随着技术的进步,在淬火介质评价、淬火冷却过程机理研究、过程模拟和控制冷却等领域取得了大量的研究成果。但是由于淬火冷却过程十分复杂, 存在的换热介质复杂变化不均匀的流场与温度场的影响和构件本身冶金成分分布不均匀的影响等等边界条件和构件本身不均匀性的影响, 加大了对原本十分复杂的构件内部在瞬间发生的三场( 温度场、组织场、应力 /应变场) 交互作用的研究的难度。加之检测手段制约和对冶金机理认识的欠缺, 而使其研究和控制水平远远滞后于热处理的加热过程,与飞速发展的现代科学技术相比更是相形见绌。
淬火冷却工序比较突出的问题有如下几方面:
1) 工艺制定方面
在企业,淬火工艺单通常是具有详细的加热规程,而淬火冷却规程往往是非常简单的几个字, 如:水淬、油淬、聚合物介质淬火。执行这种简单的淬火冷却规程,不同的操作人员或相同人员不同炉次的操作,其淬火件的力学性能、应力状态、畸变量等会有很大的差异。
2) 流速、温度、浓度综合影响下的介质冷却能力评价方面
对淬火介质冷却能力的测量是评价介质冷却能力的一个重要方面。虽然国际标准化组织于 1995 年推出了ISO 9950 国际标准,但是其测量结果仍局限于介质之间的定性比较,其应用受到局限。
3) 工艺执行、记录方面
国内外绝大多数的淬火槽都没有配置对介质搅拌状态、介质温度变化、淬火开始时间和结束时间的实时控制、采集和记录的设备, 这些功能应该是实现产品处理过程的可控性和可追溯的基础, 这些基础问题不解决将无法实现对淬火冷却过程的闭环控制。
这些问题不单在国内企业存在,就是在发达国家也普遍存在。这些问题看似不是十分复杂,但是由于热处理行业的重加热轻冷却观念的存在, 加之存在淬火冷却过程的复杂性方面的技术障碍, 缺少一个贯穿淬火冷却生产过程的技术要求标准参照, 而一直没有得到解决 。