專利名稱：綜合性金屬加工設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及金屬澆鑄和處理工藝，尤其涉及一種綜合性金屬加工設(shè)備和熱處理鑄件的方法。
背景技術(shù)：
通常，在金屬鑄件成型的普通工藝中，需要使用熔融金屬填充鑄型，比如具有內(nèi)腔的金屬模具或砂型，其中所述內(nèi)腔確定了所需鑄件的外部特征。確定鑄件內(nèi)部特征的砂芯容納或放置在鑄型內(nèi)，當(dāng)熔融金屬圍繞砂芯凝固時(shí)，形成鑄件的內(nèi)部細(xì)節(jié)。在鑄件的熔融金屬凝固后，鑄件通常被移動(dòng)到處理爐中進(jìn)行鑄件熱處理，去除砂芯和/或鑄型的砂子，以及必需的其他處理。熱處理工藝調(diào)節(jié)鑄件的金屬或金屬合金，使它們具有能適合不同應(yīng)用場(chǎng)合的所需物理性能。通常，在鑄件從澆注工段輸送到熱處理工段的過程中，特別是如果允許鑄件放置相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，鑄件通常暴露在鑄造和金屬加工設(shè)備的外界環(huán)境中。結(jié)果，鑄件易于從熔化或半熔化溫度開始快速冷卻。雖然為了使鑄件凝固，鑄件一定程度的冷卻是必須的，但本發(fā)明的發(fā)明人/申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)，鑄件的溫度下降得越多，鑄件在鑄件的工藝臨界溫度或工藝控制溫度之下保持的時(shí)間越長(zhǎng)，則在熱處理爐中將鑄件加熱到所需的熱處理溫度，以及將鑄件保持在鑄件的所述熱處理溫度下以獲得所需的物理性能，需要更長(zhǎng)的熱處理時(shí)間。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，對(duì)于某些類型的金屬，鑄件降低到其工藝控制溫度以下的每一分鐘，都需要四分鐘或更長(zhǎng)的熱處理時(shí)間來完成所需的工藝。因此，即使是在鑄件金屬的工藝控制溫度之下短短的10分鐘，也需要多達(dá)40分鐘以上的熱處理時(shí)間，才能獲得經(jīng)過處理的所需物理性能。因此，為了獲得所需的熱處理效果，這些鑄件通常需要熱處理至少2-6個(gè)小時(shí)， 且在某些情況下時(shí)間更長(zhǎng)。結(jié)果，對(duì)鑄件進(jìn)行適當(dāng)且徹底地?zé)崽幚硇枰臒崽幚頃r(shí)間越長(zhǎng)， 熱量越多，熱處理工藝的成本越高，浪費(fèi)的熱能越多?，F(xiàn)已試圖通過縮短澆注和熱處理工段之間的距離來減少熱量損失。例如，德國(guó)戴姆勒奔馳公司的Mercede廠已經(jīng)將熱處理爐放置在靠近圓盤傳送帶式澆注工段的分接點(diǎn)或轉(zhuǎn)送點(diǎn)的位置。當(dāng)鑄件到達(dá)分接點(diǎn)時(shí)，從其模具中取出，它們通常被運(yùn)送到筐斗或傳送帶上，集中一批鑄件。然后將鑄件送入熱處理爐中，進(jìn)行成批處理。這一系統(tǒng)的問題在于它仍然不能解決在鑄件輸送到收集筐斗以及當(dāng)鑄件放在筐斗中等待送入熱處理爐的過程中，鑄件受到外界環(huán)境影響的問題，外界環(huán)境的溫度通常遠(yuǎn)低于鑄件的所需工藝控制溫度。根據(jù)澆注和熱處理工段的處理速度，這一空閑時(shí)間仍然多達(dá)10分鐘或更長(zhǎng)。然而，為了使鑄件能夠在熱處理前適當(dāng)?shù)啬蹋瑢?duì)鑄件來說，冷卻到或低于熱處理溫度的溫度，并在該溫度下保持至少一段所需的時(shí)間也是非常重要的。這樣，過于快速地將鑄件從澆注工段移動(dòng)到熱處理工段可能破壞鑄件的成形，并且會(huì)妨礙它們適當(dāng)?shù)哪?。因此，本行業(yè)中希望改進(jìn)鑄件的熱處理工藝，所以需要一種更有效的方法、系統(tǒng)或設(shè)備，能夠更有效地進(jìn)行金屬鑄件的熱處理和加工，并且還能使砂芯和/或砂型的去除和回收更為有效。

發(fā)明內(nèi)容
簡(jiǎn)言之，本發(fā)明包含一種用于澆注、成形、熱處理和后續(xù)加工金屬或金屬合金鑄件的綜合性金屬加工設(shè)備。這種綜合性金屬加工設(shè)備通常包括澆注工段，在此熔融金屬例如鋁或鐵，或金屬合金澆鑄到鑄型或模具中，比如，永久性的金屬鑄型、半永久性的鑄型或砂型。然后，所述鑄型從澆注工段的澆注或澆鑄位置移動(dòng)到輸送位置，在此從鑄型中取出鑄件，或裝有鑄件的鑄型通過輸送機(jī)構(gòu)輸送到熱處理生產(chǎn)線上。所述輸送機(jī)構(gòu)通常包括機(jī)械臂、起重機(jī)、高架提升機(jī)或升降機(jī)、推桿、傳送帶或類似的傳送機(jī)構(gòu)。在某些實(shí)施例中，上述機(jī)構(gòu)也可用于從鑄件的鑄型中取出鑄件，然后將鑄件傳送到熱處理生產(chǎn)線上。在這種從澆注到輸送位置或點(diǎn)，和/或到熱處理生產(chǎn)線的輸送過程中，鑄件中的熔融金屬可以冷卻到足夠的程度，能使金屬凝固而形成鑄件。所述熱處理生產(chǎn)線或熱處理單元通常包括工藝溫度控制工段和熱處理工段或熱處理爐，所述熱處理爐通常具有一個(gè)或多個(gè)爐腔，且在某些實(shí)施例中，具有淬火工段，所述淬火工段通常位于熱處理工段的下游。所述工藝溫度控制工段通常為細(xì)長(zhǎng)的爐腔或通道， 在鑄件進(jìn)入熱處理工段之前，通過所述爐腔或通道接收鑄件。所述工藝溫度控制工段的爐腔通常包括沿線安裝的一系列熱源，比如輻射加熱器、紅外、感應(yīng)、對(duì)流、傳導(dǎo)或其他類型的加熱元件，這樣可以供熱，形成加熱的環(huán)境。所述工藝溫度控制工段的壁和頂通常由輻射材料制成或加裝有輻射材料，當(dāng)鑄件和/或鑄型通過所述腔室時(shí)，這些材料通常朝鑄件和/或鑄型輻射或引導(dǎo)熱量。當(dāng)鑄件和/或帶有鑄件的鑄型容納在工藝溫度控制工段的爐腔內(nèi)且經(jīng)過爐腔時(shí)， 鑄件的冷卻限制在工藝控制溫度或之上。工藝控制溫度通常是鑄件金屬所需的固溶熱處理溫度之下的溫度，從而使鑄件冷卻到足夠的程度，使它們固化，但在此溫度之下，將鑄件升高到其固溶熱處理溫度以及隨后對(duì)鑄件的熱處理所需的時(shí)間按指數(shù)規(guī)律增加。當(dāng)鑄件在進(jìn)入熱處理工段之前經(jīng)過工藝溫度控制工段時(shí)，它們保持在其工藝控制溫度或之上。作為選擇，一系列熱源，包括輻射加熱元件，比如紅外和感應(yīng)加熱元件，對(duì)流、傳導(dǎo)或其他類型的熱源可以沿當(dāng)鑄件從澆注工段輸送到用于送入熱處理工段的熱處理生產(chǎn)線時(shí)行進(jìn)的路徑放置。對(duì)于這種實(shí)施例，工藝溫度控制工段可以替換為一系列沿鑄件從澆注工段到熱處理爐的行進(jìn)路徑安裝的熱源，從而在鑄件或鑄型從澆注工段送入熱處理工段時(shí)使熱量比如經(jīng)過加熱的空氣或其他介質(zhì)導(dǎo)向鑄件或鑄型。此外，加熱元件或熱源可以直接安裝在輸送機(jī)構(gòu)上使熱流正對(duì)鑄件和/或裝有鑄件的砂型的位置。這樣，在鑄件從澆注工段直接進(jìn)入熱處理工段的輸送和送入過程中，在其工藝控制溫度之下鑄件的冷卻由于施加直接來自于輸送機(jī)構(gòu)本身的熱量而受到抑制。通過阻止鑄件的冷卻以及隨后使鑄件基本保持在鑄件金屬的工藝控制溫度或之上的溫度下，鑄件熱處理需要的時(shí)間可以明顯減少，因?yàn)樵谶M(jìn)入熱處理工段或爐之后，鑄件可以在較短時(shí)間內(nèi)快速地升高到固溶熱處理溫度。因此，鑄件澆注工段的輸出量可以增加，
5這樣，鑄件的整個(gè)加工和熱處理時(shí)間可以增加或減小。當(dāng)鑄件經(jīng)過熱處理工段時(shí)，它們?cè)诠倘軣崽幚頊囟认卤３诸A(yù)定的時(shí)間長(zhǎng)度，這是使鑄件金屬?gòu)氐?、充分地?zé)崽幚?，且鑄件砂型和砂芯的砂子崩塌和回收所需的。此后，鑄件可以經(jīng)過淬火工段，然后可以經(jīng)過用于對(duì)鑄件進(jìn)行時(shí)效和其他處理及加工的時(shí)效處理工段。對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在閱讀了下面結(jié)合附圖的詳細(xì)描述后，本發(fā)明的各個(gè)目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更為明顯。附圖簡(jiǎn)要說明圖IA是本發(fā)明的綜合性多功能金屬加工設(shè)備的示意圖，示意地示出了鑄件的加工過程。圖IB是本發(fā)明的另一實(shí)施例的示意圖，示出了鑄件從多個(gè)澆注工段到本發(fā)明的熱處理單元的收集和輸送。圖IC是本發(fā)明的另一實(shí)施例的示意圖，其中從鑄型中去除冷卻物。圖ID是本發(fā)明的另一實(shí)施例的示意圖，示出了當(dāng)鑄件輸送到熱處理單元時(shí)通過輸送機(jī)構(gòu)輸送鑄件的過程和加熱鑄件的過程。圖2A是本發(fā)明的工藝溫度控制和熱處理工段的頂視平面圖。圖2B是圖2A所示的本發(fā)明的工藝溫度控制和熱處理工段的側(cè)視圖。圖3是本發(fā)明的另一實(shí)施例的透視圖，其中鑄件成批經(jīng)過工藝溫度控制工段，送入熱處理工段中。圖4A和4B示出了使用對(duì)流熱源的工藝溫度控制模塊或工段的第一實(shí)施例。圖5A和5B示出了使用直接加熱/沖擊熱源的工藝溫度控制模塊或工段的補(bǔ)充實(shí)施例。圖6A和6B示出了使用輻射熱源的工藝溫度控制模塊或工段的補(bǔ)充實(shí)施例。本發(fā)明的詳細(xì)描述現(xiàn)在詳細(xì)地參照附圖，在附圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同的部件。

圖1A-3示意地示出了綜合性金屬加工設(shè)備或系統(tǒng)5以及加工金屬鑄件的方法。金屬鑄造工藝是本領(lǐng)域的技術(shù)人員所公知的，下面僅簡(jiǎn)要描述傳統(tǒng)的鑄造工藝，以供參考。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明可以用于任何類型的鑄造工藝，包括用于成形鋁、鐵、鋼和/或其他類型的金屬和金屬合金鑄件的金屬鑄造工藝。因此，本發(fā)明并不且不應(yīng)當(dāng)僅限于與特定的鑄造工藝或特定類型的金屬和金屬合金一起使用。 如圖IA所示，通常，在澆注工段或澆鑄工段11，熔融金屬或金屬合金M澆注到模具或鑄型10中，形成鑄件12，比如氣缸頭或發(fā)動(dòng)機(jī)本體或類似的鑄件。通常，型芯13由砂子或有機(jī)粘合劑制成，例如酚醛樹脂，容納或放置在鑄型10中，這樣可以在每個(gè)鑄型形成的鑄件中產(chǎn)生空腔或鑄件的細(xì)節(jié)或型芯座。每個(gè)鑄型還可以是永久性的金屬鑄型或模具，通常由金屬，比如鋼、鑄鐵或本領(lǐng)域已知的其他材料制成，并且具有蛤殼式設(shè)計(jì)，以便于打開和從中取出鑄件?；蛘?，所述鑄型可以包括“精密砂型”類型的鑄型和/或“濕砂型”，這些鑄型通常使用砂質(zhì)材料，比如石英砂或碳化鋯砂制成，與粘結(jié)劑，比如酚醛樹脂或本領(lǐng)域已知的其他粘結(jié)劑，類似于型芯13。所述鑄型還可包括半永久性的砂型，它通常具有外部鑄型壁，該壁由砂子和粘結(jié)材料、金屬比如鋼，或兩種材料的組合制成。
應(yīng)當(dāng)理解的是，術(shù)語“鑄型”在下文中通常用于指上述所有類型的鑄型，包括永久性的或金屬模具，半永久性的和精密砂型鑄型，以及其他金屬鑄型，除非指示特定類型的鑄型。而且，還應(yīng)當(dāng)理解的是，在下述的不同實(shí)施例中，除非指示特定類型的鑄型和/或熱處理工藝，本發(fā)明可用于對(duì)已經(jīng)從永久性鑄型中取出的鑄件進(jìn)行熱處理，或?qū)θ员３衷谏靶椭械蔫T件進(jìn)行熱處理，以便組合熱處理，以及破壞砂型，回收砂子。如圖IA所示，每一鑄型10通常包括側(cè)壁14，上壁或頂部16，下壁或底部17，這些壁一起形成了內(nèi)部空腔18，其中容納熔融金屬，并形成鑄件12。澆口 19通常在每一鑄型的上壁或頂部16上形成，且與內(nèi)部空腔連通，用于在澆注工段11處使熔化金屬通過每一鑄型，進(jìn)入內(nèi)部空腔18。如圖1A-1C所示，澆注工段11通常包括用于將熔融金屬M(fèi)澆入鑄型中的鑄包或類似的機(jī)構(gòu)21，和傳送帶22，比如圓盤式傳送帶、活塞、分度結(jié)構(gòu)或類似的傳送機(jī)構(gòu)，將一個(gè)或多個(gè)鑄型從標(biāo)為23的澆注或澆鑄位置移動(dòng)到標(biāo)為M的輸送點(diǎn)或位置，其中在澆注位置熔化金屬澆注到鑄型中，在輸送位置將鑄件從其模具中取出，或帶有鑄件的鑄型從澆注工段輸送到熱處理單元或熱處理生產(chǎn)線沈上進(jìn)行熱處理。當(dāng)熔融金屬已經(jīng)澆注到鑄型中時(shí)，把鑄型傳送到輸送位置，在這期間，金屬在模具中冷卻到所需的程度或溫度， 使金屬凝固形成鑄件，然后可以在所需的熱處理溫度下對(duì)鑄件進(jìn)行熱處理。本發(fā)明的發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鑄件的金屬冷卻時(shí)，它達(dá)到工藝控制溫度，低于這一溫度，使鑄件溫度升高到熱處理溫度所需的時(shí)間，以及進(jìn)行熱處理所需的時(shí)間都顯著增加。這一工藝控制溫度隨著用于形成鑄件的金屬或金屬合金的不同而變化，溫度范圍為從對(duì)于某些合金或金屬來說約400°C或更低的溫度，到對(duì)于其他金屬或合金來說約 IOOO0C -1300°c或更高的溫度，比如鐵。例如，對(duì)于鋁/銅合金來說，工藝控制溫度通常在 4000C到470°C的溫度范圍內(nèi)，該溫度通常低于大部分銅合金的固溶熱處理溫度，所述固溶熱處理溫度通常約為475°C至495°C。當(dāng)鑄件在其工藝控制溫度范圍內(nèi)時(shí)，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)鑄件通?？梢岳鋮s到足以使其金屬根據(jù)需要凝固的程度。然而，本發(fā)明的發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鑄件的金屬可以冷卻到低于工藝控制溫度時(shí)，為了使鑄件升溫或保持在所需的熱處理溫度上，比如，鋁/銅合金的475°C至495°C，或鋁/錳合金的高達(dá)510°C至570°C，對(duì)于鑄件金屬冷卻到低于所述工藝控制溫度的每一分鐘，必須另外加熱鑄件4分鐘或更長(zhǎng)時(shí)間，這樣才能夠執(zhí)行熱處理操作。因此，如果允許鑄件冷卻到低于其工藝控制溫度即使很短的時(shí)間，此后對(duì)鑄件進(jìn)行適當(dāng)、徹底地?zé)崽幚淼臅r(shí)間將會(huì)顯著增加。另外，應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到在批量加工型的系統(tǒng)中，如圖1B，1C和ID所示，多個(gè)鑄件在一個(gè)批次中通過熱處理工段處理，整個(gè)批次鑄件的熱處理時(shí)間通常取決于在該批次中最低溫度的鑄件所需的熱處理時(shí)間。結(jié)果。如果在該批鑄件中，有一個(gè)鑄件已經(jīng)冷卻到工藝控制溫度之下10分鐘的時(shí)間，為了保證所有鑄件進(jìn)行適當(dāng)、徹底的熱處理，則整個(gè)批次通常需要約40分鐘以上的額外熱處理時(shí)間。因此，本發(fā)明涉及一種綜合性加工設(shè)備或系統(tǒng)5(圖1A-3)以及加工金屬鑄件的方法，該方法用于將鑄件(位于其鑄型內(nèi)或與鑄型分離)從澆注工段11移動(dòng)和/或輸送到達(dá)熱處理系統(tǒng)或單元沈，使鑄件的熔融金屬的冷卻限制在鑄件金屬的工藝控制溫度或之上， 但低于或等于所需的熱處理溫度，從而可以調(diào)節(jié)鑄件必需的冷卻凝固，并更有效地縮短鑄件的熱處理時(shí)間。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，通過本發(fā)明加工的鑄件的工藝控制溫度可以根據(jù)鑄件的特定金屬或金屬合金不同而變化。因此，可以理解，雖然對(duì)于很多金屬或金屬合金來說，比如鋁等金屬的工藝控制溫度通常約400°C，比如鐵等金屬的則高達(dá)1300°C或更高，但根據(jù)加工的鑄件金屬，可以調(diào)節(jié)為更高或更低的溫度。在圖IA和2A-2B中，示出了綜合設(shè)備5以及用于移動(dòng)和/或加工鑄件的工藝的第一實(shí)施例。圖IB和3還示出了綜合設(shè)備5以及成形和處理鑄件的工藝的另一補(bǔ)充實(shí)施例， 其中鑄件以批量處理的方式收集并通過熱處理加工。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解， 本發(fā)明的原理同樣可以適用于批量類型和連續(xù)處理類型的設(shè)備，其中鑄件單個(gè)通過所述設(shè)備。因此，下述的實(shí)施例不而且不應(yīng)當(dāng)僅限于連續(xù)或批量類型的加工設(shè)備。圖IC和ID還示出了本發(fā)明的用于執(zhí)行附加加工步驟的另一實(shí)施例，例如，從鑄件上去除冷卻物(圖1C) 或?qū)㈣T件輸送到多個(gè)熱處理爐中(圖1D)。另外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，下文論述的且在附圖中示出的實(shí)施例的各個(gè)特征可以組合形成本發(fā)明的補(bǔ)充實(shí)施例。在圖IA和2A-2B示出的實(shí)施例中，通過輸送機(jī)構(gòu)27在輸送或澆注工段11將鑄件12從其鑄型10中取出。如圖2A和2B所示，輸送系統(tǒng)或機(jī)構(gòu)27通常包括機(jī)械臂或起重機(jī)，標(biāo)為觀，然而本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，可以使用其他的系統(tǒng)和裝置移動(dòng)鑄件和/或鑄型，比如高架式懸桿或升降機(jī)、傳送帶、推桿或其他類似的材料搬運(yùn)機(jī)構(gòu)。如圖1A，1B和 2A所示，輸送機(jī)構(gòu)的機(jī)械臂觀通常包括用于嚙合或夾持鑄型或鑄件的嚙合或抓持部分或夾鉗四，和基座31，機(jī)械臂28可旋轉(zhuǎn)地安裝在基座上，從而可以在澆注工段的輸送點(diǎn)M和熱處理生產(chǎn)線之間如箭頭32和32'(圖2A)所示移動(dòng)。另外，如圖IB所示，輸送機(jī)構(gòu)可用于從多個(gè)澆注工段11和11 ‘輸送鑄型和/或鑄件，并可以將所述鑄型和/或鑄件輸送到多個(gè)熱處理生產(chǎn)線或單元沈(圖1C)。通常帶有鑄件的鑄型從澆注工段11移動(dòng)到拾取或輸送點(diǎn)M，如圖2A所示，其中輸送機(jī)構(gòu)27通常拾取帶有鑄件的鑄型，或從鑄型中取出鑄件12，并將鑄件12輸送到熱處理單元26。這樣，同一個(gè)操作器或輸送機(jī)構(gòu)可用于從澆注工段取出鑄件，并將鑄件送入熱處理單元。通常，熱源或加熱元件33位于輸送點(diǎn)觀附近，為鑄件提供熱量。所述熱源通常可包括任何類型的加熱元件或熱源，比如傳導(dǎo)、輻射、紅外、對(duì)流和直接沖擊類型的熱源。如圖 2A所示，可以使用多個(gè)熱源33，其位置可以在從澆注工段向熱處理生產(chǎn)線的輸送過程中向鑄件高效地供熱。通常，在永久性或金屬模具或鑄型的情況下，鑄型在輸送點(diǎn)處打開，而通過輸送機(jī)構(gòu)取出鑄件，如圖ID所示。然后，所述輸送機(jī)構(gòu)將鑄件輸送到綜合加工設(shè)備5的熱處理單元、生產(chǎn)線或系統(tǒng)沈的一個(gè)或多個(gè)入口傳送帶34(圖IB和2A)上。當(dāng)鑄型打開，取出鑄件時(shí)，在隨著鑄件輸送到熱處理單元而鑄件暴露于鑄造廠的外界環(huán)境時(shí)，熱源33 (圖2A)直接向鑄件施加熱量，阻止或以其他方式控制鑄件的冷卻，從而可以使鑄件大致保持在鑄件金屬的工藝控制溫度或之上。對(duì)于半永久性或砂型中制成的鑄件的加工，在熱處理過程中鑄件通常保持在其鑄型中，在此期間，由于保持鑄型砂子的粘結(jié)劑材料熱降解而使鑄型破壞，輸送機(jī)構(gòu)27將整個(gè)帶有鑄件的鑄型從輸送點(diǎn)輸送到入口傳送帶34。因此，熱源33將繼續(xù)向鑄型本身施加熱量，所施加的熱量受到控制，使鑄型內(nèi)的鑄件溫度大致維持在鑄件金屬的工藝控制溫度或之上，且不會(huì)導(dǎo)致鑄型過度或過早解體。在下文中，當(dāng)提到輸送、加熱、處理或其他方式移動(dòng)或加工鑄件時(shí)，除非另外指出， 可以理解這種論述包括取出和加工鑄件本身，而沒有它們的鑄型，和鑄件保持在砂型中進(jìn)行熱處理的工藝，鑄型和砂芯的破壞，以及砂子的回收，如美國(guó)專利US5294994，US5565046， US5738162和US6212317以及未審結(jié)的2000年9月9日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)No. 09/665354 中公開的內(nèi)容，在此通過引用而包含其內(nèi)容。如圖IA和2A-2B所示，鑄件開始由入口傳送帶34(圖2A和2B)，或傳送帶34和 34'(圖1B)分度或傳送入預(yù)置腔室或工藝溫度控制工段或模塊36。如圖2A和2B所示， 工藝溫度控制工段或模塊通常包括加熱的內(nèi)腔37，其中鑄件和/或帶有鑄件的鑄型在鏈?zhǔn)絺魉蛶?、滾輪或類似的傳送機(jī)構(gòu)38上，沿其處理路徑沿?zé)崽幚砩a(chǎn)線輸送。鑄件在上游或入口端39進(jìn)入腔室37，并通過下游或出口端41離開腔室37，且通常直接送入熱處理生產(chǎn)線26的熱處理爐或工段42中。工藝溫度控制工段的入口和出口端39和41還可打開，或可包括門或類似的封閉結(jié)構(gòu)，如圖2B中標(biāo)記43所示，以有助于密封腔室37，避免過多的熱量損失。通常，鑄件直接從工藝溫度控制工段36'送入熱處理工段42，因此，熱處理和工藝溫度控制工段連接在一起，進(jìn)一步避免潛在的熱量損失，并使熱量共享成為可能。腔室37通常是輻射腔，包括一系列安裝在其中的熱源45，所述熱源沿腔室的壁46 和/或頂47放置。通常，可以使用多個(gè)熱源45，且可包含一個(gè)或多個(gè)不同類型的熱源或加熱元件，包括輻射加熱源，比如紅外、電磁或感應(yīng)能源，傳導(dǎo)、對(duì)流或直接沖擊型熱源，比如將燃?xì)饣鹧鎸?dǎo)入腔室中的氣體燃燒管。另外，輻射腔室37的側(cè)壁和頂壁通常由高溫輻射材料制成或涂敷有高溫輻射材料，比如金屬、金屬薄膜或類似的材料、陶瓷或能輻射熱量的復(fù)合材料，且通常在側(cè)壁和頂壁上形成不粘表面。結(jié)果，當(dāng)腔室的側(cè)壁和頂壁加熱時(shí)，側(cè)壁和頂壁易于朝鑄件輻射熱量，同時(shí)它們的表面通常能加熱到足以將廢氣和殘余物質(zhì)，比如砂型和/或砂芯中的粘結(jié)劑燃燒產(chǎn)生的煤煙等燃盡的溫度，以避免在腔室的側(cè)壁和頂壁上積聚ο圖4A-6B示出了工藝溫度控制工段的多種不同的實(shí)施例。圖4A-4B示出使用對(duì)流型熱源45的工藝溫度控制工段36。每個(gè)對(duì)流熱源通常包括一個(gè)和多個(gè)通過導(dǎo)管52連接于加熱的介質(zhì)源的噴嘴或吹風(fēng)機(jī)51。吹風(fēng)機(jī)51放置或位于腔室37的頂壁47和側(cè)壁46周圍，從而可以使加熱的介質(zhì)，比如空氣或其他氣體，和/或流體進(jìn)入腔室中，對(duì)著鑄件和/或包含鑄件的模具。所述對(duì)流吹風(fēng)機(jī)通常傾向于在鑄件周圍產(chǎn)生擾動(dòng)的加熱流體流，如箭頭 53所示，而可以將熱量基本上施加到鑄件和/或砂型的所有側(cè)面上。結(jié)果，鑄件基本上均勻地沐浴在加熱介質(zhì)中，這樣可以將鑄件的溫度大致保持在鑄件金屬的工藝控制溫度或之上。另外，當(dāng)鑄件在其砂型中進(jìn)行加工處理時(shí)，在工藝溫度控制工段中施加的熱量用于加熱鑄型本身，將其溫度升高到分解或燃燒溫度，在該溫度下，其中的粘接材料開始燃燒、降解或以其他方式驅(qū)除。還可以讓吹風(fēng)機(jī)或噴嘴52在工藝溫度控制工段的前面，靠近其入口端，以較高的速度和/或溫度運(yùn)行，以便更快地阻止鑄件和/或鑄型的冷卻。朝著工藝溫度控制工段的腔室的中部和/或端部，比如出口定位的噴嘴或吹風(fēng)機(jī)52可以在較低的溫度和速度下運(yùn)行， 從而可以使鑄件和/或砂型保持所需的溫度值，避免仍在工藝溫度控制工段中的砂型完全降解，且還可以在熱處理前完成鑄件的凝固。另外，圖5A和5B示出了工藝溫度控制工段36'的另一實(shí)施例，其中熱源45 ‘通常包含一個(gè)或多個(gè)輻射加熱器54，比如紅外加熱元件、電磁能源或類似的輻射加熱源。通常，輻射加熱器M可以在工藝控制工段36的輻射腔室37的側(cè)壁和頂壁46和47周圍，放
9置在多個(gè)位置或成組放置在所需的位置和方位，類似于對(duì)流吹風(fēng)機(jī)51的布置。與對(duì)流加熱源52 —樣，當(dāng)鑄件進(jìn)入工藝溫度控制工段時(shí)，靠近腔室入口端的輻射加熱器可以在較高的溫度下運(yùn)行，快速地阻止在砂型內(nèi)的鑄件的冷卻。另外，真空吹風(fēng)機(jī)、泵或排氣扇/系統(tǒng)56 通常經(jīng)導(dǎo)管57連接于輻射腔室37，在輻射腔室37中產(chǎn)生負(fù)壓，從而可以抽出腔室內(nèi)由型芯和/或砂型中的粘結(jié)劑燃燒產(chǎn)生熱量和廢氣，有助于冷卻并避免輻射加熱器的元件過熱。在圖6A和6B中示出了工藝溫度控制工段36〃的另一實(shí)施例，其中示出了直接沖擊型加熱源45"。直接沖擊型熱源包括一系列成組或陣列地排布在輻射腔室37內(nèi)選定位置或方位上的燃燒器或噴嘴58。這些燃燒器58通常經(jīng)導(dǎo)管59連接于燃料源，比如天然氣等。直接沖擊型熱源的噴嘴或燃燒器對(duì)著鑄件的側(cè)壁、頂部和底部施加熱量。因此，鑄件充分均勻地受熱，并且從中放出的砂料還可以暴露而直接加熱，以便將其中的粘結(jié)劑材料燃盡。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，這些不同的熱源可以在輻射腔室中組合使用。而且， 多個(gè)腔室可以系列使用，以便在鑄件順序進(jìn)入熱處理工段時(shí)，在工藝控制溫度或之上阻止鑄件的冷卻，此后保持鑄件的溫度。除了使用多種類型的熱源以外，還可以如圖IA所示，將在澆注工段11中把熔融金屬材料澆注到鑄型中產(chǎn)生和捕獲的廢氣，導(dǎo)入和/或回收到工藝溫度控制工段36的輻射腔室，如箭頭60所示，以便可以從加熱金屬鑄件的過程中共享加熱和回收能量。另外，由于熱處理工段42內(nèi)鑄件砂芯和/或砂型中的粘結(jié)劑破壞和燃燒以及鑄件的熱處理產(chǎn)生的多余熱量也可以返回到工藝溫度控制工段，如圖IA中的虛線箭頭61所示，有助于加熱工藝溫度控制工段的輻射腔室的內(nèi)部環(huán)境。這種廢氣和熱量的回收，有助于減少所需的能量，該能量將工藝溫度控制工段的腔室加熱到阻止經(jīng)過腔室的鑄件冷卻所需的溫度。另外，如圖2B、4A、5A和6A所示，沿工藝溫度控制工段36的底部形成收集漏斗或斜槽62，位于輻射腔室37之下。這種漏斗62通常包括在其下端64向下傾斜的側(cè)壁63。當(dāng)粘結(jié)劑開始在工藝溫度控制工段中熱降解時(shí)，所述傾斜側(cè)壁收集鑄件砂芯和/或砂型中脫落的砂子。砂子通常向下流到位于漏斗62的開口下端之下的收集傳送帶66上。通常沿漏斗62的壁下部64放置流化系統(tǒng)或機(jī)構(gòu)。流化裝置通常包括燃燒器、吹風(fēng)機(jī)、分配器或類似的流化單元，比如，在美國(guó)專利US5294994，US5565046, US5738162中公開和要求保護(hù)的，在此通過引用而包含其內(nèi)容，其中將加熱的介質(zhì)流比如空氣或其他流體加入到砂子中，促使粘結(jié)劑進(jìn)一步降解，有助于從鑄件上取下的砂子和粘結(jié)劑形成的結(jié)塊破碎，以便回收砂芯和/砂型的砂子，使鑄件為純凈的形式?；厥盏纳白邮占絺魉蛶?6上，并傳送離開工藝溫度控制工段。另外，如圖1A、2A_2B、4A、5A和6A所示，由于鑄件砂芯和/或砂型中粘結(jié)劑材料的燃燒產(chǎn)生的多余熱量和廢氣也可以收集或從工藝溫度控制工段36的輻射腔室37中抽出， 并導(dǎo)入熱處理工段42，如圖IA中的箭頭68所示。多余熱量和廢氣從工藝溫度控制工段進(jìn)入熱處理工段的這種通道使得在工藝溫度控制工段的腔室內(nèi)產(chǎn)生的熱量可以回收，以及在熱處理腔室中砂型和/或砂芯的粘結(jié)劑降解產(chǎn)生廢氣的繼續(xù)加熱和/或燃燒。如圖IA所示，吹風(fēng)機(jī)或類似的空氣分配機(jī)構(gòu)69通常沿?zé)崽幚砉ざ伟惭b，并且通常將在鑄件的熱處理過程中以及鑄件的砂芯和/或砂型的粘結(jié)劑材料燃盡過程產(chǎn)生的廢氣抽出。這些廢氣由吹風(fēng)機(jī)收集，并且通常導(dǎo)入焚燒爐71中，對(duì)這些廢氣進(jìn)行繼續(xù)處理和燃燒，對(duì)這些廢氣進(jìn)行再處理，減少鑄件和熱處理工藝造成的污染物數(shù)量。還可以使用過濾器在廢氣進(jìn)入熱處理工段前，進(jìn)一步過濾來自于工藝溫度控制工段的廢氣，和/或過濾從熱處理工段到達(dá)焚燒爐的廢氣。因此，所述工藝溫度控制工段用作熱處理工段或腔室前的嵌套區(qū)域，其中當(dāng)鑄件等待進(jìn)入熱處理工段時(shí)，鑄件可以保持在或限制在工藝控制溫度或之上，但低于所需的熱處理溫度。因此，所述系統(tǒng)能使?jié)茶T生產(chǎn)線以更快或更有效的速度運(yùn)行，而鑄件不必在暴露于外界環(huán)境下時(shí)排隊(duì)等候送入熱處理工段中，而導(dǎo)致鑄件冷卻到它們的工藝控制溫度以下。此后，這些鑄件可以單獨(dú)輸送，如圖1A，1C和2A-2B所示，或批量輸送，如圖1B、1C和3 所示，送入熱處理工段42中，進(jìn)行熱處理，使所述砂芯和/或砂型破壞并去除，并可以回收砂子。熱處理工段42(圖2B)通常是細(xì)長(zhǎng)的爐子，包括一個(gè)或多個(gè)連續(xù)安裝的爐腔75，傳送帶76延伸穿過所述爐腔，用于輸送鑄件。熱源77(圖2A)包括施加比如空氣或其他流體的加熱介質(zhì)的對(duì)流熱源，比如吹風(fēng)機(jī)或噴嘴，傳導(dǎo)熱源，比如流化床，感應(yīng)、輻射和/或其他熱源，將安裝在腔室75的壁和/或頂壁內(nèi)，用于在鑄件周圍提供變化程度和數(shù)量的熱量以及氣流，以將鑄件加熱到其金屬的適當(dāng)熱處理溫度。這種所需的熱處理溫度和熱處理時(shí)間， 將根據(jù)形成鑄件的金屬和金屬合金的類型不同而變化，這是本領(lǐng)域的技術(shù)人員所公知的。在美國(guó)專利US5^4994、US5565046和US5738162中示出了熱量處理爐的示例，該熱處理爐用于熱處理，和至少使鑄件的砂芯和/或砂型部分破壞并去除，以及砂芯和砂型中的砂子的回收，在此通過引用而包含其公開內(nèi)容。與本發(fā)明一起使用的熱處理爐或工段的另一示例在1999年5月17日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)No. 09/313111中，2000年9月9日提交的專利申請(qǐng)?zhí)?9/665354中公開，在此通過引用而包含其公開內(nèi)容。這種熱處理工段或爐通常還能回收在鑄件的熱處理過程中脫落的鑄件砂芯和/或砂型中的砂子。熱處理后，通常從熱處理工段中取出鑄件，并且移動(dòng)到淬火工段78(圖1A)，用于使鑄件淬火，在此它們可以清洗并后續(xù)處理。所述淬火工段通常包括具有冷卻流體比如水和其他已知冷卻液的淬火槽，或可以包含一個(gè)具有一系列噴嘴的腔室，可以施加冷卻流體， 比如空氣、水或本領(lǐng)域中公知的類似冷卻介質(zhì)。然后，可以從淬火工段中取出鑄件，進(jìn)行清洗或根據(jù)需要進(jìn)行后續(xù)處理。在圖IB中示出了綜合性設(shè)備5的另一實(shí)施例。在這一實(shí)施例中，輸送機(jī)構(gòu)27，在此示出為起重機(jī)或機(jī)械臂觀，將鑄件從多個(gè)澆注生產(chǎn)線和/或工段11和11'上取出，在此示為圓盤傳送帶類型的系統(tǒng)，其中鑄型可以在澆注或澆鑄位置23和輸送點(diǎn)M之間旋轉(zhuǎn)，在輸送點(diǎn)處輸送機(jī)構(gòu)27嚙合并傳輸帶有鑄件的砂型，或?qū)㈣T件從鑄型中取出并傳輸鑄件，輸送到熱處理單元沈的一個(gè)和多個(gè)入口傳送帶34和34'處。這些鑄件可以單獨(dú)地移動(dòng)入或通過工藝溫度控制工段36，用于送入熱處理工段42中，或可以收集到筐斗中或傳送托盤79 中，用于成批處理鑄件。在圖IB所示的實(shí)施例中，工藝溫度控制工段36通常為形成腔室82的細(xì)長(zhǎng)的輻射通道81，鑄件或帶有鑄件的砂型可以經(jīng)過該腔室移動(dòng)或傳送。輻射通道81通常包括沿通道安裝的一系列熱源83，比如上述關(guān)于圖2A-2B和4A-6B的實(shí)施例的多種不同的熱源45、 45'、45〃。通常，輻射通道81的腔室82的壁84和頂壁由耐火材料制成，或涂敷有耐火材料，這樣，當(dāng)鑄件沿著通道移動(dòng)時(shí)，輻射通道中產(chǎn)生的熱量反射或輻射到鑄件上。在通道81的端部是收集工段86，鑄件可以在此收集和/或存放在筐斗79和/或類似的傳送托盤中， 用于通過熱處理工段42成批處理鑄件，或帶有鑄件的砂型。用于在熱處理工段中批量處理的鑄件在筐斗內(nèi)的收集過程也可以在鑄件通過工藝溫度控制工段36的輻射腔室或通道之前進(jìn)行，如圖IC和3所示。在圖IC中示意地示出了本發(fā)明的綜合性設(shè)備5的另一實(shí)施例。在該實(shí)施例中， 工藝溫度控制工段36，在此示為包含細(xì)長(zhǎng)的輻射通道或腔室81 (如關(guān)于圖IB所述)，連接或送入冷卻物去除工段87，該工段與熱處理工段42連通，并將鑄件送入熱處理工段42中。 通常，在該實(shí)施例中，所述鑄件在保持在半永久性或砂型中移動(dòng)和熱處理或加工，其中所述砂型還包括安裝在其中的“冷卻物”。冷卻物通常是由鋼或類似材料制成的金屬板，具有用于形成鑄件表面的所需設(shè)計(jì)特征的設(shè)計(jì)形狀，并且在澆注熔融金屬材料時(shí)或在此之前，將冷卻物放入鑄型中。因此，在鑄件熱處理前必須取出冷卻物，或回收所述冷卻物重新使用。 當(dāng)通過輻射通道81的腔室82，砂型的燃燒至少已經(jīng)部分開始時(shí)，可以非常容易地取出冷卻物，而不會(huì)明顯延誤鑄型和鑄件向熱處理工段42的移動(dòng)。當(dāng)在冷卻物去除工段去除冷卻物后，內(nèi)有鑄件的鑄型通常直接送入熱處理工段，進(jìn)行熱處理，使砂芯和砂型破壞，并回收砂子。在圖ID中示出了本發(fā)明的綜合性設(shè)備的另一實(shí)施例。在該實(shí)施例中，通?？梢詮蔫T型中取出鑄件，輸送到入口傳送帶90或91上，直接送入一個(gè)或多個(gè)熱處理爐或工段92 中?；蛘?，如果鑄件在砂型內(nèi)制成，則整個(gè)鑄型可以從輸送點(diǎn)28輸送到入口傳送帶90或91 之一上。如圖ID所示，鑄件從鑄型中取出和鑄件的輸送，或帶有鑄件的鑄型從澆注工段的取出，和輸送到熱處理工段92，通常可以通過同一輸送機(jī)構(gòu)或操作器完成。在這一實(shí)施例中，熱源93示為安裝在輸送機(jī)構(gòu)27本身上，且當(dāng)鑄件從澆鑄生產(chǎn)線的輸送點(diǎn)移動(dòng)到熱處理爐92的入口傳送帶90或91之一時(shí)，該熱源直接向鑄件和/或砂型施加熱量。如上所述，所述熱源可以包括輻射能源，比如紅外或電磁發(fā)射器，感應(yīng)，對(duì)流和/ 或傳導(dǎo)熱源，或?qū)τ诒绢I(lǐng)域的技術(shù)人員來說顯而易見的其他類型的熱源。當(dāng)鑄件或鑄型輸送到入口傳送帶時(shí)，來自于安裝在輸送機(jī)構(gòu)27上的熱源93的熱量通常指向鑄件或鑄型的一個(gè)或多個(gè)表面，比如頂部或側(cè)面，從而可以阻止鑄件和/或鑄型的冷卻，因此將鑄件金屬的溫度基本上保持在該金屬的工藝控制溫度或之上。其他熱源，比如標(biāo)記94所示，可以安裝入口傳送帶90或91上方或附近，如圖ID 所示，或沿如箭頭96、96'、97和97'所示的輸送機(jī)構(gòu)的行進(jìn)路徑安裝，以保持鑄件的加熱和溫度的限制。另外，吹風(fēng)機(jī)、風(fēng)扇或其它類似的空氣移動(dòng)裝置(未示出)也可以放置在輸送機(jī)構(gòu)附近，或沿如箭頭96、96'、97和97'所示的輸送機(jī)構(gòu)的行進(jìn)路徑放置，用于在從澆注生產(chǎn)線輸送到熱處理爐92的過程中，施加加熱介質(zhì)，比如空氣或其他加熱的流體，用于將所施加的熱量在其側(cè)面、頂部和底部分布在輸送的鑄件和/或鑄型上，以試圖減少冷點(diǎn)的發(fā)生率以及鑄件的不均勻加熱或冷卻。使用這種安裝在輸送機(jī)構(gòu)上的熱源或加熱元件， 在某些裝置中，沿鑄件的行進(jìn)路徑，可以實(shí)現(xiàn)工藝溫度控制工段的功能，有助于使鑄件的溫度保持并限制在工藝控制溫度或之上。如圖3所示，在綜合性金屬加工設(shè)備的另一實(shí)施例中，鑄件和/或砂型可以直接放在收集筐斗或傳送托盤100中，通過輸送機(jī)構(gòu)27送入工藝溫度控制工段中，該控制工段為鑄件整批熱處理工藝的一部分，如圖3所示。在這種裝置中，鑄件12通常裝入傳送托盤
12100的一系列艙室或腔室101中，其中鑄件放置在已知的分度位置，以便當(dāng)鑄件進(jìn)入并通過工藝溫度控制工段102和熱處理工段103時(shí)，可以直接施加除芯或其他功能的熱量，如2000 年9月9日提交的美國(guó)專利申請(qǐng)No. 09/6653M所公開和要求保護(hù)的，在此通過引用而包含其內(nèi)容。在這一實(shí)施例中，當(dāng)鑄件裝入時(shí)，托盤100通常分度進(jìn)入和離開工藝控制溫度工段的腔室104，如箭頭106和106'所示。結(jié)果，使鑄件在外界環(huán)境中的暴露最小化，同時(shí)托盤的各其他艙室101中裝有該批中剩余的鑄件，其中鑄件在外界環(huán)境中的暴露將使鑄件冷卻到工藝控制溫度或臨界溫度之下。另外，如圖3所示，還可以為托盤100的每個(gè)艙室101提供定向熱源107。例如，當(dāng)?shù)谝慌撌?01'中裝有鑄件12'，且分度進(jìn)入工藝溫度控制工段102時(shí)，如圖3所示，第一熱源107'將開始對(duì)位于在該特定艙室中的鑄件和/或砂型施加熱量。然后，當(dāng)后續(xù)的鑄件或鑄型裝入筐斗的其他腔室或艙室時(shí)，朝向這些艙室的附加熱源107開始工作。因此，工藝溫度控制工段的腔室104的加熱可以根據(jù)需要限制在或朝向特定的區(qū)域，以便更有效地加熱鑄件。如圖3所示，一系列吹風(fēng)機(jī)或的其它類似的空氣移動(dòng)裝置108通常可以安裝到工藝溫度控制工段的頂部，用于抽出砂芯和/或砂型粘結(jié)劑材料降解產(chǎn)生的廢氣，其中氣體和廢熱通過導(dǎo)管109導(dǎo)入熱處理工段103，進(jìn)行熱量回收和減輕污染，并且還有助于避免可燃廢物在工藝溫度控制工段102腔室的側(cè)面和頂部積聚。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以理解，雖然已經(jīng)參照上述的特定實(shí)施例公開了本發(fā)明，但可以對(duì)其作出各種添加、刪除、修改和變化，而不脫離本發(fā)明的主旨和范圍。還可以理解，本發(fā)明的各實(shí)施例和/或特征可以組合，形成本發(fā)明的補(bǔ)充實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種用于加工由熔融金屬制成的鑄件的系統(tǒng)，包含 澆注工段，其中熔融金屬澆注入一系列鑄型中形成鑄件；位于所述澆注工段下游的熱處理生產(chǎn)線，所述熱處理生產(chǎn)線包含 至少一個(gè)熱處理爐子，鑄件通過該熱處理爐子，進(jìn)行熱處理；和位于所述熱處理爐子上游的工藝溫度控制工段，所述工藝溫度控制工段包含 沿鑄件的行進(jìn)路徑放置的熱源，用于向鑄件施加所需的熱量，以將鑄件的溫度保持在用于鑄件金屬的工藝控制溫度或之上、但是低于用于鑄件金屬的熱處理溫度；從而當(dāng)鑄件從所述澆注工段移動(dòng)到所述熱處理生產(chǎn)線時(shí)，鑄件的熔融金屬可以凝固， 同時(shí)鑄件的溫度保持在所述工藝控制溫度或之上。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包含用于將所述鑄件從所述澆注工段輸送到所述熱處理生產(chǎn)線的輸送機(jī)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，還包含安裝在所述輸送機(jī)構(gòu)上的熱源，所述熱源適于在所述鑄件從所述澆注工段輸送到所述熱處理生產(chǎn)線時(shí)向鑄件施加熱量。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述熱源包含對(duì)流加熱器。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述熱源包含連接于燃料源的一系列燃燒ο
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述熱源包含輻射加熱器。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述熱處理生產(chǎn)線包含具有多個(gè)爐腔的爐子，每個(gè)爐腔形成一個(gè)熱處理工段。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，還包含收集托盤，用于接收來自澆注工段的鑄件，并且當(dāng)后續(xù)鑄件放入時(shí)，可以往復(fù)地移入和移出所述工藝溫度控制工段。
9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述工藝控制溫度為這樣一個(gè)溫度，即，在該溫度以下，對(duì)于鑄件溫度降低的每一分鐘時(shí)間，需要四分鐘或更長(zhǎng)的額外熱處理以獲得鑄件所需的性能。
10.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述金屬為鋁/銅合金，且所述工藝控制溫度為 4000C M 4700C O
11.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述金屬為鐵合金，且所述工藝控制溫度為 1000°C至 13000C O
12.—種形成多個(gè)金屬鑄件和熱處理多個(gè)金屬鑄件的方法，包含將熔融金屬澆注到多個(gè)鑄型中以形成多個(gè)單獨(dú)的鑄件，所述鑄型具有限定熱處理鑄件的結(jié)構(gòu)的內(nèi)部爐腔；將鑄件輸送到熱處理生產(chǎn)線上；使鑄件通過熱處理生產(chǎn)線的工藝溫度控制工段，并且限制鑄件金屬在工藝控制溫度或之上冷卻以使鑄件至少部分凝固，所述工藝控制溫度為低于鑄件金屬所需的固溶熱處理溫度的溫度，當(dāng)鑄件輸送到熱處理生產(chǎn)線時(shí)，使鑄件連續(xù)保持在所述工藝控制溫度或之上； 熱處理所述鑄件以獲得所需的性能。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述工藝控制溫度還限定為這樣一個(gè)溫度，即，在該溫度以下，對(duì)于鑄件溫度降低的每一分鐘，需要另外4分鐘或更長(zhǎng)的熱處理，以獲得鑄件的所需的性能。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述工藝控制溫度為這樣一個(gè)溫度，即， 在該溫度以下，對(duì)于鑄件溫度降低的每一分鐘時(shí)間，需要四分鐘或更長(zhǎng)的額外熱處理以獲得鑄件所需的性能。
15.如權(quán)利要求12或13或14所述的方法，其特征在于，所述金屬為鋁/銅合金，且所述工藝控制溫度為400°C至470°C。
16.如權(quán)利要求12或13或14所述的方法，其特征在于，所述金屬為鐵合金，且所述工藝控制溫度為1000°C至1300°C。
17.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述的使鑄件連續(xù)保持在所述工藝控制溫度或之上的步驟包含在足以限制鑄件冷卻的溫度下將熱施加到鑄件上，而沒有將鑄件加熱至鑄件金屬或鑄件金屬合金的高于固溶熱處理溫度以上。
18.如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于，所述的使鑄件連續(xù)保持在所述工藝控制溫度或之上的步驟包含移動(dòng)所述鑄件使其通過一具有一系列安裝在其上的用于將熱施加到鑄件上的熱源的輻射腔室。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述熱源包含向鑄件輻射熱量的輻射加熱器。
20.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述熱源包含向鑄件導(dǎo)入熱介質(zhì)流的對(duì)流加熱器。
21.如權(quán)利要求17所述的方法，還包含將廢氣和熱量從輻射腔室導(dǎo)入熱處理工段內(nèi)的步驟。
22.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述輸送鑄件的步驟包含將所述鑄件從鑄型上去除，然后將所述鑄件從所述澆注工段移到所述熱處理生產(chǎn)線上。
23.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，輸送鑄件的步驟包含將鑄型與其中包含的鑄件和輸送機(jī)構(gòu)嚙合，并將鑄件從澆注工段移動(dòng)到熱處理生產(chǎn)線的入口傳送帶上的步
24.如權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，所述的使鑄件連續(xù)保持在所述工藝控制溫度或之上的步驟包含當(dāng)鑄件和鑄型被輸送到熱處理生產(chǎn)線時(shí)，將從安裝在輸送機(jī)構(gòu)上的熱源來的熱導(dǎo)入到鑄件中。
25.如權(quán)利要求12所述的方法，還包含將鑄件裝入用于批量加熱鑄件的筐斗中的步馬聚ο
26.如權(quán)利要求12所述的方法，還包含在熱處理鑄件前從鑄型中去除冷卻物的步驟。
全文摘要
一種綜合性金屬加工設(shè)備，其中在澆注工段將熔融金屬澆注到一系列鑄型中形成金屬鑄件，然后將鑄件輸送到熱處理生產(chǎn)線上。在將鑄件送入熱處理生產(chǎn)線的熱處理工段之前，加熱鑄件，而足以在其金屬的工藝控制溫度或之上阻止鑄件的冷卻。
文檔編號(hào)B22D30/00GK102277480SQ20111021290
公開日2011年12月14日 申請(qǐng)日期2002年1月18日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月2日
發(fā)明者伊恩·弗倫奇, 保羅·M·克拉夫頓, 小詹姆斯·L·劉易斯, 斯科特·P·克拉夫頓 申請(qǐng)人:聯(lián)合工程公司