HTC(热传导,Heat Transfer)在淬火过程中的展现
淬火介质主要任务是将热量从零件中转移出来,使其冷却到所需的速率。热传导的三个进程可以参考图一的三个进程,
1. 零件内热量的传导------全部由淬火介质从零件移出的热量都必须到达零件表面。零件内的热量传递是通过传导进行的:
q=-k*dT/dX,在这里q表示热流(W/m2),K表示的是热导热系数(W/m.℃),dT表示的是温差(℃),dX表示的是距离(m)
2.从零件表面传热到淬火介质-----其热传递是这样传导的:
Q=α.(Ts-Tf),这里α表示的是热传导系数(W/m.℃),Ts表示的是表面温度,Tf表示的是淬火介质温度。
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目前国内使用的机床金属加工液现状,大致分为三类:一类为传统的完全水溶型冷却液(含大量的亚硝酸盐)、乳化液或叫肥皂水(含大量的机油及亚硝酸盐等)及矿物油和动植物油,这一类冷却液主要是成本低,润滑性能差。第二类为国外进口冷却液,有完全水溶型、乳化型和油基三种,这一类冷却液使用效果较好,但成本较高。第三类是国内近几年开发的新型冷却液,具有国外产品同等的性能,环保性好。这一类冷却液价格适中,特别适合于配套设施好的磨床、加工中心、大型机加工设备。
水基冷却液主要用于车床或加工中心机床上;油基冷却液一般用于加工精度更高,加工量小的机床上,一般比较稳定。
IVF冷却特性测试仪Ivf SmartQuench是一种用于测试和评估淬火介质和淬火系统的新型系统--由ivf公司开发!
淬火油的冷却原理:
淬火油是将金属材料加热到相变温度以上,保温一段时间后迅速地投入到介质中冷却,得到马氏体组织,这种操作过程就是我们常说的淬火,也即是Quenching.钢在介质中冷却是以三种不同的方式进行热量传递的。
1、 一阶段就是蒸汽膜阶段(也即vapour phase),这个阶段的冷却速度很低,然而随着冷却时间的延长,零件温度不断下降,蒸汽膜稳定性也逐渐降低,之后应蒸汽膜破裂而进入到第二阶段;
2、 第二阶段为沸腾阶段(也即boiling phase),当蒸汽膜破裂并消失以后,使淬火介质直接与零件表面接触,淬火介质就从零件上吸取大量的热量。阻碍着淬火介质的流动,吸收了热量的介质不断逸出大量的气泡,而新的介质继续在零件周围激烈沸腾,形成沸腾阶段,这个时候冷却速度较大。随着零件温度不断下降,沸腾现象逐渐消失。当零件温度低于淬火介质的沸点时,沸腾现象消失,随即转入到第三阶段;
3、 第三阶段为对流传热阶段(业绩convestion phase),零件经过沸腾阶段,周围的淬火介质温度与零件温度接近,而远离零件处的介质温度不同,使淬火介质产生对流现象。对流传热阶段的冷却速度比较慢
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