随着材料成型及加工行业竞争的日趋激烈，对产品加工效率、质量及成本的要求越来越苛刻。在金属制品的生成过程中，淬火处理过程影响金属半成品的物理力学性能，当冷却表面横断面沿厚度方向的冷却速度较快时，大的温度梯度会引起很大的残余应力，并造成金属表面弯曲，当冷却速度较慢时，金属半成品强度与硬度无法满足要求。因此，需要对淬火过程及淬火效果开展优化研究。本论文中主要通过实验研究手段，对高压喷雾淬火过程开展了研究，主要研究内容如下:　　针对高压喷雾淬火过程搭建了可视化实验平台，实验中将金属镍圆盘一侧均匀涂抹高发射率涂层，高温金属圆盘在高压喷雾冷却过程中，通过红外热像仪记录温度变化过程，并利用微分能量方程计算热量传热过程。　　针对金属表面淬火过程传热特性机理进行了分析。金属表面传热过程主要分为膜态沸腾、过渡沸腾、核态沸腾及自然对流换热四个阶段，定义膜态沸腾传热过程结束时的温度为莱顿弗罗斯特温度，研究表明冷却过程中温度低于莱顿弗罗斯特温度后，由于蒸汽薄膜被冷却剂破坏，金属表面冷却速度会急剧上升，因此减少膜态沸腾传热过程的时间有助于提高金属冷却时间。　　研究了喷射密度和喷嘴到圆盘距离对喷雾冷却传热特性影响。喷雾冷却的喷射密度，即在单位面积和单位时间的液体质量流量，是影响传热过程的重要参数之一。实验中通过改变喷嘴到圆盘的距离研究喷射密度对热流量的影响，喷射密度和热流量随径向位置变化而变化。在本实验中，距离以10mm为增量，从30mm变化到100mm。实验结果展示了最大热流量，莱顿弗罗斯特温度和DNB温度与喷射密度的关系及喷射距离之间的关系。　　研究表明，喷射压力从1.5bar变化到7.5bar，来讨论不同压力对热流量，莱顿弗罗斯特温度和DNB温度的影响。实验结果显示压力对喷雾冷却的影响不像喷射密度那么明显。随着压力的升高，最大热流量呈现增长的趋势，但是莱顿弗罗斯特温度和DNB温度是几乎不随压力增加而变化的。