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電爐熱處理的前后發(fā)展經(jīng)過記錄
新聞分類: 行業(yè)資訊 瀏覽:2786 日期:2012/01/12
鑄件后續(xù)出產(chǎn)熱處理工藝的結(jié)合：傳統(tǒng)的鑄件后處理工序主要包括快速冷卻、去冒口、機械去砂模/砂芯和人工清潔，緊接著加熱鑄件，再然后進行熱處理。
空氣淬冷的效果取決于淬火氣流、淬火氣流溫度、鑄件構(gòu)造和鑄件的排列。鑄件附近空氣活動的平均性很重要，由于變化的熱傳遞速率會形成相應(yīng)的溫度梯度，從而形成應(yīng)力和變形。當芯砂和型砂處于高溫富氧的爐內(nèi)環(huán)境時，砂中粘結(jié)劑的巨大能量就能開釋出來。它將鍛造的去芯和去砂、熱砂回收、鑄件熱處理這三步工藝在一個自動化的爐子里同時進行。 汽車制造業(yè)需要使用更多的輕金屬材料來減少燃油消耗和廢氣排放，良多鐵鑄件包括缸體、缸蓋、制動器、制動盤和懸架系統(tǒng)等都將被鋁鑄件所替換，傳統(tǒng)鋁鑄件的出產(chǎn)方法不僅本錢昂貴，而且消耗能源巨大。 上述工藝是無污染、有效的鑄件出產(chǎn)工藝。 CEC公司的一個類似新興流化床技術(shù)，它可同時實現(xiàn)熱處理、去熱模以及芯砂、熱砂的回收利用，合用于半永久模或精密砂模。 鋁鑄件出產(chǎn)的現(xiàn)在和將來：眾所周知，降低汽車的總重量能減少燃料的消耗、降低CO2的排放量，同時能進步燃油的經(jīng)濟效益。其后幾年，這一數(shù)字在迅速晉升，預(yù)計在將來8～10年內(nèi)將晉升更快，同時使用鋁制發(fā)念頭和鋁制缸蓋的小型汽車的比例將很快達到95％。 對使用砂獅三合一電爐熱處理工藝的鍛造企業(yè)的調(diào)查結(jié)果表明：這個工藝可均勻降低30％以上的出產(chǎn)本錢。美國能源部和美國材料協(xié)會在一次產(chǎn)業(yè)前瞻會議上宣稱：“出產(chǎn)操縱中熱處理工藝步驟的結(jié)合能達到節(jié)省能源的效果”。 這些鑄件的工藝流程由幾個獨立的步驟組成，每一步都與前面的步驟無關(guān)。砂獅三合一熱處理工藝結(jié)合熱除模、除芯、箱式電爐熱處理和砂回收工序于一體，該工藝節(jié)省勞力、能源和環(huán)保用度，目前已成為世界鑄件處理的尺度。 傳統(tǒng)水冷會產(chǎn)生應(yīng)力，而假如應(yīng)力足夠高，鑄件會產(chǎn)生變形。典型的淬火速率為32.22℃/min，目標溫度為240.56℃。當鑄件剛剛凝固時，當即進行這個工藝流程，這樣就節(jié)省了能源和時間。在淬火產(chǎn)業(yè)中，鑄件表面易形成壓應(yīng)力，而鑄件內(nèi)部因為較慢的冷卻速度易形成拉應(yīng)力。傳統(tǒng)的鍛造工藝包括消失模、永久模或精密砂模-組合砂型。占有關(guān)部分統(tǒng)計，在2001年出產(chǎn)的新車型中，鋁鑄件均勻占汽車所有鋁部件總重量的80％，均勻約為118kg。 從澆注、凝固和芯型車間收集的氣體可用作爐內(nèi)燃氣，在這里，有害的氣體可以燃燒干凈。這些干凈的、完全回收的砂子可以自動排出，再次成為模子與型芯的材料，而不需要額外處理。這項技術(shù)有前面描述的砂獅三合一技術(shù)所有能源和環(huán)保方面的長處，它為某些鑄件提供了包括熱處理在內(nèi)的非常有效的后處理操縱。 這個技術(shù)叫做砂獅三合一熱處理工藝，見圖2。淬火處理和時效處理利用傳統(tǒng)的技術(shù)，空氣淬冷作為三合一熱處理技術(shù)的增補。與水冷比擬較，空冷有良多好處。 當粘結(jié)劑燃燒掉后，芯砂和型砂就變得疏松，此時安裝于頂部的高速風(fēng)扇吹過鑄件，將砂粒吹至爐底。這個工藝不僅比空冷速度快，而且減少了對空氣處理設(shè)備的要求。鋁制缸體經(jīng)常使用鑄鐵缸蓋，因此為了適應(yīng)鑄鐵和鋁不同的冷卻特性，緩慢的空氣淬冷是首選工藝。 在傳統(tǒng)的熱處理工藝中，鑄件凝固冷卻后還需要再加熱到熱處理溫度；而在砂獅技術(shù)中，則是鑄件直接進入熱處理爐，留存了澆注結(jié)束后的余熱，管式電爐并將這些余熱用于熱處理爐內(nèi)的三步工藝。 鑄件在熱處理結(jié)束后就完全沒有砂子，為了達到必要的氣流分布，淬火爐膛都經(jīng)由特殊設(shè)計來達到高速氣體活動時的平均性。與前面討論的工藝一樣，鑄件也是在富氧的高溫環(huán)境下處理的。作為砂獅三合一熱處理技術(shù)的發(fā)明者，美國CEC公司一直走在鍛造技術(shù)的最前沿。幾個主要鋁鑄件工藝的結(jié)合可以大大降低出產(chǎn)本錢。高速風(fēng)扇產(chǎn)生的快速氣流吹過不規(guī)則外形的鑄件時會產(chǎn)生壓力差。這個壓力差在鑄件的里形狀成湍流，從而帶走松動的砂子。 CEC公司同時發(fā)展了另一種可行的鋁鑄件處理工藝——氣霧淬火。鑄件的布氏硬度在HB95～105或更高。 而這些獨立的設(shè)備需要更多治理操縱，其中運輸會對鑄件造成損害，額外的設(shè)備和操縱需要額外的人力、出產(chǎn)空間和能源。在結(jié)束T4或T6的整個熱處理過程后，鑄件冷卻到環(huán)境溫度，直接被運輸?shù)较乱粋€工序，如去澆道、冒口、機加工。管式爐將鍛造工藝和這種熱處理工藝相結(jié)合，就意味著這個爐子能用往返收砂子（經(jīng)由處理的砂子）和回收分歧格的芯型。通過緩慢的冷卻鑄件，溫度在整個鑄件的分布將比較平均。對于大型的鑄件，如鋁制缸體，經(jīng)常會因為顯著的溫度不平均而導(dǎo)致更高的淬火應(yīng)力。 新興流化床工藝：工作時，鑄件浸入到有活動熱砂的流化床中。用于汽車鑄件的砂獅系統(tǒng)，為砂獅三合一熱處理的前后工藝。高速風(fēng)扇產(chǎn)生的氣流使爐內(nèi)空氣分布平均，而且使溫度的控制非常平穩(wěn)。現(xiàn)在有一種新專利技術(shù)，它合用于使用有機粘結(jié)劑的半永久模和精密砂模鍛造。當鑄件凝固后當即進入熱處理爐，不需要上面提到的分步操縱。 |
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