Como realizar a têmpera e resfriamento com água em vez de óleo

 O óleo de têmpera é o meio de resfriamento mais amplamente usado no processo de têmpera por tratamento térmico por um longo tempo. Embora o óleo de têmpera tenha muitas características únicas de resfriamento, ele também apresenta problemas como consumo de energia, poluição ambiental e riscos de incêndio.

Em primeiro lugar, o óleo de têmpera consumido no processo de têmpera é um recurso de petróleo precioso. De acordo com as investigações, em 2010, a indústria de tratamento térmico do meu país consumiu mais de 1.2 × 105 toneladas de óleo mineral, o que equivale a 2.1 × 105 toneladas de carvão padrão, e a eletricidade convertida é de quase 5.2 bilhões de kWh. Percebe-se que esse consumo de energia é bastante surpreendente.

Ao mesmo tempo, a maior parte do óleo mineral consumido é convertido em fumaça de óleo e lançado na atmosfera. Toda a indústria emite fumaça de óleo de até 8 × 107 m3 / ano, que contém grande quantidade de monóxido de carbono e dióxido de enxofre, que se torna a fonte mais importante de poluição no processo de tratamento térmico.

Além disso, a grande maioria dos acidentes de incêndio na indústria de tratamento térmico é causada por óleo mineral.

Além disso, devido à capacidade limitada de resfriamento do óleo mineral, muitas vezes não é capaz de atender aos requisitos de têmpera e endurecimento de algumas peças de baixo carbono, o que limita o escopo de aplicação.

É possível substituir o óleo por água como meio de têmpera e atingir os objetivos de economia de energia, proteção ambiental e segurança na têmpera e resfriamento?

Em comparação com o óleo de têmpera, as características de resfriamento da água têm duas grandes diferenças:

Primeiro, o ciclo de ebulição do filme é muito longo, tornando difícil para a curva de ebulição escapar da ponta de ponta da maioria das curvas "C" de aço;

 A segunda é que a taxa de resfriamento inferior é muito rápida, o que causa maior tensão na peça durante o processo de resfriamento e aumenta o risco de deformação e rachaduras.

Portanto, a chave para usar água como meio de têmpera para substituir o óleo de têmpera é tentar superar essas duas características de resfriamento da água. Estritamente falando, as características de resfriamento da própria água não podem ser alteradas, mas o efeito de resfriamento necessário pode ser obtido controlando o tempo e o método de contato entre a peça de trabalho e a água.

A prática tem mostrado que o uso parcial do método de resfriamento alternado água / ar é uma forma possível de aplicação prática. No entanto, a experiência também provou que há um risco maior de deformação e rachaduras na têmpera e resfriamento com água em vez de óleo, e esses riscos não podem ser determinados e eliminados apenas por experimentos de processo cego, porque o custo dos experimentos de processo cego é muito alto .

Portanto, a simulação numérica do processo de tratamento térmico é um trabalho preliminar necessário para popularizar a tecnologia de têmpera com água ao invés de óleo.

　　Para realmente obter o efeito de têmpera ideal, as seguintes condições-chave são necessárias:

　　 1. O sistema de resfriamento que usa água em vez de óleo para a têmpera precisa ter funções de resfriamento, como resfriamento de ar, resfriamento por névoa, pulverização de água, imersão em água e combinação / alternância. Isso exige que o sistema seja equipado com diferentes características das unidades de injeção e respectivos canais de mídia, e equipado com válvulas elétricas ou pneumáticas de resposta rápida para obter uma injeção rápida de água ou esvaziamento do tanque de têmpera.

　　 2. Obter um banco de dados de capacidade de resfriamento de água em diferentes condições por meio de experimentos e estabelecer um banco de dados de processo por meio de simulação e verificação de processo. Atualmente, existem softwares de simulação de tratamento térmico relativamente desenvolvidos no mundo, que podem deduzir o processo de resfriamento viável por meio do cálculo virtual do campo de temperatura, o campo de estrutura e o campo de tensão e a correlação de acoplamento da peça durante o processo de têmpera e resfriamento , simplificando assim o processo do experimento de processo. Evite perdas e desperdícios desnecessários.

3. Estabeleça um sistema de resfriamento de têmpera inteligente, que possa alternar com flexibilidade e controlar com precisão o equipamento de processo. O chamado controle preciso refere-se ao programa de controle e dispositivos de controle relacionados para controlar o padrão de fluxo, fluxo, pressão e pressão do meio de têmpera, como ar e água durante o processo de têmpera. Os principais parâmetros, como temperatura e tempo, são definidos e executados, e a resposta rápida é precisa em segundos, de modo que a capacidade de resfriamento do sistema cubra toda a faixa, desde resfriamento a ar até resfriamento aproximado de água salgada, de modo a atender a têmpera e requisitos de resfriamento de uma variedade de peças de trabalho.

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