[发明专利]用于淬火铸件的系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年9月18日提交的美国临时专利申请No.62/052,279和于2014年11月17日提交的美国临时专利申请No.62/080,647的权益，其每一个通过引用整体并为所有目的并入本文。

技术领域

本发明总体上涉及在热处理或从模或模具初始移除之后的金属铸件的淬火，更具体地涉及在固溶处理之后和老化之前压铸薄壁铝铸件的淬火。

发明内容

简而言之，本公开的一个实施例包括用于通过淬火循环来冷却热铸件的淬火系统。淬火系统通常包括限定淬火室的外壳，该淬火室的尺寸和形状适于接收处于加热状态的一个或多个铸件。淬火系统还包括一个或多个大量空气风扇(bulk air fan)，其与淬火室流体连通并且构造成建立冷却空气的大量流动，所述冷却空气围绕热铸件并以第一冷却速率从热铸件提取热量。淬火系统还包括与淬火室内的多个喷嘴流体连通的可加压冷却系统，并且所述喷嘴构造成将冷却流体的多个定向流喷射到热铸件上，以第二冷却速率从铸件提取热量。在一些方面，冷却流体是冷却液体(例如水)的高压喷射，而在其它方面，冷却流体是高速冷却空气流。该系统还包括可编程控制器，该可编程控制器被配置成顺序地启动大量空气风扇以在第一预定时间段内以第一冷却速率冷却铸件，然后停用大量空气风扇并启动可加压冷却系统以在第二预定时间段内以第二冷却速率冷却铸件。

本公开的另一个实施例包括一种用于淬火具有在约450℃至约550℃范围内的初始表面温度的热铸件的方法。该方法包括在大量空气流第一阶段淬火中并且在范围为约10秒至约50秒的第一预定时间段内将铸件冷却至在从约275℃至约450℃范围内的第一中间表面温度，随后在定向流第二阶段淬火中并且在约10秒至约40秒的第二预定时间段内将铸件冷却至小于约175℃的第二中间表面温度。在一些方面中，冷却流体包括冷却液体(例如水)的高压喷射，而在其它方面中，定向流包括高速空气。该方法还包括在第三阶段淬火中并且在小于约30秒的第三预定时间段内将铸件冷却至小于约70℃的最终淬火表面温度。在一些方面中，第三阶段淬火包括大量空气流，而在其它方面中，第三阶段淬火包括多个定向空气流。

本公开的又一个实施例包括一种用于淬火具有约450℃至约650℃的初始表面温度的热铸件的方法，并且该方法包括在第一阶段大量空气流淬火中并且在小于约20秒的第一预定时间段内冷却至在约275℃至约450℃范围内的第一中间表面温度。该方法包括然后在第二阶段喷水淬火中并且在小于约20秒的第二预定时间段内将铸件冷却至小于约125℃的第二中间表面温度。该方法还包括在第三阶段大量空气流淬火中并且在小于约20秒的第三预定时间段内将铸件冷却至小于约50℃的最终淬火表面温度。

附图说明

图1是根据本公开的代表性实施例的用于淬火铸件的多阶段空气/液体淬火系统的示意图。

图2是表示根据另一代表性实施例的在多阶段淬火过程中的铸件的温度变化的曲线图。

图3是根据又一代表性实施例的用于冷却铸件的多阶段空气/液体淬火系统的示意图。

图4是描述根据又一代表性实施例的用于淬火铸件的多阶段方法的流程图。

图5是根据本公开的代表性实施例的用于淬火铸件的多阶段大量空气/定向空气淬火系统的示意图。

图6是表示根据另一代表性实施例的整个多阶段淬火过程中铸件的温度变化的曲线图。

图7A是根据本公开的另一个代表性实施例的用于淬火铸件的多阶段大量空气/定向空气淬火系统的示意图。

图7B是根据本公开的又一个代表性实施例的用于淬火铸件的多阶段大量空气/定向空气淬火系统的示意图。

图8是根据本公开的又一个代表性实施例的用于淬火铸件的多阶段大量空气/定向空气淬火系统的示意图。

图9是描述根据另一代表性实施例的用于淬火铸件的多阶段方法的流程图。

本领域技术人员将明白和理解，根据通常的实践，下面讨论的附图的各种特征不一定按比例绘制，并且附图的各种特征和元件的尺寸可以扩大或缩小以更清楚地示出这里描述的本发明的实施例。

具体实施方式