Comment réaliser la trempe et le refroidissement avec de l'eau au lieu de l'huile

 L'huile de trempe est le fluide de refroidissement le plus largement utilisé dans le processus de trempe par traitement thermique depuis longtemps. Bien que l'huile de trempe ait de nombreuses caractéristiques de refroidissement uniques, elle présente également des problèmes tels que la consommation d'énergie, la pollution de l'environnement et les risques d'incendie.

Tout d'abord, l'huile de trempe consommée dans le processus de trempe est une ressource pétrolière précieuse. Selon les enquêtes, en 2010, l'industrie de traitement thermique de mon pays a consommé plus de 1.2 × 105 tonnes d'huile minérale, ce qui équivaut à 2.1 × 105 tonnes de charbon standard, et l'électricité convertie est de près de 5.2 milliards de kWh. On peut voir que cette consommation d'énergie est assez étonnante.

Dans le même temps, la majeure partie de l'huile minérale consommée est convertie en fumées d'huile et rejetée dans l'atmosphère. L'ensemble de l'industrie émet des fumées de pétrole jusqu'à 8×107 m3/an, qui contiennent une grande quantité de monoxyde de carbone et de dioxyde de soufre, qui deviennent la source de pollution la plus importante dans le processus de traitement thermique.

De plus, la grande majorité des incendies dans l'industrie du traitement thermique sont causés par l'huile minérale.

De plus, en raison de la capacité de refroidissement limitée de l'huile minérale, elle est souvent incapable de répondre aux exigences de trempe et de durcissement de certaines pièces à faible teneur en carbone, ce qui limite le champ d'application.

Est-il possible de remplacer l'huile par de l'eau comme milieu de trempe et d'atteindre les objectifs d'économie d'énergie, de protection de l'environnement et de sécurité lors de la trempe et du refroidissement ?

Par rapport à l'huile de trempe, les caractéristiques de refroidissement de l'eau présentent deux grandes différences :

Premièrement, le cycle d'ébullition pelliculaire est trop long, ce qui rend difficile pour la courbe d'ébullition de s'échapper de la pointe du nez de la plupart des courbes "C" en acier ;

 La seconde est que la vitesse de refroidissement du fond est trop rapide, ce qui provoque une plus grande contrainte sur la pièce pendant le processus de refroidissement et augmente le risque de déformation et de fissuration.

Par conséquent, la clé de l'utilisation de l'eau comme milieu de trempe pour remplacer l'huile de trempe est d'essayer de surmonter ces deux caractéristiques de refroidissement de l'eau. À proprement parler, les caractéristiques de refroidissement de l'eau elle-même ne peuvent pas être modifiées, mais l'effet de refroidissement requis peut être obtenu en contrôlant le moment et la méthode de contact entre la pièce et l'eau.

La pratique a montré que l'utilisation partielle de la méthode de refroidissement alterné eau/air est une voie possible pour une application pratique. Cependant, l'expérience a également prouvé qu'il existe un plus grand risque de déformation et de fissuration lors de la trempe et du refroidissement avec de l'eau au lieu de l'huile, et ces risques ne peuvent être déterminés et éliminés uniquement par des expériences de processus en aveugle, car le coût des expériences de processus en aveugle est trop élevé. .

Par conséquent, la simulation numérique du processus de traitement thermique est un travail préliminaire nécessaire pour vulgariser la technologie de trempe avec de l'eau au lieu de l'huile.

　　Pour vraiment obtenir l'effet de trempe idéal, les conditions clés suivantes sont requises :

　　 1. Le système de refroidissement qui utilise de l'eau au lieu de l'huile pour la trempe doit avoir des fonctions de refroidissement telles que le refroidissement par air, le refroidissement par brouillard, la pulvérisation d'eau, l'immersion dans l'eau et la combinaison/alternance. Cela nécessite que le système soit équipé de différentes caractéristiques d'unités d'injection et de canaux de média respectifs, et équipé de vannes électriques ou pneumatiques à réponse rapide pour réaliser une injection d'eau ou une vidange rapide du réservoir de trempe.

　　 2. Obtenir une base de données de la capacité de refroidissement par eau dans différentes conditions grâce à des expériences et établir une base de données de processus grâce à la simulation et à la vérification des processus. À l'heure actuelle, il existe dans le monde des logiciels de simulation de traitement thermique relativement matures, qui peuvent déduire le processus de refroidissement réalisable grâce au calcul virtuel du champ de température, du champ de structure et du champ de contrainte et de la corrélation de couplage de la pièce pendant le processus de trempe et de refroidissement. , simplifiant ainsi le processus de l'expérience de processus. Évitez les pertes et les gaspillages inutiles.

3. Établissez un système de refroidissement par trempe intelligent, qui peut commuter de manière flexible et contrôler avec précision l'équipement de traitement. Le contrôle dit précis fait référence au programme de contrôle et aux dispositifs de contrôle associés pour contrôler le modèle d'écoulement, le débit, la pression et la pression du milieu de trempe tel que l'air et l'eau pendant le processus de trempe. Les paramètres clés tels que la température et le temps sont définis et exécutés, et la réponse rapide est précise à quelques secondes, de sorte que la capacité de refroidissement du système couvre toute la plage, du refroidissement par air au refroidissement approximatif par eau salée, afin de répondre à la trempe et exigences de refroidissement d'une variété de pièces.

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