如何實現用水代替油淬冷
長期以來，淬火油是熱處理淬火過程中使用最廣泛的冷卻介質。 淬火油雖然具有許多獨特的冷卻特性，但也存在能耗、環境污染和火災隱患等問題。
首先，淬火過程中消耗的淬火油是一種寶貴的石油資源。 據調查，2010年我國熱處理行業消耗礦物油1.2×105噸以上，折合標煤2.1×105噸，折算電量近5.2億千瓦時。 可見，這種能耗是相當驚人的。
同時，消耗的礦物油大部分轉化為油煙排放到大氣中。 全行業排放油煙高達8×107 m3/年，其中含有大量的一氧化碳和二氧化硫，成為熱處理過程中最主要的污染源。
此外，熱處理行業的絕大多數火災事故都是由礦物油引起的。
此外，由於礦物油冷卻能力有限，往往無法滿足一些低碳工件的淬火硬化要求，限制了應用範圍。
是否可以用水代替油作為淬火介質，達到淬火冷卻節能、環保、安全的目的？
與淬火油相比，水的冷卻特性有兩大不同：
一是薄膜沸騰週期過長，沸騰曲線難以逃出大部分鋼“C”曲線的鼻尖；
二是底部冷卻速度過快，使工件在冷卻過程中產生較大的應力，增加變形開裂的風險。
因此，使用水作為淬火介質代替淬火油的關鍵是盡量克服水的這兩個冷卻特性。 嚴格來說，水本身的冷卻特性是無法改變的，但可以通過控制工件與水接觸的時機和方式來獲得所需的冷卻效果。
實踐表明，局部採用水/空氣交替冷卻方式是實際應用的一種可能方式。 但是，經驗也證明，用水代替油進行淬火冷卻存在較大的變形和開裂風險，而這些風險不能僅靠盲法實驗來確定和消除，因為盲法實驗的成本太高。 .
因此，對熱處理過程進行數值模擬是推廣水代油淬火技術的必要前期工作。
要真正獲得理想的淬火效果，需要具備以下關鍵條件：
1、用水代替油進行淬火的冷卻系統需要具有風冷、霧冷、噴水、浸水、組合/交替等冷卻功能。 這就要求系統配備不同特性的注射單元和各自的介質通道，並配備快速響應的電動或氣動閥門，以實現淬火槽的快速注水或排空。
2、通過實驗獲得不同工況下的水冷量數據庫，通過模擬和工藝驗證建立工藝數據庫。 目前國際上有比較成熟的熱處理模擬軟件，可以通過對工件淬冷過程中的溫度場、組織場和應力場的虛擬計算以及工件的耦合關係，推導出可行的冷卻過程。 ，從而簡化了工藝實驗的過程。 避免不必要的損失和浪費。
3、建立智能淬火冷卻系統，可靈活切換、準確控制工藝設備。 所謂精密控制，是指在淬火過程中，通過控製程序及相關控制裝置來控制空氣、水等淬火介質的流型、流量、壓力和壓力。 溫度、時間等關鍵參數設定並執行，快速響應精確到秒，使系統的冷卻能力覆蓋從空冷到近似鹽水冷卻的整個範圍，滿足淬火和各種工件的冷卻要求。
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