[发明专利]一种针对变截面长杆类零件的分层淬火工艺方法

权利要求书

1.一种针对变截面长杆类零件的分层淬火工艺方法，其特征在于：将变截面长杆类零件竖直悬挂在淬火池中，根据变截面长杆类零件沿长度方向壁厚尺寸差异较大的特殊结构将淬火池划分冷却液供液层，在同一供液层内的零件部分有着相对一致的截面形状和大小，并给每一供液层设计相应的供液管道系统，通过控制各个供液层管道系统提供的冷却液喷液量，使得各个供液层能够获得不同的对流换热速度，实现对不同截面形状和大小的长杆类零件部分进行分层淬火，保证各个供液层内的零件部分在淬火冷却后有着尽可能一致的心部微观组织结构。

2.根据权利要求1所述的针对变截面长杆类零件的分层淬火工艺方法，其特征在于：所述的变截面长杆类零件在淬火池中冷却液供液层的划分应该满足：根据该变截面长杆类零件沿长度方向的截面形状和大小，将该变截面长杆类零件分成一定的层数对其进行淬火，使得同一供液层内的零件部分有着相对一致的截面形状和大小，在淬火冷却过程中心部易于获得较为一致的冷却速度，从而易于获得较为一致的心部微观组织结构。

3.根据权利要求1所述的针对变截面长杆类零件的分层淬火工艺方法，其特征在于：所述的供液层都设计有相应的供液管道系统，管道系统由进液管、环形水管、输水管和喷液管组成；淬火液在输水泵的作用下从进液管流入，依次经过环形水管和输水管，由喷液管喷向待处理的长杆类零件；每一供液层的管道系统有一根环形水管，环形水管环绕待处理零件，每一环形水管与两根进液管相通，进夜管与环形水管的连接接口相对环形水管呈中心对称关系；环形水管与十六根输水管相通，十六根输水管平均分配在环形水管的每一边上，输水管的长度略小于每一供液层的高度；环形水管和输水管上布置有喷液管，每一供液层根据其厚度布置数层喷液管，喷液管在平面上与所在环形水管的边呈75°；每一供液层的管道系统叠在一起，之间通过钢板相隔，互不相通，相互独立；淬火池中设有两根回流管，回流管伸入淬火池中，且管口处于淬火池内的中间高度上，两根回流管各布置在淬火池的两个相间角落里。

4.根据权利要求1所述的针对变截面长杆类零件的分层淬火工艺方法，其特征在于：所述供液层的管道系统对相应供液层内的零件部分进行淬火液的喷射；每一供液层的喷液量根据需要通过分别独立的输水泵来调控，计算各个供液层淬火液的对流速度并不断调试各个供液层淬火液的喷液量，直到各个供液层的零件部分在淬火冷却过程中有着尽可能一致的冷却速度；各个供液层淬火液对流速度的计算公式为：

假设各个供液层零件的截面积分别为S₁、S₂、S₃、S₄、…、S_k，各个横截面的周长分别为L₁、L₂、L₃、L₄、…、L_k，各个供液层的高度分别为H₁、H₂、H₃、H₄、…、H_k；经过计算，得出各个供液层淬火液的对流速度之比为：

u1:u2:u3:u4:...:uk=S1λc Pr1/3L1d1n-1n:S2λc Pr1/3L2d2n-1n:S3λc Pr1/3L3d3n-1n:S4λc Pr1/3L4d4n-1n:...:Skλc Pr1/3Lkdkn-1n]]>

其中：k为供液层的层数；λ为水的热导率,单位为W/(m·K)；Pr为水的普朗特数；c和n为常数，可通过雷诺数Re查得；u为淬火液的对流速度，单位为m/s；d为将相应供液层内零件部分的直径，单位为m。