冷却设备是完成热处理工艺的主要设备之一。热处理工件加热以后，需要以不同的冷却速度进行冷却，以获得所要求的组织和性能。冷却设备的结构和性能直接影响到热处理效果和产品质量。

1.各种冷却装置

（1）气体冷却装置、空冷装置 气体冷却装置、空冷装置（见图4-21），主要用于合金结构钢的正火处理、渗碳件的气（空）冷处理及空冷硬化钢的淬火处理。

保护气氛气体淬火装置的使用方法是将加热至淬火温度的工件放入淬火室内，吹入保护气氛冷却工件。渗碳件的缓冷在冷却坑中或在卧式炉油槽上的冷却室内进行。

在大气中放置或强制空冷的冷却方式比较简单，所以，在没有特殊要求时常常采用在大气中空冷的工艺方式，而不采用这种气体冷却装置、空气装置。

对于空冷硬化钢的淬火处理采用油冷时工件变形较大，采用气体冷却装置进行淬火可以很好地满足硬度要求、组织要求，以及热处理变形量的控制。冷却的气体可以根据工件热处理后的表面要求选择，可以选择氮气，也可以选择空气。气体的温度控制在25℃以下较好，鼓风机出口气体压力为2kPa。

图4-21 气体冷却装置、空气装置

1—工件吊具 2—旋转齿轮 3—气体排出孔 4—轴切线方式的高压送风机（6处） 5—气体箱（用于从下部向上部吹气） 6—送风机 7—工件夹具

（2）淬火冷却介质冷却装置 一个完整的淬火冷却系统通常应包括下列设施和组成部分：淬火冷却槽或淬火机床、移动淬火工件的装置、淬火冷却介质、搅动装置、冷却器、加热器、泵、排水器或过滤器、供给淬火冷却介质的集液槽、通风设备、安全防火设施和除去槽中氧化皮的装置。

淬火槽的形状、大小主要与所配套炉子的类型、数量和工件的形状、尺寸及工件批量有关。淬火槽的横截面有长方形、圆形和正方形等几种，以长方形最常用。配合井式炉用的淬火槽常为圆筒形。

淬火油槽通常在其底部或侧壁下部设有事故放油管。置换冷却的淬火槽还有介质供入管和排出管。排出管常设在溢流槽内。供入管常设在淬火槽侧壁上，管口与槽底的距离不小于300mm。

淬火冷却介质槽溢流装置一般为溢流槽，热介质上浮溢流到其中，再由排出管排出。溢流槽常设在淬火槽上口边缘外面（或里面），与槽壁焊在一起。长方形淬火槽的溢流槽常设在槽子的一端或两端。有些大型的正方形淬火槽，四面都设有溢流槽。圆形淬火槽的溢流槽大都成环状围绕上口一周。常见溢流装置的形状和位置见图4-22，淬火冷却介质的冷却方式见图4-23。

图4-22 常见溢流装置的形状与位置

图4-23 淬火冷却介质的冷却方式

水及水溶液多用0.3～0.6MPa工作压力的离心水泵进行循环；盐水、氢氧化钠水溶液应选用塑料泵或耐蚀泵；油冷却系统可选用离心油泵，一般不选用齿轮泵。过滤器安装在集液槽和泵之间的管道中，用于隔离氧化皮、盐渣等，使其不返回淬火槽，并定期清理，保护泵和换热器。通常多选用双筒式网状过滤器，当一个过滤筒在清理时，另一个在工作。不要用过密的过滤网，避免管道太易堵塞，一般用0.5mm×0.5mm网孔的过滤网。在淬火油槽和集油槽下部应有排水管路和阀门，以备排放沉入淬火油槽底的积水。

集液槽容积应大于全部淬火槽和冷却系统淬火液容量的总和。集油槽容量需要比淬火液容量大30%～40%，水和水溶性介质的集液槽容量要加大20%～30%。一般来说，淬火液应该达到一次淬火工件重量的10～15倍。

淬火冷却介质的搅拌方式见图4-24。淬火冷却介质的搅拌可以尽快去掉工件表面的水蒸气或气泡，从而增大冷却速度。(www.daowen.com)

（3）盐浴冷却装置 图4-25所示为外热式硝盐炉的结构。电热元件借助瓷管安装在浴槽外部四周和下部。利用隔板将浴槽分为工作室和分离室。分离室内装搅拌器，使盐浴循环流动，增加温度均匀。也可采用盐浴循环泵，使盐浴循环搅动，或直接向盐浴内吹入压缩空气。

图4-24 淬火冷却介质的搅拌方式

a）螺旋桨搅拌 1—搅拌溢流板 2—液面 3—槽体 4—螺旋桨 5—液面溢流槽 b）泵循环式搅拌 1—起重机 2—溢流道 3—液体排出口 4—工件夹具 5—工件 c）设有整流板式搅拌 1—液面 2—溢流槽 3—搅拌器 4—导流板 5—温度计

这类炉子的缺点是盐浴冷却降温困难，淬火量不能过大。有的低温浴炉在工作室的一侧安装除渣套，定期除渣。

2.连续作业淬火槽

连续作业淬火槽与连续炉配套，常用的有推料式、输送带式和螺旋输送式等几种。图4-26所示为输送带淬火槽的结构。输送带分水平和倾斜两部分，水平部分保证工件松散堆放和充分冷却，倾斜部分将工件送出液面，其倾斜角度在30°～45°范围内。

这种淬火槽里面需要安装介质搅拌装置和冷却装置。为了清除淬火介质中的垃圾，安装了垃圾清除装置。

图4-25 外热式硝盐炉的结构

1—盐浴液面 2—搅拌器 3—挡板 4—电热元件 5—隔离板

3.低温冷却装置（深冷处理装置）

将淬火至室温附近的淬火件再冷至-60～-150℃，使马氏体相变完成的处理称为深冷处理。目前大多采用深冷处理专用设备，设定温度，自动控制液氮的通入量。处理时，将淬火件放入设备中，开启液氮控制系统自动通入液氮。此外，也可用气体压缩冷冻机制作低温液体或低温空气，使其在低温室内循环，这种处理方式适用于大批量生产。

图4-26 输送带淬火槽的结构

1—淬火输送带 2—输送式垃圾清除装置

4.压力淬火装置

淬火时用模具压住淬火件，从模具孔喷出淬火冷却介质，减少淬火变形小。常用于汽车差动齿轮或离合器摩擦片等薄壁件的淬火。