬火件夹持装置为机械臂结构，淬火件夹持装置包括依次连接的旋转部、伸缩部和抓手，所述的旋转部设置有旋转电机，旋转电机带动伸缩部转动，所述的伸缩部设置为弹簧伸缩结构。

优选的，所述的第一阀门为沿淬火件送入方向开启的单向开启阀门，所述的淬火件送入通道上设置有门框支架，所述的门框支架上设置有密封门，所述的密封门可沿着门框支架边缘转动，所述的密封门与提升电机连接，所述的提升电机为步进电机，通过设置步进电机的正反转时间间隔来控制密封门的自动开启；

所述的第二阀门为沿淬火件送出方向开启的单向开启阀门，第二阀门的结构与第一阀门的结构相同。

优选的，所述的滑轨为u型槽结构，u型槽的槽底和槽侧壁设置为筛网结构。

具体的，所述的滑轨包括倾斜段和水平段，所述的倾斜段连接在淬火件送入口处，水平段设置在淬火室底部；水平段滑轨的四周设置有凸缘。

进一步的，所述的淬火室底面设置为倾斜面，所述的排液口设置在淬火室侧壁的下部位置，所述的倾斜面朝排液口方向倾斜向下延伸至排液口处。

进一步的，所述的淬火件送入通道上设置有注气口；所述的淬火室内设置有搅拌叶片。

进一步的，所述的排液口上连接有液体回收装置，所述的排气口上连接有气体收集装置。

本发明还公开了一种热处理淬火液毒性试验方法，该方法采用本发明的试验装置对淬火液毒性进行试验，该方法包括以下步骤：

步骤1：向淬火件送入通道内加装至少一个淬火件，将淬火件送入通道密封；打开注液口，向淬火室内注入淬火液直至淬火液将滑轨的水平段覆盖，关闭注液口；打开注气口向淬火件送入通道内通入惰性气体，同时打开排气口和搅拌叶片，通过排气口收集淬火过程中产生的气体；

步骤2：启动加热装置加热，同时对淬火件的加热温度进行测量，待淬火件加热到其对应的淬火温度后停止加热；

步骤3：启动推送装置中的电机转动，推送杆伸长，使得淬火件向第一阀门处靠近；提升电机带动密封门打开，提升电机为步进电机，通过设置步进电机的正反转时间间隔来控制密封门的自动开启；第一个淬火件通过第一阀门后沿着滑轨的倾斜段滑入水平段，进行淬火处理；待2～3s后，提升电机反转，带动密封门关闭；

步骤4：待淬火件淬火处理一定时间后，通过淬火件夹持装置将淬火件通过第二阀门运送到淬火件回收单元中；

其中，淬火件淬火处理时间根据淬火件的材质和工程实际需要确定；第二阀门的打开过程与第一阀门相同；

步骤5：若要测试淬火液经过一个淬火件淬火后的性能，则在步骤4完成后，关闭排气口，打开排液口收集液体；分别检测收集到的气体和液体；

步骤6：若要测试淬火液经过多个淬火件淬火后的性能，则重复步骤3至步骤4；待对多个淬火件淬火完成后，关闭排气口，打开排液口收集液体；分别检测收集到的气体和液体。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明的试验装置和方法用于检测淬火液在经过多次淬火释放的有毒气体和残留的有害物质，可以真实模拟淬火液的实际生产环境，提高了测试的准确性和稳定性，试验过程易于操作；本发明的装置可以对多种不同淬火件和淬火液进行试验检测，实用性强。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1是本发明的试验装置的整体结构示意图。

图2是本发明的推送装置的结构示意图。

图3是本发明的单向密封门的结构示意图。

图4是本发明的抓取装置的结构示意图。

图5是本发明的滑轨结构示意图。

图中各标号表示为：1-加热单元，2-淬火单元，3-淬火件回收单元，4-淬火件，5-淬火液，6-第一阀门，7-第二阀门，8-加热室；

11-淬火件送入通道，12-推送装置，13-加热装置；

111-注气口；121-推送头，122-推送杆，123-电机，124-电机底座；

21-淬火室，22-滑轨，23-淬火件夹持装置，24-淬火件送出通道，25-搅拌叶片；

211-注液口，212-排液口，213-排气口，214-淬火件送入口，215-淬火件送出口，216-倾斜面；

231-旋转部，232-伸缩部，233-抓手；

221-倾斜段，222-水平段；

61-门框支架，62-密封门，63-提升电机。

以下结合附图和具体实施方式对本发明的具体内容作进一步详细解释说明。

具体实施方式

以下给出本发明的具体实施方式，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是指以相应附图的图面为基准定义的，“内、外”是指相应部件轮廓的内和外。

如图1所示，在本发明的一个实施例中，公开了一种热处理淬火液毒性试验装置，该装置包括加热单元1、淬火单元2和淬火件回收单元3。

加热单元1包括淬火件送入通道11、带动淬火件4在淬火件送入通道11内移动的推送装置12以及设置在淬火件送入通道11周围的加热装置13，其中，加热装置13选择电阻加热，加热装置13可选目前市面上使用的加热温度可自动调整电阻加热装置。

推送装置12、淬火件送入通道11和加热装置均设置在加热室8内。如图2所示，推送装置12包括推送头121、推送杆122、电机123和电机底座124，其中，电机选择步进电机，可根据需要设置电机正反转的时间间隔。电机底座124设置在与淬火件送入通道11端部并密封淬火件送入通道11，推送杆122一端连接在电机123上，推送杆另一端连接推送头121，通过电机转动带动推送杆伸长或缩短，推送杆的长度满足最后一个淬火件的推送行程。可选的，推送装置也可为液压杆推送。

优选的，推送头121为u型槽结构，u型槽的形状与淬火件4的外部形状匹配；防止推送过程淬火件偏移，影响淬火件送入淬火液的过程。

其中，淬火件送入通道11为管件，加热装置13设置为环形结构，管件插接在加热装置13的环内，加热装置13的外壁固定在加热室8内。淬火件送入通道11采用高温玻璃和陶瓷纤维，加热室8所采用重质粘土挡砖和炉口砖，加热室底部通过不锈钢护架支撑。

淬火单元2包括用于承载淬火液5的淬火室21、滑轨22和淬火件夹持装置23，淬火室21上设置有注液口211、排液口212、排气口213、淬火件送入口214和淬火件送出口215；滑轨22一端连接在淬火件送入口214处，另一端位于淬火室21底部。淬火件送入通道11一端密封，另一端与淬火室21上的淬火件送入口214连通。淬火件送出口215通过淬火件送出通道24与淬火件回收单元3连接。淬火件送入通道11上设置有第一阀门6；所述的淬火件送出通道24上设置有第二阀门7，设置第一阀门6和第二阀门7的目的是防止淬火室21内的气体大量流入加热单元1和淬火件回收单元3中。

其中，淬火件夹持装置23为机械臂结构，如图4所示，淬火件夹持装置23包括依次连接的旋转部231、伸缩部232和抓手233，旋转部231设置有旋转电机，旋转电机带动伸缩部232转动，伸缩部232设置为弹簧伸缩结构；通过旋转部231和伸缩部232的转动和伸长能够使得淬火件被送入淬火件送出通道24中。

第一阀门6设置在淬火件送入口214处，淬火件推送至该位置后第一阀门6打开，淬火件在自身重力下沿滑轨22移动。淬火件送出通道24长度较短，第二阀门7打开后，淬火件夹持装置23将淬火后的淬火件运送至淬火件送出口215处，淬火件夹持装置23如何移动，使得淬火件被推送至回收箱上方，松开抓手233即可。

优选的，抓手233在抓取时的形状尽量与淬火件4的外部形状匹配，防止移动过程中淬火件掉落。可选的，淬火件夹持装置23也可以是目前市场上常用的能够实现伸长、旋转的机械臂结构。

优选的，第一阀门6为沿淬火件送入方向开启的单向开启阀门。具体的，如图3所示，淬火件送入通道11上设置有门框支架61，门框支架61上设置有密封门62，密封门62可沿着门框支架61边缘转动，密封门62与提升电机63连接，提升电机63为步进电机，通过设置步进电机的正反转时间间隔来控制密封门62的自动开启。第二阀门7为沿淬火件送出方向开启的单向开启阀门，第二阀门7的结构与第一阀门6的结构相同。

具体的，滑轨22包括倾斜段221和水平段222，倾斜段221连接在淬火件送入口214处，水平段222设置在淬火室21底部；水平段滑轨的四周设置有凸缘，防止淬火件从倾斜段滑入水平段时冲入淬火液中。

优选的，滑轨22为u型槽结构，防止淬火件在滑动过程中从侧部掉落。更优选的，如图5所示，u型槽的槽底和槽壁设置为筛网结构，这种结构有利于淬火液的自由流动，使淬火件与淬火液充分接触。

其中，在排液口212上连接有液体回收装置，排气口213上连接有气体收集装置，分别用于收集淬火过程中的气体和淬火后的液体，用于后续检测。

进一步的，如图1所示，在本发明的一个实施例中，淬火室21底面设置为倾斜面216，排液口212设置在淬火室21侧壁的下部位置，所述的倾斜面216朝排液口方向倾斜向下延伸至排液口212处。这种结构便于排放淬火液。

进一步的，如图1所示，在本发明的一个实施例中，在淬火件送入通道11上设置有注气口111，可由注气口注入惰性气体，防止淬火件4在加热过程中氧化。

进一步的，如图1所示，在本发明的一个实施例中，在淬火室21内设置有搅拌叶片25，用于搅拌淬火液，使得淬火液的温度均匀，避免局部较热。

在本发明的一个实施例中，公开了一种热处理淬火液毒性试验方法该方法采用上述实施例中的试验装置对淬火液毒性进行试验，本实施例中使用45号钢作为淬火件，该方法包括以下步骤：

步骤1：取出推送装置12，向淬火件送入通道11内加装一个淬火件4，放回推送装置12，将淬火件送入通道11密封；打开注液口211，向淬火室21内注入淬火液5直至淬火液将滑轨的水平段222被覆盖，关闭注液口211；打开注气口111向淬火件送入通道11内通入惰性气体氩气，通入速率为0.15l/min；同时打开排气口213和搅拌叶片25，通过排气口213抽取淬火室21内的气体。

其中淬火室21内抽气后的压力小于1.5pa，抽气速率为0.5l/min。使用的淬火液为水溶性聚合物淬火液，液温40℃，在淬火温度为900℃下冷速在50～80℃/s。

步骤2：持续大约20s的时间，待容器本体1内无残留空气后，启动加热装置13加热，同时对淬火件4的加热温度进行测量，其中，本实施例的加热时间为8～10min，待温度达到900℃后停止加热；

步骤3：启动推送装置12中的电机123转动，推送杆122伸长，使得淬火件4向第一阀门6处靠近；提升电机63带动密封门62打开，提升电机63为步进电机，通过设置步进电机的正反转时间间隔来控制密封门62的自动开启；第一个淬火件4通过第一阀门6后沿着滑轨22的倾斜段滑入水平段，进行淬火处理；待2～3s后，提升电机63反转，带动密封门62关闭；

步骤4：待淬火件淬火处理一定时间后，启动淬火件夹持装置23，通过旋转部231和伸缩部232的转动和伸缩将淬火件送至淬火件送出通道24处，启动第二阀门7打开，将淬火件4推送掉落到淬火件回收单元3中；其中，第二阀门7的打开过程与第一阀门相同，此处不再赘述；

步骤5：关闭排气口213，打开排液口212收集液体；分别检测经过一次淬火处理后的淬火液液体和产生的气体的毒性。

本发明的另一个实施例公开了经过多个淬火件淬火处理后的淬火液的性能测试过程，本实施例与上述实施例相同，依然使用45号钢作为淬火件，首先在淬火件送入通道11内依次排布多个，经过上述步骤1至步骤2的前期准备工作后，重复步骤3至步骤4；待对多个淬火件淬火完成后，关闭排气口213，打开排液口212收集液体，分别检测收集到的气体和液体。

上述淬火次数可根据实际需求进行调整，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，只要其不违背本发明的思想，同样应当视其为本发明所公开的内容。