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鋳鉄の温調時間と効果的な加工方法について
- 鋳鉄の温調時間について、私の工場では研削加工前に行っていますが、具体的な時間は曖昧です。
- 温度を測るとしても表面温度しか測れず、ワーク内部の温度がわかりませんので、経験値で12時間としています。
- 鋳鉄の温度変化量と時間の関係式が存在するか、夏の鋳鉄を室温にする時間を計算できるのか教えてください。
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熱処理のような温度急変の場合は，ワーク表面と内部の温度差が重要ですが，お問い合わせの程度の時間領域で自然空冷の温度変化では表面と内部の温度差は大きくないと思います。と言うことで，表面温度管理で管理すれば宜しいのではないでしょうか。 数値計算としては，以下のような見当の付け方もあると思います。 １ｔの鋳鉄のワークを考え，放熱しにくい立方体状の形状を仮定します。鋳鉄の比重を考慮すると，大きさは一辺０．５２ｍ程度の立方体。その表面積は１．６ｍ２です。 １ｍ２の表面からは，対流・放射合わせて温度差１℃あたり１２Ｗ程度放熱します。２３℃と３０℃の温度差７℃で，１．６ｍ２の表面積からは１３５Ｗ程度の熱が逃げていきます。 鉄の熱容量を０．２２Ｊ／℃・ｇ程度とみると，１ｔ，７℃の値を代入すると，ワークが蓄えている熱エネルギーは１．５４Ｅ６Ｊ程度と見積もれます。１３５Ｗ（１値秒あたり１３５Ｊ）放熱するので，放熱しきるには１．５４Ｅ６÷１３５＝１１４００秒＝３．２時間程度要することになります。 実際には，ワークの温度が低下するに従い放熱量も減るので，３．２時間時点では初期温度差７℃の３７％，２．６℃程度の温度差が残ります。 ６．４時間では２．６℃の３７％で０．９６℃，９．６時間では０．３５℃，１２時間では０．２℃以下まで温度差が縮まるように計算できます。 計算ミスがあったらゴメンなさい。流れを読み取ってください。 鉄の熱容量（比熱）を見当違いしていたようです。 ０．４６Ｊ／℃・ｇが正しいようです。 ＜以下修正版です＞ ワークが蓄えている熱エネルギーは３．２２Ｅ６Ｊ程度と見積もれます。１３５Ｗ（１値秒あたり１３５Ｊ）放熱するので，放熱しきるには３．２２Ｅ６÷１３５＝２３９００秒＝６．６時間程度要することになります。 実際には，ワークの温度が低下するに従い放熱量も減るので，６．６時間時点では初期温度差７℃の３７％，２．６℃程度の温度差が残ります。 １２時間では１℃程度の温度差になると見積もれます。
お礼
なるほど。 ありがとうございました。 経験値と計算値が一致し、スッキリしました。 また、お願いします。