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Wie man Abschrecken und Kühlen mit Wasser statt mit Öl realisiert

Abschrecköl ist seit langem das am weitesten verbreitete Kühlmedium im Wärmebehandlungs-Abschreckprozess. Obwohl Abschrecköl viele einzigartige Kühleigenschaften aufweist, weist es auch Probleme wie Energieverbrauch, Umweltverschmutzung und Brandgefahr auf.

Zunächst einmal ist das beim Abschrecken verbrauchte Abschrecköl eine kostbare Erdölressource. Nach Untersuchungen verbrauchte die Wärmebehandlungsindustrie meines Landes im Jahr 2010 mehr als 1.2 × 105 Tonnen Mineralöl, was 2.1 × 105 Tonnen Standardkohle entspricht, und der umgewandelte Strom beträgt fast 5.2 Milliarden kWh. Man sieht, dass dieser Energieverbrauch ziemlich erstaunlich ist.

Gleichzeitig wird der Großteil des verbrauchten Mineralöls in Öldämpfe umgewandelt und in die Atmosphäre abgegeben. Die gesamte Industrie emittiert Öldämpfe bis zu 8×107 m3/Jahr, die eine große Menge Kohlenmonoxid und Schwefeldioxid enthalten, die zur wichtigsten Verschmutzungsquelle im Wärmebehandlungsprozess werden.

Darüber hinaus wird die überwiegende Mehrheit der Brandunfälle in der Wärmebehandlungsindustrie durch Mineralöl verursacht.

Wie man Abschrecken und Kühlen mit Wasser statt mit Öl realisiert

Darüber hinaus kann Mineralöl aufgrund der begrenzten Kühlleistung von einigen kohlenstoffarmen Werkstücken die Abschreck- und Härtungsanforderungen oft nicht erfüllen, was den Anwendungsbereich einschränkt.

Ist es möglich, Öl durch Wasser als Abschreckmedium zu ersetzen und die Ziele Energieeinsparung, Umweltschutz und Sicherheit beim Abschrecken und Kühlen zu erreichen?

Im Vergleich zu Abschrecköl unterscheidet sich die Kühlcharakteristik von Wasser durch zwei große Unterschiede:

Erstens ist der Filmsiedezyklus zu lang, was es für die Siedekurve schwierig macht, der Nasenspitze der meisten „C“-Kurven aus Stahl zu entkommen;

Zweitens ist die untere Abkühlgeschwindigkeit zu hoch, was das Werkstück während des Abkühlvorgangs stärker belastet und die Gefahr von Verformungen und Rissbildung erhöht.

Daher liegt der Schlüssel zur Verwendung von Wasser als Abschreckmedium als Ersatz für Abschrecköl darin, diese beiden Kühleigenschaften von Wasser zu überwinden. Genau genommen können die Kühleigenschaften des Wassers selbst nicht geändert werden, aber die erforderliche Kühlwirkung kann durch Steuern des Zeitpunkts und der Methode des Kontakts zwischen dem Werkstück und dem Wasser erreicht werden.

Die Praxis hat gezeigt, dass der teilweise Einsatz von Wasser/Luft-Wechselkühlverfahren ein möglicher Weg für die praktische Anwendung ist. Die Erfahrung hat jedoch auch gezeigt, dass beim Abschrecken und Abkühlen mit Wasser anstelle von Öl eine höhere Verformungs- und Rissgefahr besteht, die nicht nur durch Blindverfahrensversuche ermittelt und beseitigt werden kann, da der Aufwand für Blindverfahrensversuche zu hoch ist .

Daher ist die numerische Simulation des Wärmebehandlungsprozesses eine notwendige Vorarbeit, um die Abschrecktechnologie mit Wasser statt Öl populär zu machen.

Um wirklich den idealen Löscheffekt zu erzielen, sind die folgenden Schlüsselbedingungen erforderlich:

1. Das Kühlsystem, das Wasser anstelle von Öl zum Abschrecken verwendet, muss über Kühlfunktionen wie Luftkühlung, Nebelkühlung, Wassersprühen, Wassereintauchen und Kombination/Wechsel verfügen. Dies erfordert, dass das System mit unterschiedlichen Eigenschaften von Einspritzeinheiten und entsprechenden Medienkanälen sowie mit schnell ansprechenden elektrischen oder pneumatischen Ventilen ausgestattet ist, um eine schnelle Wassereinspritzung oder Entleerung des Abschreckbehälters zu erreichen.

2. Erhalten Sie durch Experimente eine Datenbank der Wasserkühlleistung unter verschiedenen Bedingungen und erstellen Sie eine Prozessdatenbank durch Simulation und Prozessverifizierung. Derzeit gibt es weltweit relativ ausgereifte Wärmebehandlungssimulationssoftware, die durch virtuelle Berechnung des Temperaturfeldes, des Gefügefeldes und des Spannungsfeldes und der Kopplungskorrelation des Werkstücks während des Abschreck- und Abkühlprozesses auf den realisierbaren Abkühlprozess schließen kann , wodurch der Ablauf des Verfahrensexperiments vereinfacht wird. Vermeiden Sie unnötige Verluste und Verschwendung.

3. Richten Sie ein intelligentes Abschreckkühlsystem ein, das die Prozessausrüstung flexibel schalten und genau steuern kann. Die sogenannte präzise Steuerung bezieht sich auf das Steuerungsprogramm und zugehörige Steuervorrichtungen zur Steuerung des Strömungsmusters, der Strömung, des Drucks und des Drucks des Abschreckmediums wie Luft und Wasser während des Abschreckprozesses. Die wichtigsten Parameter wie Temperatur und Zeit werden eingestellt und ausgeführt, und die schnelle Reaktion ist sekundengenau, sodass die Kühlleistung des Systems den gesamten Bereich von der Luftkühlung bis zur annähernden Salzwasserkühlung abdeckt, um den Abschreck- und Kühlbedarf einer Vielzahl von Werkstücken.


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