[發明專利]提高淬火介質攪動強度的方法

無效

• 申請號: 200810035557.3
• 申請日: 2008-04-03
• 公開（公告）號: CN101250621A
• 公開（公告）日: 2008-08-27
• 發明（設計）人: 陳乃錄;左訓偉;張幸;徐駿
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: C21D11/00
• 分類號: C21D11/00
• 代理公司: 上海交達專利事務所
• 代理人: 王錫麟;王桂忠

技術領域

本發明涉及的是一種金屬材料熱處理領域的方法，具體涉及的是一種提高淬火介質攪動強度的方法，特別是針對攪拌區域大又要求攪拌強度特別高的情況。

背景技術

淬火是指將鋼件加熱到A_C3或A_C1點以上某一溫度，保持一定時間，然后以要求的速度冷卻獲得預期組織的熱處理工藝。決定淬火質量的很重要因素之一是淬火介質，而影響淬火介質冷卻特性的重要因素之一是介質的運動狀況。介質運動的作用之一是沖擊在金屬表面形成的蒸汽膜使其提前消失或減薄，實現金屬的表面得到快速和相對均勻的冷卻。為了實現該目的，通常的方法是在淬火槽上設置機械攪拌器對介質進行攪拌(如螺旋槳攪拌器、泵等)或通過通入壓縮空氣。機械攪拌器對介質的攪拌一般情況下可以實現的介質流動速率比較低，對于大型淬火槽該方法可達到的攪拌速率更低。而采用壓縮空氣方法攪拌，由于空氣是熱的不良導體，空氣與高溫的金屬表面接觸會降低局部的傳熱效果，有產生軟點的可能，所以在一般情況下不建議采用壓縮空氣的方法對淬火槽進行攪拌。

經對現有技術的文獻檢索發現，王鳴華等人在《金屬熱處理》2005，30(1)：71-73上發表的“不同攪拌方式下冷卻曲線的測量與比較”，該文比較了在螺旋槳攪拌情況下不同流速下的冷卻曲線，可知介質的冷卻強度隨著介質流速的提高而提高。但是螺旋槳攪拌的速度一般在0.2m/s左右，達到0.5m/s的速度需要大幅度提高螺旋槳攪拌器的轉速，這會對螺旋槳的制造精度提出更高的要求，同時在大型淬火槽也很難實現大區域的介質高速流動。對于有特殊要求的大鍛件會對介質的冷卻強度有較高的要求。但是對于大直徑淬火槽單純依靠泵或機械攪拌很難滿足要求，原因是在大直徑淬火槽中增加很小的介質流速，都需要增加很大的動力滿足要求。例如：對于有效淬火區為φ5*6(M)的淬火槽，介質流速達到0.1m/s時需要配備約350Kw的泵或配備約100Kw的螺旋槳攪拌器，介質流速達到0.2m/s時需要配備約700Kw的泵或配備約200Kw的螺旋槳攪拌器，介質流速達到0.3m/s時需要配備約1050Kw的泵或配備約300Kw的螺旋槳攪拌器。即使如此條件下的流速也可能無法滿足淬火件的要求。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提出一種提高淬火介質攪動強度的方法，采用機械攪拌與壓縮空氣攪拌相結合的方法進行介質的攪拌，解決了單純機械攪拌介質流動速度和沖擊力弱的問題，同時也減弱了單純壓縮空氣攪拌存在導熱不均的問題。

本發明是通過以下技術方案實現的，本發明采用機械攪拌與噴射壓縮空氣相結合的方法進行介質的攪拌，機械攪拌和噴射壓縮空氣可以根據淬火要求同時進行，也可以按照機械攪拌和噴射壓縮空氣順序進行。

所述機械攪拌實現淬火介質在設定的速度下運動，強迫介質沿固定路線流動，給淬火區域提供新的介質；

所述噴射壓縮空氣對已經流動的介質進行加速和增加其振動強度，從而實現金屬表面形成的蒸汽膜提前消失或減薄的目的。這里的壓縮空氣運動與新的介質運動相結合，減弱了單純壓縮空氣攪拌對淬火質量的影響。

所述機械攪拌，是通過在淬火槽上設置機械攪拌器實現的。

所述機械攪拌，可以是螺旋槳攪拌、泵攪拌或其它攪拌方法中的一種或者幾種。

所述機械攪拌器，可以是螺旋槳攪拌器或/和泵，機械攪拌器可以在淬火槽上任意位置設置。

所述噴射壓縮空氣，是通過在淬火槽上設置壓縮空氣噴管實現的。

所述壓縮空氣可以是除空氣以外的其它氣源，壓縮空氣噴管可以在淬火槽底部或者任意位置按照任意方式設置。

所述淬火槽可以是各種形狀，

所述淬火介質可以是油、水或水溶性淬火介質等任意介質。

本發明中，采用機械攪拌的目的是對介質進行攪拌，使介質從有效淬火區底部進入，然后以一定速度上升到液面，到達液面后再次被攪拌器或/和泵送到淬火槽的底部，如此循環往復。壓縮空氣噴管與壓縮空氣源聯接，二者之間通過閥門控制壓縮空氣的通斷。在壓縮空氣噴管上開孔。壓縮空氣噴管可以是均布在淬火槽底部，也可按照要求強冷部位設置壓縮空氣噴管。

本發明具有實質性特點和顯著進步，本發明具有以下特點和效果：1)采用機械攪拌與壓縮空氣攪拌相結合的方法進行介質的攪拌，既解決了單純機械攪拌介質流動速度和沖擊力弱的問題，也減弱了單純壓縮空氣攪拌存在導熱不均的問題。2)采用本發明的方法淬火后，可以根據淬火件要求的冷卻強度來控制壓縮空氣的噴射方式和時間，實現安裝需求進行冷卻的目的。3)本方法實施簡單，可以降低設備的一次性投入和運行成本。

附圖說明

圖1為本發明實施例1所用裝置結構圖