63
∆
t - разность температур между поверхностью и середины
заготовки.
∆
t =
δ
max
/(0,7
β
Е)
≈
250 – 300
0
С (4.7)
Продолжительность нагрева цветных металлов определяется по
тем же формулам, но с учетом
ε
.
Следует различать нагрев тонких (теплотехнически тонких) и
толстых (теплотехнически массивных) заготовок в зависимости от
критерия БИО.
Bi=
α
/
λ
*S=S/
λ
*1/
α
, (4.8)
где
α
- коэффициент теплопередачи (теплообмена), ккал/м ч с;
λ
- коэффициент теплопроводности;
S - поперечное сечение тела;
S/
λ
- термическое сопротивление теплопроводности;
1/
α
- термическое сопротивление конвекции.
Критерий
Bi определяет интенсивность теплообмена между по-
верхностью тела, сердцевиной и окружающей средой.
В тонких телах внутреннее сопротивление мало, поэтому
критерий
Bi также имеет малую величину. В толстых телах
внутреннее сопротивление велико, критерий
Bi имеет большее
значение. При
Bi < 0,25 тело относится к теплотехнически тонкому,
при
Bi > 0,5 тело является толстым. При 0,25 < Bi < 0,5 имеет
промежуточная область.
При больших перепадах температуры по сечению, которые
имеют место в теплотехнически толстых телах, возникают
температурные напряжения, вызванные объемным напряжением при
нагреве. Эти напряжения могут достигать критических величин, при
которых происходит образование трещин, как на поверхности (при
охлаждении), так и внутри тела (при нагреве). Кроме того,
температурные перепады
по сечению заготовки не желательны, так
как приводят к неравномерным деформациям при штамповке. Чем
больше критерий Bi, тем более жестким должен быть
температурный режим нагрева (охлаждения).
Время нагрева тонких заготовок определяется по формуле:
t = (G*С)/(
α
*F)*ln*(t
п
- t
н
)/(t
п
- t
к
); (4.9)
где
G - масса заготовки;
C - теплоемкость заготовки;
F- тепловоспринимающая поверхность;
t
п
- температура печи;
t
н
, t
к
- температура начала и конца нагрева.