如何实现用水代替油淬冷
长期以来，淬火油是热处理淬火过程中使用最广泛的冷却介质。 淬火油虽然具有许多独特的冷却特性，但也存在能耗、环境污染和火灾隐患等问题。
首先，淬火过程中消耗的淬火油是一种宝贵的石油资源。 据调查，2010年我国热处理行业消耗矿物油1.2×105吨以上，折合标煤2.1×105吨，折算电量近5.2亿千瓦时。 可见，这种能耗是相当惊人的。
同时，消耗的矿物油大部分转化为油烟排放到大气中。 全行业排放油烟高达8×107 m3/年，其中含有大量的一氧化碳和二氧化硫，成为热处理过程中最主要的污染源。
此外，热处理行业的绝大多数火灾事故都是由矿物油引起的。
此外，由于矿物油冷却能力有限，往往无法满足一些低碳工件的淬火硬化要求，限制了应用范围。
是否可以用水代替油作为淬火介质，达到淬火冷却节能、环保、安全的目的？
与淬火油相比，水的冷却特性有两大不同：
一是薄膜沸腾周期过长，沸腾曲线难以逃出大部分钢“C”曲线的鼻尖；
二是底部冷却速度过快，使工件在冷却过程中产生较大的应力，增加变形开裂的风险。
因此，使用水作为淬火介质代替淬火油的关键是尽量克服水的这两个冷却特性。 严格来说，水本身的冷却特性是无法改变的，但可以通过控制工件与水接触的时机和方式来获得所需的冷却效果。
实践表明，局部采用水/空气交替冷却方式是实际应用的一种可能方式。 但是，经验也证明，用水代替油进行淬火冷却存在较大的变形和开裂风险，而这些风险不能仅靠盲法实验来确定和消除，因为盲法实验的成本太高。 .
因此，对热处理过程进行数值模拟是推广水代油淬火技术的必要前期工作。
要真正获得理想的淬火效果，需要具备以下关键条件：
1、用水代替油进行淬火的冷却系统需要具有风冷、雾冷、喷水、浸水、组合/交替等冷却功能。 这就要求系统配备不同特性的注射单元和各自的介质通道，并配备快速响应的电动或气动阀，以实现淬火槽的快速注水或排空。
2、通过实验获得不同工况下的水冷量数据库，通过模拟和工艺验证建立工艺数据库。 目前国际上有比较成熟的热处理模拟软件，可以通过对工件淬冷过程中的温度场、组织场和应力场的虚拟计算以及工件的耦合关系，推导出可行的冷却过程。 ，从而简化了工艺实验的过程。 避免不必要的损失和浪费。
3、建立智能淬火冷却系统，可灵活切换、准确控制工艺设备。 所谓精密控制，是指在淬火过程中，通过控制程序及相关控制装置来控制空气、水等淬火介质的流型、流量、压力和压力。 温度、时间等关键参数设定并执行，快速响应精确到秒，使系统的冷却能力覆盖从空冷到近似盐水冷却的整个范围，满足淬火和各种工件的冷却要求。
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