发明创造名称：一种能够对自身完好性进行检测的模具钢
外观设计名称：
决定号：200624
决定日：2020-01-15
委内编号：1F251486
优先权日：
申请（专利）号：201610617565.3
申请日：2016-07-28
复审请求人：董超超
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：付继光
合议组组长：米春艳
参审员：王源
国际分类号：C22C33/06、38/18、38/12、38/08、38/04，C21D6/00、6/04，G01N27/90
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：如果一项权利要求请求保护的技术方案与对比文件公开的技术方案之间存在区别技术特征，但所述区别特征或者是本领域的常用技术手段，或者是本领域技术人员在该对比文件的启示下容易想到的，则该权利要求不具备突出的实质性特点。
全文：
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年2月7日发出驳回决定，理由是权利要求1-3相对于对比文件1（CN103060672A，公开日为2013年4月24日）和公知常识的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。驳回决定针对的文本是申请人于2017年6月14日提交的权利要求第1-3项，2016年7月28日提交的说明书摘要、摘要附图、说明书第1-309段以及说明书附图。
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年5月10日向国家知识产权局提出复审请求，未提交修改文本。复审请求人认为：权利要求1相对于对比文件1限定了其还包括与模具钢相连的无损检测装置，并限定了无损检测装置的结构以及无损检测的具体方法。无损检测装置并非本领域的常规装置，且说明书记载了无损检测装置的区别特征具有意想不到的有益效果。
经形式审查合格后，国家知识产权局受理了该复审请求，并将本案转送至原实质审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中坚持驳回决定。
随后，国家知识产权局依法成立合议组对本案进行审查。
合议组于2019年6月18日发出复审通知书，继续指出权利要求1-3相对于对比文件1和公知常识的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性，并进一步引用了公知常识性证据1：《实用模具材料手册》（王邦杰等编，中国铁道出版社，2014年6月第1版第1次印刷，第96-97页）、公知常识性证据2：《设备维修技术》（李力编著，天津大学出版社，2015年5月第1版第1次印刷，第75-76页）、公知常识性证据3：《电涡流技术与应用》（吴桔生等编著，中南大学出版社，2014年8月第1版第1次印刷，第5-6和284-287页）以及公知常识性证据4：《农产品无损检测技术与数据分析方法》（邹小波等编著，中国轻工业出版社，2008年1月第1版第1次印刷，第223-225页）作为本领域公知常识的例证。
针对上述复审通知书，复审请求人于2019年7月4日提交了意见陈述书，将权利要求1的主题修改为检测方法并对相应的步骤进行了修改，修改后的权利要求1如下：
“1. 一种能够对自身完好性进行检测的模具钢的检测方法，所述模具钢与无损检测装置相连，其特征是，所述的模具钢制作步骤包括：
a、浇注模具钢坯料步骤
模具钢毛坯中各成分按其重量配比：3Cr2Mo为0.4％-0.6％、Y20CrNi3AIMnMo(SM2)为0.7％-0.9％、Y55CrNiMnMoV(SM1)为3.0％-4.0％、5NiSCa为2.0-2.5％、4Cr5MoVS为4.0％-5.0％和C为0.2％-0.25％，其余为Fe，浇注成型的模具钢毛坯温度降至250℃，再加热至650-760℃，保温5-6小时，炉冷至280-320℃，保温3-5小时，再加热至650-690℃，保温32小时，以40℃/小时冷却至400℃，再以18℃/小时，冷却至120℃；
b、热处理步骤
对步骤a中得到的模具钢，再加热至1000℃并保温1-2h，油冷至不高于100℃后重新加热至680℃-710℃的温度范围并保温3h，之后水冷；经过回火处理后，再将模具钢的头部加热到320-400℃，保温4-5小时，然后喷雾冷却处理，模具钢的尾部在900-1020℃，保温6-8小时，然后空冷，最后模具钢中部再加温至温度为160～190℃，保温2-3小时，放入铁箱中堆冷；
无损检测装置包括基于时域特征检测模块、基于频域特征检测模块和综合检测模块，所述基于时域特征检测模块包括时域特征提取子模块、基于时域的缺陷检测子模块；所述基于频域特征检测模块包括预处理子模块、归一化处理子模块、频域优化子模块、频域特征提取子模块和基于频域的缺陷检测子模块；
所述检测方法包括如下步骤：
(1)在所述时域特征提取子模块中，采用改进的时域特征提取方法提取时域特征值；在所述基于时域的缺陷检测子模块中，用于采用改进的自动分类识别方法对模具钢缺陷进行检测识别，以得到基于时域的检测结果S1；
(2)在所述预处理子模块中，对缺陷区域时域响应和参考区域时域响应进行快速傅里叶变换，得到缺陷区域频域响应和参考区域频域响应，并对缺陷区域频域响应和参考区域频域响应分别进行归一化处理后再进行差分处理，计算出差分频域响应；在所述归一化处理子模块中，对差分频域响应进行归一化处理，进而得到差分归一化频域响应；在所述频域优化子模块中，按照集肤效应选取出适于对模具钢缺陷进行检测的频率，并基于选取的频率对差分归一化频域响应进行优化处理；在所述频域特征提取子模块中，提取优化后的差分归一化频域响应的差分峰值谱、特定频率差分幅值谱和差分过零频率作为可用于表征模具钢材料物理 属性的频域特征值；在所述基于频域的缺陷检测子模块中，采用改进的自动分类识别方法对模具钢缺陷进行检测识别，以得到基于频域的检测结果S2；
(3)在综合检测模块中，根据基于时域的检测结果S1和基于频域的检测结果S2，采用预定缺陷分类识别规则进行确定被测模具钢的缺陷类型；
所述基于改进的时域特征提取方法提取时域特征值，包括：
(1)采用脉冲涡流传感器对模具钢缺陷进行检测，调整脉冲涡流传感器与被测模具钢表面之间的提离距离，获得缺陷区域时域响应q(t)，选取被测模具钢无缺陷部位的时域响应作为参考区域时域响应c(t)；
(2)对缺陷区域时域响应q(t)和参考区域时域响应c(t)进行差分和归一化处理，得到差分归一化时域响应S(t)，定义处理公式为：
式中，ξ1、ξ2为设定的系数调整因子，ξ1、ξ2的取值范围为[0.9，1.1]；
(3)提取差分归一化时域响应S(t)的差分峰值时间和差分过零时间作为可用于表征模具钢材料物理属性的时域特征值；
所述改进的自动分类识别方法对模具钢缺陷进行检测识别，包括：
(1)选用高斯径向基核函数(RBF)作为Kernel函数，所述高斯径向基核函数的表达式为K(x，y)＝exp{-γ||x-y||2}，采用粒子群优化算法对RBF函数的参数γ进行优化；
(2)执行训练算法，采用训练数据获得支持向量机分类模型；
(3)对训练数据进行测试，对未知的模具钢缺陷进行预测；
所述预定缺陷分类识别规则为：采用加权平均法对基于时域的检测结果S1和基于频域的检测结果S2进行处理，获取最终检测结果，将最终检测结果与数据库中对应于不同损伤情况的标定结果进行比较，选择与最终检测结果对应的标定结果，根据预先建立的损伤情况与标定结果之间的映射关系，获取与所述标定结果对应的损伤情况，进而确定被测模具钢的缺陷类型；
所述损伤情况包括当量尺寸、缺陷深度；
所述基于选取的频率对差分归一化频域响应进行优化处理，包括：
(1)根据多个模具钢缺陷的脉冲涡流响应信号数据构造数据矩阵D：
式中，dij表示第i个缺陷在第j个选取的频率处的脉冲涡流响应信号值，i＝1，2，…，p，j＝1，2，…，q；
(2)对数据矩阵D中的各脉冲涡流响应信号值进行标准化处理，定义标准化后的脉冲涡流响应信号值dij′的计算公式为：
式中，；
则p个缺陷在第j个选取的频率处的脉冲涡流响应构成向量为：
dj＝(d1j′，d2j′，…，dpj′)T
(3)计算各脉冲涡流响应构成向量d1，d2，…，dq在选取的q个频率处的相关系数矩阵C：
式中，cmn(m＝1，2，…，q，n＝1，2，…，q)为dm和dn的相关系数；
(4)确定k个优化频率Nr来反映选取的q个频率的综合效果，r＝1，2，…，k，k＜q，优化频率矩阵可表示为：
式中，hrj表示选取的q个频率在优化频率上的加权系数，加权系数矩阵H表示为：
加权系数hrj的计算方式为：
1)对特征方程|λE-C|＝0进行求解，求取各特征值λj(j＝1，2，…，q)，将各特征值λj(j＝1，2，…，q)按照从大到小顺序进行排列，λ1＞λ2＞…＞λq，并求取特征值λj(j＝1，2，…，q)对应特征向量ej，要求||ej||＝1，即
2)定义第r个优化频率Nr对综合效果的贡献率Gr：
3)计算k个优化频率Nr的累计贡献率L：
k为满足L-90％＞0的最小值；
4)计算加权系数：。”
针对复审请求人的上述修改以及意见陈述，合议组于2019年9月6日再次发出复审通知书，继续指出修改后的权利要求1-3相对于对比文件1和公知常识的结合不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
针对上述复审通知书，复审请求人于2019年9月29日提交了意见陈述书，未提交修改文本，并论述了权利要求1-3相对于对比文件1和公知常识的结合具备创造性的理由。
在上述程序的基础上，合议组认为本案事实已经清楚，可以作出复审请求审查决定。
二、决定的理由
（一）审查文本
本复审请求审查决定所针对的文本为：复审请求人于2019年7月4日提交的权利要求第1-3项，2016年7月28日提交的说明书摘要、摘要附图、说明书第1-309段以及说明书附图。
（二）关于创造性
专利法第22条第3款规定，创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步。
如果一项权利要求请求保护的技术方案与对比文件公开的技术方案之间存在区别技术特征，但所述区别特征或者是本领域的常用技术手段，或者是本领域技术人员在该对比文件的启示下容易想到的，则该权利要求不具备突出的实质性特点。
权利要求1请求保护一种能够对自身完好性进行检测的模具钢的检测方法。根据说明书第[0017]段的记载，本申请的有益效果为：使模具钢有显著的硬度和韧性，改善了冶金的质量和淬透性，使钢的整体性能得到明显的提高。
对比文件1公开了一种模具钢的制备工艺，并具体公开了以下内容：一种模具钢的制备工艺，包括有以下步骤：a、浇注模具钢坯料步骤，模具钢毛坯中各成分按其重量配比：3Cr2Mo为0.4％-0.6％、Y20CrNi3AIMnMo(SM2)为0.7％-0.9％、Y55CrNiMnMoV(SM1)为3.0％-4.0％、5NiSCa为2.0-2.5％、4Cr5MoVS为4.0％-5.0％和C为0.2％-0.25％，其余为Fe，浇注成型的模具钢毛坯温度降至250℃，再加热至650-760℃，保温5-6小时，炉冷至280-320℃，保温3-5小时，再加热至650-690℃，保温32小时，以40℃/小时冷却至400℃，再以18℃/小时，冷却至120℃；b、热处理步骤，对步骤a中得到的模具钢，再加热至1000℃并保温1-2h，油冷至不高于100℃后重新加热至680℃-710℃的温度范围并保温3h，之后水冷；经过回火处理后，再将模具钢的头部加热到320-400℃，保温4-5小时，然后喷雾冷却处理，模具钢的尾部在900-1020℃，保温6-8小时，然后空冷，最后模具钢中部再加温至温度为160～190℃，保温2-3小时，放入铁箱中堆冷；c、将热处理后的模具钢抛丸处理； d、将模具钢在-190℃左右液氮中处理5-6小时；e、升至室温，保存24-36小时后，再加热至240-260℃，保温2-3小时，空冷；f、磷化处理，在常温下将模具钢在热火封闭，温度为280-300℃，采用PH值为8的表面调整剂处理1-2min，经滴空1-2min后，采用磷化剂处理15-20min，再经滴空1-2min后，采用清水清洗。该新型模具钢，使模具钢有显著的硬度和韧性，改善了冶金的质量和淬透性，使钢的整体性能得到明显的提高（参见对比文件1的说明书第[0006]-[0016]段）。
经对比可知，权利要求1所要求保护的技术方案与对比文件1公开的内容相比，其区别在于：还包括与轮毂相连的无损检测装置，并限定了无损检测装置的结构以及无损检测的具体方法。
复审请求人认为：本申请限定的方法具体包括“基于选取的频率对差分归一化频域响应进行优化处理”、“改进的自动分类识别方法对模具钢缺陷进行检测识别”、以及“基于改进的时域特征提取方法提取时域特征值”，其有益效果不是本领域技术人员能够预料的，公知常识也并未给出本申请方法所要解决技术问题的技术启示，因而认为权利要求1具备创造性。
关于上述区别以及复审请求人的意见，合议组经审查后认为：
首先，采用无损检测装置对模具钢进行无损检测从而确定其构件金属表面和内部的各种缺陷属于本领域的公知常识（参见公知常识性证据1：《实用模具材料手册》，王邦杰等编，中国铁道出版社，2014年6月第1版第1次印刷，第96-97页第5节“模具钢的无损检测”），在此基础上，本领域的技术人员容易想到安装与模具钢相连的无损检测装置；
其次，涡流无损检测是钢材等金属材料无损检验的基本方法之一（参见公知常识性证据2：《设备维修技术》，李力编著，天津大学出版社，2015年5月第1版第1次印刷，第75-76页），本领域的技术人员熟知脉冲等电涡流无损检测技术的原理以及设备技术的发展进程，目前其电磁检测仪的发展趋势是DSP技术、陈列技术、小波变换等技术与其他无损检测技术相互融合为一体的多功能仪器（参见公知常识性证据3：《电涡流技术与应用》，吴桔生编著，中南大学出版社，2014年8月第1版第1次印刷，第5-6和284-287页），而小波变换来源于傅里叶变换，是一种信号的“空间-频率”分析方法，在时域、频域两个领域都具有刻画信号局部特征的能力，其可以有效抑制提离干扰并实现产品缺陷的准确检测也是本领域公知的（参见公知常识性证据4：《农产品无损检测技术与数据分析方法》，邹小波等编著，中国轻工业出版社，2008年1月第1版第1次印刷，第223-225页），在此基础上，本领域的技术人员容易想到具体采用脉冲电涡流传感器技术对模具钢进行无损检测，而具备小波变换等技术的无损检测装置具备基于时域特征检测模块、基于频域特征检测模块和综合检测模块，以及三个模块各自所具有的子模块和相应的功能对熟知小波变换的本领域技术人员而言都是显而易见，在此基础上，本领域的技术人员采用“基于选取的频率对差分归一化频域响应进行优化处理”、“改进的自动分类识别方法对模具钢缺陷进行检测识别”、以及“基于改进的时域特征提取方法提取时域特征值”这些具体方法并相应的选择具体的公式、算法和参数也是容易做到的，采用后其能够实现提高计算速度、提高检测效率、减少误差、提高产品缺陷的分类识别率，进而提高产品质量的技术效果也是本领域技术人员可以预期的。
综上所述，在对比文件1的基础上结合本领域的公知常识以及得到权利要求1请求保护的技术方案对本领域的技术人员来说是显而易见的，权利要求1不具有突出的实质性特点，不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
权利要求2和3对模具钢的制备步骤分别作了进一步限定，然而其限定的技术特征均已被对比文件1公开（参见其说明书第[0011]-[0015]段）。因此，结合对其引用的权利要求1的评述，权利要求2和3也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
根据上述事实和理由，合议组作出如下复审请求审查决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年2月7日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服，根据专利法第41条第2款的规定，复审请求人可以自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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