專利名稱：鑄件時效箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型用于鑄造或鍛造業(yè)代替鑄鍛件時效處理工序。
消除鑄件殘廢余應(yīng)力的方法過去有自然時效法和人工時效法，前者是將鑄件經(jīng)過數(shù)月的放置使殘余應(yīng)力自然松馳，由于其耗費時間長，影響生產(chǎn)率，一般情況下多為人工時效代替，人工時效系經(jīng)過加熱、保溫、冷卻三個階段，加熱手段有電加熱和燃燒加熱，電加熱的成本可使時效費用高于鑄件本身、而用煤和其他燃料加熱則會對環(huán)境產(chǎn)生污染，兩者均消耗能量，但人工時效的周期通常為一晝夜。
八十年代初，國外有廠家在自動線上采用保溫時效法，即在鑄件還處于塑性狀態(tài)時，將其放入保溫室內(nèi)，利用余熱，使其以緩慢的速度冷卻到彈性狀態(tài)，從而避免產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力。不難看出此法對于環(huán)保，節(jié)能有顯著意義。它的理論依據(jù)在于鑄件在350℃以上至600℃的范圍內(nèi)是彈塑性轉(zhuǎn)變階段，而在600℃以上是塑性狀態(tài)。不存在應(yīng)力的積累。在彈塑性轉(zhuǎn)變溫度范圍內(nèi)要避免應(yīng)力的產(chǎn)生，其冷卻速度不得大于30℃／小時，而對于一般鑄件的冷卻過程是沒有這個條件的，反之，若滿足這個條件，則鑄件不產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，便不在需要時效處理了。這種保溫室通常造價較高，不便移動，通用性不強，故一般生產(chǎn)中難以應(yīng)用。
本實用新型旨在提供一種效果可靠，使用方便，適應(yīng)性強的可代替時效處理的不耗費能源的裝置。
本實用新型由內(nèi)膽、外殼之間填充一定厚度的保溫材料組成保溫系統(tǒng)。由此系統(tǒng)包裹的空間形成箱體，箱體密封后來實現(xiàn)鑄鍛件彈塑性轉(zhuǎn)變階段的冷卻速度控制。
本實用新型的結(jié)構(gòu)可參見附見圖來說明。
內(nèi)膽1由耐熱鋼板制成，外殼4由普通鋼板制成，隔熱層3采用珍珠巖或其他耐熱保溫材料，且其側(cè)壁與箱底可以分開，便于鑄件的擺放，而一般情況下，可將箱底與側(cè)壁做成整體，底部保溫層中夾入部分耐火磚8支撐，頂蓋、側(cè)壁和箱底均設(shè)有可拆卸的活動板，在保溫材料失效時便于更換，箱壁設(shè)有吊環(huán)2，用于移動時吊掛，其容積和形狀可根據(jù)鑄件選擇，其傳熱學(xué)計算如下根據(jù)一般生產(chǎn)規(guī)模，設(shè)時效箱容量為2M3，又設(shè)裝入的鑄件總體積為容量的1／3，則裝入鑄件重(另查得鑄鐵密度為7噸／M3)W＝1／3×7≈4.7＝4700(公斤)鑄件的時效溫度范圍為600～350℃鑄鐵的熱容量為0.11大卡／公斤·℃。鑄件在時效期間共釋放熱量Q總＝0.11×4700×(600－350)＝129250(大卡)避免產(chǎn)生殘余應(yīng)力的冷卻速度為
V＜30℃／小時則散熱時間τ＞(600－350)／30＝8.33(小時)取τ＝8.5(小時)按立方體考慮時效箱形狀，則可按六個平壁散熱面計算其散熱總面積為A＝6×2 2/3 ＝9.52(平方米)所允許的熱量為q＝Q總／(A×τ)＝129250／(9.52×8.5)＝1597.3(大卡／小時·平方米)采用珍珠巖作保溫材料，在傳熱過程中內(nèi)壁平均溫度為t1＝(600＋350)／2＝475(℃)外壁溫度設(shè)為100℃保溫層平均導(dǎo)熱系數(shù)為λ＝0.056＋0.00009(475＋100)／2＝0.081875(大卡／米·時℃)根據(jù)q＝λ／δ(t1－t2)保溫層厚度為δ＝λ／q(t1－t2)＝0.081875／1597.33(475－100)＝0.01922≈0.02米考慮各種工藝因素對于保溫效果的影響，將保溫層厚度取為0.045米，即δ＝45毫米。可見此厚度對于制造與使用都不會帶來不便。
使用方法為1.先在箱底鋪上50～100毫米干砂7，這至關(guān)重要，它能緩沖鑄件對內(nèi)膽的急劇加熱和機械沖擊可能引起的變形。
2.將溫度已降至600～650℃(夏天取下，冬天取上)的鑄件按先厚大件后薄小件的順序，平穩(wěn)放入箱內(nèi)，然后加蓋，注意，要確保加蓋時鑄件的溫度不得低于550℃。
3.若鑄件分批入箱，各批之間隙時間內(nèi)要加蓋保溫。
4.裝完加蓋后，在頂蓋與箱沿間的縫內(nèi)填充干砂5。
5.待冷卻至350℃以下時出箱。
6.若散熱太慢，可將箱蓋略開縫隙。
本實用新型可根據(jù)生產(chǎn)量而設(shè)計不同的容積和形狀，用于大、中、小型鑄造車間以代替時效工序。由于它材料來源方便，制造簡單，成本低，不需要任何能源，蓋箱后不需要人員管理，不排放任何染物，且可根據(jù)需要移動位置，在件多件少時都可即時周轉(zhuǎn)，有顯著的社會效益和經(jīng)濟效益。
附圖的簡單說明附圖為表示本實用新型構(gòu)造的裝配簡圖


圖1為主視圖，圖2為俯視圖
權(quán)利要求1.一種用于取代鑄鍛件時效工序的鑄件時效箱，其特征為耐熱鋼板制成內(nèi)膽，普通鋼板制成外殼，中間填以膨化珍珠巖或其他耐熱保溫材料，亦可將箱蓋、側(cè)壁和箱底分別制成然后組合在一起，組成箱體內(nèi)膽的部分仍由耐熱鋼板制成。
2.如權(quán)利要求1所述的鑄件時效箱，其特征為外殼上設(shè)有用于吊運的吊環(huán)。
3.如權(quán)利要求1所述的鑄件時效箱，其特征為箱蓋、側(cè)壁和箱底可分離，可組合，且每一單體都設(shè)有用于更換保溫材料的可拆卸的活動板。
專利摘要鑄件時效箱為一種代替鑄件人工時效的裝置，該箱的箱蓋、側(cè)壁和箱底可分離，可組合，且每一單體都設(shè)有用于更換保溫材料的可拆卸的活動板它不需熱源、沒有污染、結(jié)構(gòu)簡單、制作容易，使用時可隨意移動，可根據(jù)生產(chǎn)量和鑄件特點設(shè)計其形狀和容量。特別適用于環(huán)保要求高而電能又不足的場所。
文檔編號C21D1/26GK2071189SQ8921965
公開日1991年2月13日 申請日期1989年11月9日 優(yōu)先權(quán)日1989年11月9日
發(fā)明者劉仲剛 申請人:劉仲剛