一种用于测量热处理渗层厚度的方法技术领域
本发明属于材料检测领域，具体涉及一种用于测量热处理渗层厚度的方法。
背景技术
渗层是一种常用的钢铁表面强化方法之一。常见的渗层技术有：渗碳、渗
氮、渗硼等。渗层有优异的耐磨性、较好的耐蚀性和抗高温氧化性。例如钻井
设备的泥浆泵零件，冲压、拉丝等模具都经渗层热处理来提高使用寿命。
渗层的厚度对其性能的影响至关重要，同时渗层厚度的精确测定也影响渗
层热处理工艺的制定，如渗层时的温度和时间。传统的渗层厚度的测试方法是
金相法和硬度法。即先把工件在横截面切割，磨制金相样品测量其渗层组织或
者硬度梯度来判断渗层的厚度。该方法不仅制样时间长，检测效率低，而且还
破坏工件，造成测试工件的报废。同时当渗层局部不均匀时，由于取样区域的
限制，取样位置不能定在渗层最薄处，可能使得渗层深度不够的工件误判为合
格工件。因此，找到一种无损的测试渗层厚度的检测方法具有很高的经济和社
会价值。
对此，本发明公开了一种检测渗层厚度的方法，在完整工件表面可以直接
测出渗层厚度，免去了切割和制样的环节，既节约了时间，提高了生产效率，
又减少了工件的报废，属于典型的节能减排技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于检测渗层厚度的方法。采用涡流检测设备，
依据标准试样找出渗层厚度与涡流信号的关系，根据涡流信号的强度及格数来
确定渗层厚度。使用该方法可以快速准确地检测出渗层热处理工件的渗层厚度，
免去了传统的切割制样环节，既节约了资源、能源，提高了生产效率，又提升
了产品质量。
为解决上述的技术问题，本发明提供了一种用于测量热处理渗层厚度的方
法，该方法包括如下步骤：
S1：选取标定用试块，并测量标定用试块的渗层总厚度(D)；
S2：利用涡流试验机来检测标定用试块，记录从渗层最大深度到无渗层区
域的信号总格数(N)；
S3：根据标定用试块的渗层总厚度(D)和信号总格数(N)计算出每个信
号格数代表的渗层深度(h)，其计算公式为h＝D/N；
S4：利用涡流试验机来检测待测部件，记录其渗层区域的信号格数(n)；
S5：根据每个信号代表的渗层深度(h)和待测部件的信号格数(n)计算
出待测部件的待测部件的渗层厚度(d)，其计算公式为d＝h×n。
进一步，所述步骤S1中的标定用试块的渗层总厚度(D)是通过金相显微
镜观察组织或显微硬度计测量渗层厚度，然后进行标定的。
又进一步，所述标定用试块的渗层类型与待测部件的渗层类型相匹配。
再进一步，所述标定用试块的渗层类型有渗硼层标定用试块、渗碳层标定
用试块和渗氮层标定用试块。
通过使用本发明的测量方法，可以快速有效检测出热处理渗层厚度，避免
了传统的金相法和硬度法，既节约了能源，提高了生产效率，又提升了产品质
量，属于典型的节能减排技术，符合国家节能减排要求。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
如图1所示，本发明提供了一种用于测量热处理渗层厚度的方法，其特征
在于：该方法包括如下步骤：
S1：选取标定用试块，并测量标定用试块的渗层总厚度(D)；
S2：利用涡流试验机来检测标定用试块，记录从渗层最大深度到无渗层区
域的信号总格数(N)；
S3：根据标定用试块的渗层总厚度(D)和信号总格数(N)计算出每个信
号格数代表的渗层深度(h)，其计算公式为h＝D/N；
S4：利用涡流试验机来检测待测部件，记录其渗层区域的信号格数(n)；
S5：根据每个信号代表的渗层深度(h)和待测部件的信号格数(n)计算
出待测部件的待测部件的渗层厚度(d)，其计算公式为d＝h×n。
上述步骤S1中的标定用试块的渗层总厚度(D)是通过金相显微镜或硬度
计进行标定的。
上述标定用试块的渗层类型与待测部件的渗层类型相匹配。
上述标定用试块的渗层类型有渗硼层标定用试块、渗碳层标定用试和渗氮
层标定用试块。
采用上述方法的测量时间：主要是标定用试块的制备时间，但测量件数较
多时，标定用试块的制备时间几乎可以忽略不计，一个工件的检测时间不超过3
分钟。
测量成本：除设备折旧费用外无任何别的损耗。
作为对比，采用传统的金相法和硬度法测量渗层厚度。包括：试样切割、
金相试样的磨制，试样的腐蚀，金相显微镜观察组织，显微硬度计测试。
测量时间：试样切割时间30分钟，磨样时间30分钟。观察时间10分钟，
测硬度时间10分钟。金相法或硬度法需要时间70分钟左右。
测量成本：切割片、金相砂纸、硝酸酒精等耗材，金相显微镜或显微硬度
计的折旧费用。
从以上对比数据可以看出，在耗能更低和用时更少的前提下，本方法在渗
层厚度上可以获得与传统的金相法或硬度法相同的测量结果。另外，传统的金
相法和硬度法是对工件上的某点进行测量，本方法是对工件整体测量，测量结
果更加全面准确。
当选用渗碳层标定用试块和渗氮层标定用试块时，渗碳、渗氮处理后用涡
流法测量的渗层厚度与金相法测量结果一致。
当选用渗硼层标定用试块时，渗硼处理时由于前处理未干净，渗层有软点，
由于制样位置，金相法测量未发现，用涡流法测试发现软点后，用金相法在涡
流测试软点处切割制样，涡流法的检测结果得到证实。
综上所述，通过使用本发明的测量方法，可以快速有效检测出热处理渗层
厚度，避免了传统的金相法和硬度法。既节约了能源，提高了生产效率，又提
升了产品质量，属于典型的节能减排技术，符合国家节能减排要求。