对传统淬火油槽增加搅拌装置的技术改造

2013-06-28森泰英格成都数控刀具有限公司四川610207李海峡

金属加工(热加工) 2013年11期

森泰英格（成都）数控刀具有限公司（四川 610207）李海峡

大部分钢材的淬火通常使用淬火油作为淬火冷却介质，相对应盛装淬火油的淬火冷却设备即为淬火油槽。对于淬火油槽，有两个基本要求：具有足够的淬火冷却能力；保证淬火油温度均匀。由于淬火油槽淬火冷却能力的设计，应根据实际情况而定，本文不作论述。本文重点阐述如何对普通淬火油槽进行增加淬火油搅拌装置的技术改造，提高普通淬火油槽油温均匀性，并能减轻工人劳动强度，保证产品质量，提高生产效率。

一、传统淬火油槽淬火冷却的现状

传统淬火油槽只是盛装淬火油的容器，所有产品的淬火操作全部由操作者手工在静止的淬火油内进行。这样，就存在如下问题：

（1）淬火油槽内上下油液温度相差较大，给产品（尤其是细长工件）热处理质量带来隐患。由于淬火油槽内淬火油相对静止，红热工件使淬火油温度升高，高温淬火油比重减小上升，低温淬火油比重增加下降，油槽内形成垂直温差层，致使工件冷却不均匀。

（2）工件在静油中淬火，表面极易形成蒸汽膜，影响淬火质量。工件刚刚进入淬火油的瞬间，淬火油立即被加热而汽化，在工件表面形成一层蒸汽膜，由于蒸汽膜导热性较差，极易在工件表面产生软点或软带。

（3）工人劳动强度大，生产效率低（特别是大件）。传统淬火方法是：工件在淬火过程中必须人工在油槽内上下移动，破坏工件表面的蒸汽膜，以提高淬火油的冷却能力；同时，增加淬火油温的均匀性。

（4）淬火时间长，炉内未淬火工件表面极易氧化。由于操作者在淬火过程中炉盖是敞开的，炉内涌入大量空气，原有密封情况下的保护气氛被破坏，使尚未出炉的高温零件表面氧化，特别是最后出炉的工件表面氧化尤为严重。

二、传统淬火油槽增加搅拌的必要性

良好的搅拌可以避免油温局部过高，使槽中各部分油温趋于均匀。搅拌能提高淬火油和工件间的相对流速，从而提高淬火油的冷却能力。搅动装置的设置、工件的装挂方式等，都应尽量使同批淬火工件的不同部位均获得基本相近的油温，工件间或同一工件的不同部位的相对流速过高或过低，都会对淬火冷却的均匀性产生不利的影响。所以，加强搅拌的必要性可以大致归结为如下三点：

（1）对于淬火冷却来说，加强搅拌不但可以提高淬火烈度，而且还显著提高了淬火冷却能力。因搅拌能够造成淬火冷却介质在淬火工件之间的强烈运动，以加快热交换过程，使高温阶段蒸汽膜形成初期即被破坏，从而提高了工件在淬火过程中的冷却速度，同时在低温对流期也加速热量的传递。

（2）提高淬火冷却介质温度均匀度。搅拌可使整个淬火油槽的介质形成一个较为均匀的温度场和较为强烈的介质运动状态，有利于减少工件变形和降低淬火开裂风险；防止淬火油局部过热，避免火灾发生，同时也减缓了介质的老化，并提高其使用寿命。

（3）是提高淬火质量的保障之一，保证产品质量的低分散度和高同一性。

三、传统淬火油槽技术改造

对传统淬火油槽进行增加淬火油搅拌装置的技术改造，解决问题的主要方向是如何使油较强烈的循环翻腾，工件在流动的油液中自由冷却，来代替操作者的手工操作，使他们腾出时间将炉内零件迅速出炉淬入油槽，缩短零件在炉内的停留时间，减少工件的表面氧化程度。由此提出三种搅拌方案：叶轮搅拌、压缩空气搅拌和油液自身循环搅拌（即喷射式搅拌）。