Come realizzare la tempra e il raffreddamento con acqua invece che con olio

 L'olio da tempra è il mezzo di raffreddamento più utilizzato nel processo di tempra per trattamento termico per lungo tempo. Sebbene l'olio da tempra abbia molte caratteristiche di raffreddamento uniche, presenta anche problemi come il consumo di energia, l'inquinamento ambientale e i rischi di incendio.

Innanzitutto, l'olio da tempra consumato nel processo di tempra è una preziosa risorsa petrolifera. Secondo le indagini, nel 2010 l'industria del trattamento termico del mio paese ha consumato più di 1.2×105 tonnellate di olio minerale, che equivale a 2.1×105 tonnellate di carbone standard, e l'elettricità convertita è di quasi 5.2 miliardi di kWh. Si può vedere che questo consumo di energia è abbastanza sorprendente.

Allo stesso tempo, la maggior parte dell'olio minerale consumato viene convertita in fumi d'olio e scaricata nell'atmosfera. L'intera industria emette fumi di petrolio fino a 8×107 m3/anno, che contengono una grande quantità di monossido di carbonio e anidride solforosa, che diventa la più importante fonte di inquinamento nel processo di trattamento termico.

Inoltre, la stragrande maggioranza degli incidenti d'incendio nell'industria dei trattamenti termici è causata dall'olio minerale.

Inoltre, a causa della limitata capacità di raffreddamento dell'olio minerale, spesso non è in grado di soddisfare i requisiti di tempra e tempra di alcuni pezzi a basso tenore di carbonio, il che limita l'ambito di applicazione.

È possibile sostituire l'olio con l'acqua come mezzo di tempra e raggiungere gli obiettivi di risparmio energetico, protezione dell'ambiente e sicurezza nella tempra e nel raffreddamento?

Rispetto all'olio da tempra, le caratteristiche di raffreddamento dell'acqua presentano due grandi differenze:

Innanzitutto, il ciclo di ebollizione del film è troppo lungo, rendendo difficile per la curva di ebollizione sfuggire alla punta del naso della maggior parte delle curve a "C" in acciaio;

 Il secondo è che la velocità di raffreddamento inferiore è troppo elevata, il che provoca una maggiore sollecitazione del pezzo durante il processo di raffreddamento e aumenta il rischio di deformazione e fessurazione.

Pertanto, la chiave per utilizzare l'acqua come mezzo di spegnimento per sostituire l'olio di spegnimento è cercare di superare queste due caratteristiche di raffreddamento dell'acqua. A rigor di termini, le caratteristiche di raffreddamento dell'acqua stessa non possono essere modificate, ma l'effetto di raffreddamento richiesto può essere ottenuto controllando i tempi e il metodo di contatto tra il pezzo e l'acqua.

La pratica ha dimostrato che l'uso parziale del metodo di raffreddamento alternato acqua/aria è un modo possibile per l'applicazione pratica. Tuttavia, l'esperienza ha anche dimostrato che esiste un rischio maggiore di deformazione e fessurazione nella tempra e nel raffreddamento con acqua anziché con olio, e questi rischi non possono essere determinati ed eliminati solo da esperimenti di processo alla cieca, perché il costo degli esperimenti di processo alla cieca è troppo alto .

Pertanto, la simulazione numerica del processo di trattamento termico è un lavoro preliminare necessario per divulgare la tecnologia di tempra con acqua anziché con olio.

　　Per ottenere veramente l'effetto di spegnimento ideale, sono necessarie le seguenti condizioni chiave:

　　 1. Il sistema di raffreddamento che utilizza acqua anziché olio per la tempra deve disporre di funzioni di raffreddamento quali raffreddamento ad aria, raffreddamento a nebbia, spruzzatura d'acqua, immersione in acqua e combinazione/alternanza. Ciò richiede che il sistema sia dotato di diverse caratteristiche delle unità di iniezione e dei rispettivi canali dei fluidi e dotato di valvole elettriche o pneumatiche a risposta rapida per ottenere una rapida iniezione di acqua o svuotamento del serbatoio di tempra.

　　 2. Ottenere un database della capacità di raffreddamento dell'acqua in condizioni diverse tramite esperimenti e stabilire un database di processo attraverso la simulazione e la verifica del processo. Al momento, esistono software di simulazione del trattamento termico relativamente maturi nel mondo, che possono dedurre il processo di raffreddamento fattibile attraverso il calcolo virtuale del campo di temperatura, del campo della struttura e del campo di stress e la correlazione di accoppiamento del pezzo durante il processo di tempra e raffreddamento , semplificando così il processo dell'esperimento di processo. Evita perdite e sprechi inutili.

3. Stabilire un sistema di raffreddamento di spegnimento intelligente, in grado di commutare in modo flessibile e controllare con precisione l'attrezzatura di processo. Il cosiddetto controllo preciso si riferisce al programma di controllo e ai relativi dispositivi di controllo per controllare il modello di flusso, il flusso, la pressione e la pressione del mezzo di spegnimento come aria e acqua durante il processo di spegnimento. I parametri chiave come temperatura e tempo vengono impostati ed eseguiti e la risposta rapida è precisa ai secondi, in modo che la capacità di raffreddamento del sistema copra l'intera gamma dal raffreddamento ad aria al raffreddamento approssimativo ad acqua salata, in modo da soddisfare la tempra e requisiti di raffreddamento di una varietà di pezzi.

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