Рассчет печи искусственного старения

1. ЭСКИЗНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПЕЧИ.

1. СВОЙСТВА СПЛАВА АК8.

Сплав АК8 - относится к группе высокопрочных ковочных алюминиевых сплавов системы Al-Mg-Si-Cu. Повышенные прочностные свойства сплава обусловлены наличием добавок Ni и Fe в состав сплава, которые при термообработке образуют с алюминием и другими легирующими компонентами сплава труднорастворимые упрочняющие фазы. В связи с этим сплав не теряет прочности до температур около 300°С.

Данный сплав нашёл широкое применение в производстве поковок и штамповок. По механическим свойствам сплав АК8 можно расположить между сплавами группы авиалей (АВ, АД31) и дюралюминов (Д1, Д16). Сплав по сравнению с дюралюминами обладает несколько меньшей прочностью, однако по сравнению с авиалями его прочность выше за счёт присутствия Си как легирующего компонента в составе сплава.

Сплав АК8 применяется для изготовления высоконагруженных кованых и штампованных деталей летательных аппаратов: рамы, фитинги, высоконагруженные детали конструкции самолёта.

Основные легирующие элементы сплава указаны в таблице 1.1.

ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ СПЛАВА АК8. ТАБЛИЦА 1.1

	Легирующие	компоненты, %
Al	Cu	Mg	Mn	Si
основа	3.9…4.8	0.4…0.8	0.4…1.0	0,6…1,2

Сплав является упрочняемым термической обработкой. Основной применяемый режим — Т1 (Закалка + Искусственное старение), который состоит из закалки с температуры 505±5°С в воду и последующего искусственного старения при 165±5°С. Время выдержки при температуре старения составляет 15 часов. Некоторые теплофизические параметры сплава АК8 представлены в таблице 1.2.

ХАРАКТЕРИСТИКИ СПЛАВА Д-1 ТАБЛИЦА 1.2

сплав	состояние
АК8	Т1	168	2800	0,84

Зависимость теплопроводности и теплоемкости сплава АК8 от температуры представлена на графиках и.

Рис 1.1. Графики зависимости теплопроводности и теплоемкости от температуры.

Варианты загрузки печи

1. Заготовки подвешены к своду печи.

2. Заготовки заключены в стальной каркас.

Рис. 1.2. Варианты загрузки печи.

1.2. Анализ вариантов расположения деталей в печи.

Для удобства загрузки металла в рабочее пространство печи принимаем, что печь имеет выдвижной под. Рассмотрев 2 варианта расположения садки, приведённых на рис.1.2, выбираем второй вариант. В этом случае горячий воздух быстрее и равномернее прогревает садку по всем поверхностям. Садка состоит из 350 штук полуфабрикатов. Для удержания в рабочем пространстве партии деталей круглого поперечного сечения целесообразно применять специальный каркас. В этом каркасе полуфабрикаты удерживаются в горизонтальном положении. Садка, состоящая из 350 штук полуфабрикатов, формируется в один каркас. Между заготовками предусматриваются зазоры для быстрейшего прогрева садки до заданной температуры. В связи этим размеры рабочего пространства печи будут следующими: длина пода равна 3200мм, ширина пода равна 1250мм, высота свода над подом равна 500мм. На рис. 1.3. приведена схема габаритов рабочего пространства печи.

За пределами боковых границ пода располагаются воздуховоды и камера центробежного вентилятора. Вокруг рабочего пространства печи, воздуховодов и калориферов монтируется кожух. В качестве теплоизолятора применяется минеральная вата, свойства которой выбраны из /1/. Слой теплоизолятора принимается равным 350мм.

Определённые габариты печи дают необходимую основу для проведения тепловых расчётов.

Рис. 1.3. Определение габаритов рабочего пространства печи.