大口径铝卷淬火冷却均匀性影响因素
目前铝卷淬火主要有槽内水淬工艺和槽外水淬工艺。槽内水淬工艺最简单的方法就是浸淬;但易使钢管上下部的冷却速度不一致，钢管弯曲。槽外水淬工艺中应用较成功的是“在钢管旋转同时，进行钢管内表面轴流喷水，外表面层流喷水淬火”的水淬热处理工艺。比较浸淬、浸淬加内轴向喷射、外喷射加内轴向喷射和层流喷射加内轴向喷射等冷却方法的冷却能力，钢管外表面层流喷射和内轴向喷射工艺的冷却能力极强，淬火效率高。若配以钢管旋转装置，可使钢管在圆周方向均匀冷却和冷却变形极小。钢管内外表面冷却形式的不同，往往会造成钢管冷却不均匀，产生变形。内轴向喷射产生的沿钢管长度方向冷却不均匀可通过局部调整层流水量给以弥补。在实际生产中，有大直径钢管(DN≥300)需要淬火，采用内轴向喷射充满内孔不仅浪费水资源，而且会加大冷却泵站等的投资。
北京科技大学机械工程学院的刘国勇等人根据目前铝卷常用的外表面常压管射流与内表面轴向喷射冷却方式，采用有限元分析软件ANSYS对大口径钢管淬火过程温度场进行数值模拟。分析了钢管的管径、钢管的旋转速度及内喷射冷却介质——水的浸润角对钢管径向冷却均匀的影响。结果表明：在大口径条件下，管径对冷却均匀影响不大;大口径钢管的旋转速度不低于60r·min-1且不高于120r·min-1，水的浸润角为270°左右时，钢管径向冷却较均匀。