溫度測量在火焰硬化成功中的關鍵作用

火焰淬火是一種廣泛用于低碳鋼、合金鋼、中碳鋼和鑄鐵零件的熱處理工藝。該工藝涉及用氧氣火焰直接加熱金屬表面，直到達到其奧氏體化溫度。在此臨界溫度下，表面結構發(fā)生變化，而核心保持較軟且不變。然后需要立即淬火以達到所需的硬度，因為快速冷卻會凝固堅硬的表面層，從而大大增強金屬的耐磨性和耐腐蝕性。在淬火之前，鋼表面通常由奧氏體或鐵素體組成，通過火焰淬火可轉化為馬氏體。

火焰淬火可以有差別地應用于特定區(qū)域，也可以均勻地應用于工件的整個表面。該工藝的成功受多種因素影響，包括火焰強度、加熱持續(xù)時間、淬火速度和溫度以及材料的元素組成。火焰由能夠達到高且穩(wěn)定的溫度的氣體產生，最常見的是氧氣和乙炔的混合物，但也可以使用丙烷。

火焰硬化的關鍵優(yōu)勢之一是它能夠提高耐磨性、減少加工時間并最大限度地減少變形，同時保持成本效益。然而，也存在重大挑戰(zhàn)。明火會帶來火災隱患，硬化的馬氏體雖然堅韌，但如果過熱就會變脆，導致潛在的開裂和剝落。此外，火焰硬化本質上不如其他表面硬化方法（如感應硬化或硼化）精確，并且該過程可能導致材料氧化或脫碳。

準確的溫度測量不僅重要，而且對于火焰硬化的成功絕對至關重要。表面溫度的精確控制直接影響硬化層的質量。然而，傳統的紅外傳感器在這種應用中往往不盡如人意，因為火焰會干擾紅外信號，導致溫度讀數不準確。此外，傳感器可能會錯誤地記錄火焰的溫度而不是工件本身的溫度。強調精確溫度測量的重要性，讓觀眾感受到這一點對于實現所需的硬化效果和避免缺陷的重要性。

火焰硬化中的熱監(jiān)控：使用 3.9µm 紅外傳感器透視火焰

當碳氫化合物氣體燃燒時，發(fā)出的紅外能量不僅來自火焰本身，還來自燃燒的副產品，例如水蒸氣 (H2O) 和二氧化碳 (CO2)。這些氣體發(fā)出各種波長的紅外輻射，這可能會干擾通過火焰進行的精確熱測量。傳統的紅外設備測量的是火焰，而不是零件。

為了在這種條件下獲得精確的熱測量，使用水蒸氣和二氧化碳都具有高透射率的波長區(qū)域至關重要，使紅外輻射能夠以最小的吸收率通過。此外，該波長必須遠離火焰發(fā)出的強烈紅外能量，以避免干擾并確保讀數準確。

3.7µm 至 3.9µm 左右的波長帶特別適合這些測量。之所以選擇這個特定的范圍，是因為它為 H2O 和 CO2 提供了高透射率的微妙平衡，同時相對不受火焰本身的輻射能的影響。這種平衡確保了通過火焰獲得更準確的溫度讀數，而不會因火焰和燃燒氣體發(fā)出的紅外輻射而造成失真，使其成為熱測量的有效選擇。

非接觸式方法至關重要；使用 3.9µm 波長，高溫計或成像儀可以“看”穿火焰并測量熱金屬表面。

可靠的火焰淬火工藝控制的經濟高效解決方案

檢測這種特定波長內的紅外輻射通常需要使用冷卻探測器。雖然這些相機通過低溫冷卻降低傳感器噪聲，提供高精度熱成像，但由于系統復雜，它們價格昂貴，需要定期進行昂貴的維護。此外，它們的啟動時間更長，體積更大、更重，這使得它們不太適合大規(guī)模過程自動化。

相比之下，CTLaser MT 測溫儀可通過火焰提供準確的溫度測量，溫度范圍很廣，從 200°C 到 1650°C。其堅固的不銹鋼外殼、雙激光瞄準系統以及多功能模擬和數字輸出選項可確保精確瞄準和更好地控制火焰硬化過程，有助于防止過熱和脆性。

對于成像需求，配備 3.9µm 濾光片的 Xi410 MT 紅外熱像儀提供了一種經濟實惠的替代方案。雖然沒有冷卻，但建議將 Xi410 MT 與 CTLaser MT 測溫儀結合使用，以提高溫度精度。 PIX Connect 軟件通過允許測溫儀的 4-20mA 輸出來校正紅外攝像機中的溫度偏移，從而實現這一點。

鑒于火焰氣體的成分各異，建議在 Optris 分銷商或應用工程師的支持下針對每種特定應用測試 CTLaser MT 或 Xi410 MT。