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在液態(tài)淬火介質中冷卻的四階段理論


在水性介質中淬火,有時會聽到爆炸聲響。為了尋找產生這種聲響的原因,本文從理論分析和礦山破碎設備試驗觀測兩方面研究了:1.完整蒸汽膜保持穩(wěn)定的條件,2.蒸汽膜階段的結束過程。 初期的分析..

在水性介質中淬火,有時會聽到爆炸聲響。為了尋找產生大傾角皮帶這種聲響的原因,本文從理論分析和試驗觀測兩方面研究了:1.完整蒸汽膜保持穩(wěn)定的條件,2.蒸汽膜階段的結束過程。

初期石料破碎生產線的分析認為:

1.在完整蒸汽膜階段,蒸汽膜把液態(tài)介質和工件表波狀擋邊輸送帶面分隔開。在多種影響因素中,汽-液界面能的高低對蒸汽膜的厚度和蒸汽膜階段的長短有重要的影響。工件表面溫度降低,蒸汽膜的厚度是逐漸減薄的。

2.即便是均勻的球體,完整蒸汽膜的破裂,也不應當是在蒸汽膜厚度均勻減薄近零時才同時發(fā)生。由于不可避免的擾動,在完整蒸汽膜階段,蒸汽膜的厚度始終處在起伏變化之中。當氣膜厚度降低到一定的程度時,在某個起伏較大的部位,液態(tài)介質可能與工件表面接觸。如果接觸部位不被馬上汽化,且液態(tài)介質對該表面又有較好的潤濕性,則該接觸區(qū)就會向固體表面擴展。本文把能夠成功擴展的上述接觸點稱為超前接觸點。擴展速度決定于相關的三個表面能(汽-液,汽-固,液-固)的大小關系。對球形工件,我們推測:當擴展速度非常快時,表面蒸汽膜中的氣相介質可能被推成偏向一側的大氣泡。該大氣泡因深入溫度較低的液層而被迅速冷凝。這就在原來氣泡所在位置形成了一個有一定真空度的真空球。周圍的液體在填補該真空球時發(fā)板式喂料機生沖撞而產生爆炸聲響。

開始立式振動電機時,試驗觀測的目的只有兩個:1.找出一個能使蒸汽膜厚度發(fā)生起伏的擾動事實,用以證明產生超前接觸點的可能性。2.攝像觀測上述推測中說的真空球的形成和爆炸過程。

主要以不YK系列圓振動篩分機同大小的均勻球體為試樣。采用清水、基礎油、快速油、PAG淬火液以及勻速冷卻液為試驗介質。

SZR系列熱礦振動篩 試驗發(fā)現(xiàn)和認識:

1.觀測到一種擾動現(xiàn)象,并對其進行了分析研究放礦機。

2.除部分聽到爆炸聲響的試樣外,其它的試驗中都觀測到上篩分述超前接觸點現(xiàn)象。超前接觸點的出現(xiàn)位置有很大的隨機偶然性。在均勻的球體上,出現(xiàn)一個超前接觸點后,很難再出現(xiàn)第二個。蒸汽膜階段的結束從超前接觸點開始,逐漸擴展到整個球體表面。超前接觸點出現(xiàn)的位置不同,隨后的擴展途徑也不同。

3.當接觸區(qū)的擴展多底板往復式輸送機速度比較慢時,蒸汽膜籠罩區(qū)與已經(jīng)進入沸騰冷卻階段的區(qū)域共同存在的時間比較長。而后,球體表面只存在單一的沸騰冷卻方式的冷卻時間相對較短。

4.在發(fā)生爆炸的試樣上,可以觀測到相似于爆炸的現(xiàn)象和聽到爆炸聲響。在發(fā)生爆炸之后的一段時間內,球體表面上既存在通常意義上的沸PVC輸送皮帶騰冷卻區(qū),也同時存在比較穩(wěn)定的柱狀蒸汽泡的冷卻區(qū)。本文認為,這是沸騰冷卻和蒸汽膜冷卻方式共存的冷卻時期。

(源自:中板鏈式輸送機國數(shù)控機床網(wǎng))
5.在所做的試樣中,沒有觀測記錄到前述真空球的產生過程。因為只在極快速擴展的試樣上聽到爆炸聲響,本文這樣解釋其產生原因:由于擴展在極的時間內完成,在水-固交界線上,水接觸高溫固態(tài)表面時發(fā)出的一連串的氣泡爆裂聲被人耳聽成砂石設備了一次爆炸聲響。

當前,在液態(tài)淬火介質中做淬火冷卻,通用的是“蒸汽膜階段、沸騰階段和對流階段”的三階段理論。在往復式給煤機本試驗中出現(xiàn)的很多現(xiàn)象是三階段理論不能解釋的。

分析上述現(xiàn)象,并結合多年來研究和應用液態(tài)淬火介質的經(jīng)驗,本文提出了工件在液態(tài)淬火介質中冷卻的四階段理論。四階段為:蒸汽膜階段、中間階段、沸騰階段和對流階段。中間階段是蒸汽膜冷卻區(qū)和沸騰冷卻區(qū)共存的冷卻階段。中間階段從出現(xiàn)超前接觸點開始,到工件上同一有效厚度部位全部進入沸騰冷卻階段為止。本文預測,由于超前接觸點的出現(xiàn)位置有很大的隨機偶然性,會使工件在中間階段的冷卻結果具有相當大隨機波動范圍。液體淬火介質的特性溫度問題,就產生于這個中間階段的特性。

研究和應用上述四階段理論可以:1.更好地解釋冷卻特性曲線上出現(xiàn)的多種差異和變化。2.指導熱處理工作者更好地選擇和應用液態(tài)淬火介質。3.為計算機模擬工件冷卻過程提供提高計算準確度的改進方向。
(源自:中國數(shù)控機床網(wǎng))

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