筒體鍛件的淬火過程
2019-01-18 16:25
admin
筒體鍛件淬火的一個重要特點是內(nèi)外壁同時冷卻。筒體鍛件內(nèi)外介質(zhì)流動狀態(tài)不同,使內(nèi)壁傳熱低于外壁，加之筒體橫截面的扇形特點，使內(nèi)壁的單元體積與熱交換表面面積之比總是大于外壁,即使內(nèi)外壁的傳熱系數(shù)接近，內(nèi)壁的冷卻也要慢于外壁。為了獲得快而均勻的冷卻，對內(nèi)壁的冷卻更應(yīng)重視。
在工件尺寸一定時，筒體鍛件淬火的冷卻過程主要決定于水的溫度和流動狀態(tài)。水槽的容積和循環(huán)水量是決定淬火水溫升的兩個重要參數(shù)，當前筒體淬火時溫升在10℃以內(nèi)，說明所用水槽的容積和循環(huán)水量是足夠的。而內(nèi)外冷卻的差別顯然是水的流動狀態(tài)不同所致，如能進一步調(diào)節(jié)循環(huán)系統(tǒng)，改善內(nèi)側(cè)水的流動狀態(tài)，內(nèi)壁的冷卻強度即可增大。
水的流動狀態(tài)包含流速及流向兩個內(nèi)容。筒體鍛件淬火時的冷卻強度是筒體表面與水的熱傳導(dǎo)和對流傳熱的反映。水從筒體表面流過,形成紊流邊界層，邊界層的底層以導(dǎo)熱傳遞熱量，傳熱很弱；底層以外則靠對流傳熱，傳熱強烈。所以，底層厚度是決定淬火冷卻強度的關(guān)鍵，而流速和流向又直接影響邊界層底層厚度，就成為決定冷卻強度的重要參數(shù)。當然，這是指流過壁面的水流的流速和流向_。因此，循環(huán)系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)將水導(dǎo)向要冷卻的表面，噴口大小、數(shù)量、分布、壓力、與冷卻面距離和角度都是要具體研究確定的參數(shù)。
筒體淬火冷卻是表面?zhèn)鳠岷蛢?nèi)部熱傳導(dǎo)兩個過程綜合作用的結(jié)果，提高表面的冷卻強度,可以加快表層的冷速。不過，這種作用隨壁厚增大和深入內(nèi)部，受傳導(dǎo)的限制而減小，內(nèi)部冷速的提高是有限度的。
壁厚對冷卻的影響很大，壁厚越薄，影響越大，壁厚增大10%，壁厚400mm的T/4處冷速由12.5降至10.5℃/min，而壁厚200mm冷速則由44.7降至37.6℃/min。所以淬火時應(yīng)取最小壁厚，尤其是壁厚較薄的筒體，采用加大淬火壁厚的措施時要充分考慮到對冷速的影響。
