水-空交替控時(shí)淬火冷卻設(shè)備的研究與應(yīng)用.pdf

1、針對(duì)工程實(shí)際中缺乏滿足控時(shí)淬火冷卻工藝要求的淬火冷卻設(shè)備的現(xiàn)狀,本文對(duì)水和空氣作為淬火介質(zhì)實(shí)現(xiàn)交替控時(shí)淬火冷卻(ATQ)的可行性進(jìn)行了研究,得到了通過(guò)控制水淬與空冷時(shí)間比例可獲得介于水和空氣之間任意冷卻能力的結(jié)論。在此基礎(chǔ)上,以風(fēng)電輸入法蘭軸、模具扁鋼和船用曲軸等具體產(chǎn)品為對(duì)象,通過(guò)試驗(yàn)件的工藝分析、組織觀察、以及實(shí)際產(chǎn)品的驗(yàn)證,研制出與之相應(yīng)的水-空交替控時(shí)淬火冷卻設(shè)備,并在此基礎(chǔ)上總結(jié)出滿足水-空交替控時(shí)淬火冷卻工藝要求的淬火冷卻設(shè)

2、備設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。
　　 通過(guò)對(duì)水在浸液、噴射和浸噴三種狀態(tài)下的冷卻曲線的測(cè)量和換熱系數(shù)的計(jì)算,發(fā)現(xiàn)浸噴狀態(tài)和噴射狀態(tài)的換熱能力十分接近,而浸液狀態(tài)下的換熱能力則小得多。按換熱系數(shù)與溫度的面積積分值進(jìn)行評(píng)價(jià),在500℃-850℃間浸噴和噴射狀態(tài)換熱能力為浸液的5倍,在200℃-500℃以下為浸液狀態(tài)下的2.5倍。該結(jié)果為設(shè)計(jì)曲軸在浸液的同時(shí)進(jìn)行噴射淬火提供了依據(jù)。
　　 研究了以水和空氣作為淬火介質(zhì)實(shí)現(xiàn)控時(shí)淬火冷卻的可行性,發(fā)

3、現(xiàn)通過(guò)控制水淬與空冷時(shí)間比例可獲得效果介于水和空氣之間的任意冷卻曲線,在此基礎(chǔ)上提出了水-空交替控時(shí)淬火冷卻設(shè)備應(yīng)具有的功能,為該類(lèi)型設(shè)備的設(shè)計(jì)提供了參考。
　　 在上述研究的基礎(chǔ)上,針對(duì)不同產(chǎn)品的不同需求研制出相應(yīng)的水-空交替控時(shí)淬火冷卻設(shè)備:
　　 針對(duì)風(fēng)力發(fā)電設(shè)備的關(guān)鍵部件--輸入法蘭軸,研制了多工位水.空交替控時(shí)淬火冷卻設(shè)備,采用液面升降方法實(shí)現(xiàn)了在工件靜止條件下的浸液淬火,極大的提高設(shè)備的可靠性；通過(guò)采用一個(gè)公

4、共通道實(shí)現(xiàn)向多個(gè)淬火槽中供液的方法,實(shí)現(xiàn)了多個(gè)淬火工位共用一套快速注入泵系統(tǒng)的目標(biāo)。
　　 針對(duì)中碳高合金模具扁鋼,研制了扁鋼在線水-空交替控時(shí)淬火冷卻設(shè)備,在解決淬火件傳送輥道與淬火槽側(cè)板之間的密封問(wèn)題的基礎(chǔ)上,實(shí)現(xiàn)了在輥道傳動(dòng)條件下的在線浸液淬火。
　　 針對(duì)形狀復(fù)雜的曲軸產(chǎn)品采用傳統(tǒng)垂直吊裝方式進(jìn)行水淬與水溶性介質(zhì)冷卻中存在的力學(xué)性能低與開(kāi)裂比例高的問(wèn)題,發(fā)明了工件懸掛方式噴射淬火、浸液淬火和空冷組合控制淬火冷卻方

5、法,在此基礎(chǔ)上研制了適用于船用曲軸的水-空交替控時(shí)淬火冷卻設(shè)備。利用噴射和浸噴冷卻能力接近的測(cè)試結(jié)果,在對(duì)中型船用曲軸噴射的同時(shí)進(jìn)行浸噴淬火,實(shí)現(xiàn)了淬火過(guò)程中曲軸上下部分都獲得相對(duì)均勻的冷卻,使長(zhǎng)度近6000mmm的曲軸淬火冷卻后沿軸向畸變量控制在8mm以?xún)?nèi),淬火后曲軸無(wú)需進(jìn)行校直。
　　 同時(shí),在對(duì)曲軸進(jìn)行組織分析的過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)曲軸同一位置、不同區(qū)域的淬火態(tài)組織存在嚴(yán)重的差異。通過(guò)對(duì)采用不同淬火冷卻工藝處理后曲軸淬火態(tài)組織的對(duì)