JP2005350714A

JP2005350714A - 真空油焼入装置

Info

Publication number: JP2005350714A
Application number: JP2004171434A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Matsumoto; 則幸松本; Satoru Hori; 堀　　哲
Original assignee: Daido Steel Co Ltd
Current assignee: Daido Steel Co Ltd
Priority date: 2004-06-09
Filing date: 2004-06-09
Publication date: 2005-12-22

Abstract

【課題】油槽内に貯留する焼入油の油量が少なくて済む真空油焼入装置を提供する。
【解決手段】焼入油を貯留する油槽５を下部にそなえた焼入室を、仕切扉を介して加熱室に連設して成り、前記加熱室で加熱した処理品Ｗを油槽５内の焼入油に浸漬して油冷する真空油焼入装置において、油槽５の略円筒面状に湾曲した側壁３２の内側に、焼入油に浸漬される処理品Ｗの側面に対して所定の間隔をおいて対向する仕切板３３ａ，３３ｂ，３３ｃを固設して、油槽５内を、前記仕切板と側壁３２との間に形成される外側空間３４ａ，３４ｂ，３４ｃと、前記仕切板の内側に形成される内側空間３５とに区画し、前記外側空間を、連通部を介して油槽５の上側の前記焼入室に連通させ、内側空間３５内に焼入油を貯留するようにした。
【選択図】図３

Description

この発明は鋼材などの金属製の処理品を真空加熱後、焼入油に浸漬して冷却する真空油焼入装置に関する。

鋼材製の機械部品や金型などの処理品を焼入硬化させる真空油焼入方法においては、処理品を加熱室において減圧状態で所定の温度に加熱後、加熱室に隣接配置した焼入室の油槽内の焼入油に浸漬して冷却する。そしてこの油焼入れにおいては、処理品の材質や形状に応じて適切な熱処理をおこなうために、処理品を焼入油に浸漬中に、油槽上部の焼入室（空間）内の圧力を加圧状態から減圧状態まで上下に調節することにより、処理品を所望の冷却曲線に沿って冷却することがおこなわれている（たとえば、特許文献１参照。）。
特開平１１−３１０８１９号公報（第２−３頁、図１−図２）

ところが上記の焼入室の圧力調節範囲は、たとえば１００Ｐａ程度の真空から２００ＫＰａ程度の加圧まで広範囲にわたるため、焼入室の炉殻及び油槽は強固な耐圧構造とする必要があり、構成鋼板の板厚及び補強材の節減のためには円筒形とするのが望ましいので、油槽は中心軸線を上下に向けた円筒形または楕円筒形を基本形状とするものが一般的に採用されている。しかしこの形状の油槽は、側壁部が凸面状で油槽内容積が大きいため多量の焼入油を必要とし、油槽内への初期貯留（投入）時および定期交換時における油代がかさみ、また油の熱容量増大に伴い、ホットクエンチの場合に処理品の焼入油への浸漬ごとに焼入油を所定の初期温度に加熱するための熱エネルギもかさむなどの問題点を有するものであった。

この発明は上記従来の問題点を解決しようとするもので、油槽内に貯留する焼入油の油量が少なくて済む真空油焼入装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、この発明の真空焼入装置は、焼入油を貯留する油槽を下部にそなえた焼入室を、仕切扉を介して加熱室に連設して成り、前記加熱室で加熱した処理品を前記油槽内の前記焼入油に浸漬して油冷する真空油焼入装置において、前記油槽の略円筒面状に湾曲した側壁の内側に、前記焼入油に浸漬される前記処理品の側面に対して所定の間隔をおいて対向する仕切板を固設して、前記油槽内を、前記仕切板と前記側壁との間に形成される外側空間と、前記仕切板の内側に形成される内側空間とに区画し、前記外側空間を、連通部を介して前記油槽の上側の前記焼入室に連通させ、前記内側空間内に前記焼入油を貯留するようにしたことを特徴とする。

この発明によれば、油槽内を仕切板により内側空間と外側空間とに区画して、焼入油を内側空間内に貯留するようにしたので、仕切板のない場合に比べて外側空間部に相当する容積分だけ焼入油の油量は少なくて済み、油槽内への初期貯留（投入）時および定期交換時における油代が節減化されるとともに、ホットクエンチの場合に焼入油を所定の初期温度に加熱するための加熱費も少なくて済む。また外側空間は連通部を介して焼入室に連通させてあるので、仕切板の板面にかかる圧力は貯留する焼入油の自重による圧力だけであり、仕切板は油槽の側壁部のような強固な耐圧構造とする必要はなく、平板状の仕切板を用いた簡潔で低コストな装置により、上記の焼入油の油量低減化を達成できる。

以下、図１〜図３に示す一例により、この発明の実施の形態を説明する。図１は真空油焼入装置１の全体を示し、２は加熱室、３は仕切扉４を介して加熱室２に連設した焼入室、５はこの焼入室の下側に設けた油槽であり、焼入油６が貯留されている。７は焼入室の出入口扉である。

加熱室２は、図示しない真空ポンプが接続された耐圧容器である炉殻１１内に、断熱壁１２により包囲されて形成され、加熱用のヒータ１３をそなえている。１４は炉殻１１内に固設された溝形鋼製のガイドレールで、処理品Ｗの加熱室２内への受入・送出時に、処理品Ｗ支持用のハンガー２０（後述）をガイドするためのものである。また１５は処理品Ｗを支持する昇降テーブルで、シリンダ１６により昇降駆動される。１７は仕切扉４の開閉駆動用のシリンダである。

また図１および図２において、２０は処理品Ｗ支持用のハンガーで、処理品Ｗが載置されるフォーク部２１を固設した上部フレーム２２に、複数対のローラ２３をそなえている。２５はハンガー２０の昇降駆動装置で、ハンガー２０のローラ２３をガイド・支承する一対の溝形鋼製のガイドレール２６を固設した昇降フレーム２７を、昇降シリンダ２８のピストンロッドに接続して成る。処理品Ｗは、直方体状のバスケットの中に多数個の処理対象部品を収容して成る。

次に図１〜図３に示すように、焼入室３の下側の油槽５は、楕円筒状の槽本体３０の側方に、焼入油循環流形成用の補助槽３１を一体に連設して成り、これら槽本体３０および補助槽３１は、焼入室３の真空度及び加圧圧力に耐える耐圧容器としての強度を有するものである。槽本体３０の略円筒面状（この例では楕円筒面状）に湾曲した側壁３２の内側には、図中に鎖線で示す焼入油への浸漬状態（昇降駆動装置２５による下降駆動状態）における直方体状の外形を有する処理品Ｗの各側面（この例では三面）に対向する平板状の仕切板３３ａ，３３ｂ，３３ｃを固設して、油槽５内を、各仕切板と側壁３２との間の外側空間３４ａ，３４ｂ，３４ｃと、各仕切板の内側の内側空間３５とに区画してあり、焼入油６はこの内側空間３５内に貯留される。

各仕切板３３ａ，３３ｂ，３３ｃは、処理品Ｗの各側面に対して所定の間隔をおいて、かつ処理品Ｗが載置されるハンガー２０のフォーク部２１とも干渉しない位置に、配設され、図２に示すように仕切板３３ａは焼入油６の油面より上方へ突出する高さを有し、上辺部を除く三辺部を側壁３２に溶接され、上辺部全巾にわたって上向きに開口する連通部３６を介して、外側空間３４ａは油槽上側の焼入室３に連通している。また図１に示すように仕切板３３ｂ，３３ｃの上辺部は上記油面位置より低い位置にあるので、この上辺部に頂板３７を連設して、側壁３２と仕切板各辺部および頂板３７との溶接により密閉状の外側空間３４ｂ，３４ｃを形成し、各頂板３７部には、各外側空間３４ｂ，３４ｃと焼入室３とを連通する連通部として、油滴侵入防止のために上部を屈曲させた連通管３８，３８を設けてある。

また図２において、４１は補助槽３２に付設された撹拌機で、焼入油６を撹拌し循環させる撹拌翼４２をそなえている。４３は油槽５に接続した油循環路で、４４は循環駆動用のポンプ、４５は油温調節用のヒータ、４６は同じくオイルクーラである。また４７は、処理品Ｗを焼入室３内でガス冷却するためのファンで、焼入室３内に供給される冷却用のガス（Ｎ_２等の不活性ガス）をクーラ４８を介して矢印で示すように循環させ、処理品Ｗに吹付けるようになっている。

一方図１に示すように、焼入室３の出入口扉７の外側には、焼入処理前および処理後の処理品Ｗを支持する昇降台５１、および処理品Ｗの焼入装置への装入・抽出時にハンガー２０をガイドする揺動式の溝形鋼製のガイドレール５２が設けてある。そしてこの例では、焼入室３の出入口開閉用に片開き式の出入口扉７を用いているので、この出入口扉７の開閉動時に、シリンダ５３によりガイドレール５２を支軸５４のまわりに上方へ回動させ、出入口扉７との干渉を防ぐようにしてある。なおガイドレール５２，２６，１４に沿ってハンガー２０を前後駆動する駆動装置としては、ハンガー２０の上部フレーム２２に固設したチェーン５５（図２参照）に係合するように各部に設けた駆動スプロケット５６（図１参照）を用いている。

上記構成の装置により処理品Ｗを真空油焼入れするには、装置外側のガイドレール５２に支持したハンガー２０に、上昇状態とした昇降台５１上の未処理の処理品Ｗを移載し、次いでハンガー２０を前進駆動して焼入室３を経て加熱室２内に搬送した処理品Ｗを、昇降テーブル１５上に移載し、ハンガー２０を焼入室３内へ後退させ、仕切扉４を閉じて加熱室２内を所定の真空度に減圧後、所定の温度で処理品Ｗを真空加熱する。

真空加熱後の処理品Ｗは、焼入室３内を真空排気後、仕切扉４を開いて昇降テーブル１５上からハンガー２０のフォーク部２１上に移載し、図１に実線で示すように焼入室３内に停止させたのち、昇降シリンダ２８により昇降フレーム２７と共にハンガー２０を下降駆動して処理品Ｗを焼入油６に浸漬させ、焼入室３内の圧力を所定の圧力に減圧乃至加圧して、処理品Ｗの冷却をおこなう。なおこの圧力は、処理品Ｗの材質・形状や所望の冷却曲線に応じて、経時変化させても一定値に保持してもよい。所定時間の焼入油６への浸漬後は、ハンガー２０を上昇駆動して、処理品Ｗは必要に応じて焼入室３内でガス冷却後、ハンガー２０を後退駆動して焼入室３から装置外へ搬出し、１回の真空焼入れを完了する。

上記構成の装置においては、焼入油６は油槽５の仕切板３３ａ〜３３ｃにより区画された内側空間３５部に貯留されるので、これらの仕切板のない従来の油槽に比べて、外側空間３４ａ〜３４ｃ部に相当する容積分だけ焼入油６の油量は少なくて済む。これにより焼入油６の油代が節減化されるとともに、ホットクエンチの場合に、処理品Ｗの浸漬開始時に焼入油６を所定の温度に加熱するためのヒータ４５による加熱代も少なくて済む。

また各外側空間３４ａ〜３４ｃは連通部３６および連通管３８を介して焼入室３に連通しているので、上記焼入時において減圧ないし加圧される焼入室３内の圧力と各外側空間３４ａ〜３４ｃ内の圧力は、同圧に維持され、各仕切板３３ａ〜３３ｃの板面にかかる圧力は貯留する焼入油６の自重による圧力だけであり（焼入室３内の圧力は仕切板両面で相殺されるため）、各仕切板３３ａ〜３３ｃは、上記圧力に耐える槽本体３０のような強固な耐圧構造とする必要はなく、側壁３２の内側に平板状の仕切板３３ａ〜３３ｃを付設するという簡潔・安価な構成により、油槽５内の焼入油６の油量低減化を達成できるのである。

この発明は上記の例に限定されるものではなく、たとえば、加熱室２や焼入室３の具体的構成、油槽５の付属設備、処理品Ｗの搬送・支持機構などは、上記以外のものとしてもよく、また油槽部分に関しては、たとえば槽本体３０は円筒状のものであってもよく、また補助槽３１を有さず楕円筒状あるいは円筒状の槽本体３０に油循環路４３を直接接続したタイプの油槽にも、この発明は適用でき、この場合は処理品の四側面に対向する４枚の仕切板の固設により、４個の外側空間を形成させるようにしてもよい。また仕切板は、たとえば湾曲板や波形板など、平板状以外の形状のものとしてもよい。

また上記の例では、上部が閉鎖された外側空間３４ｂ，３４ｃは連通管３８により直接焼入室３に連通させたが、たとえば外側空間３４ｂ，３４ｃを、それぞれ底部付近に設けた連通管により外側空間３４ａ内と連通させ、この外側空間３４ａを介して間接的に焼入室３に連通させてもよく、また仕切板の上辺部が焼入油６の油面より上方に突出する場合でも、その上辺部に上記の頂板３７を連設して油滴の侵入を防ぐなど、仕切板上部の構成や連通部の構成は上記以外のものとしてもよい。

この発明の実施の形態の一例を示す真空油焼入装置の縦断面図である。図１のＡ−Ａ線断面図である。図２のＢ−Ｂ線断面図である。

符号の説明

１…真空油焼入装置、２…加熱室、３…焼入室、４…仕切扉、５…油槽、６…焼入油、３２…側壁、３３ａ…仕切板、３３ｂ…仕切板、３３ｃ…仕切板、３４ａ…外側空間、３４ｂ…外側空間、３４ｃ…外側空間、３５…内側空間、３６…連通部、３８…連通管（連通部）、Ｗ…処理品。

Claims

焼入油を貯留する油槽を下部にそなえた焼入室を、仕切扉を介して加熱室に連設して成り、前記加熱室で加熱した処理品を前記油槽内の前記焼入油に浸漬して油冷する真空油焼入装置において、前記油槽の略円筒面状に湾曲した側壁の内側に、前記焼入油に浸漬される前記処理品の側面に対して所定の間隔をおいて対向する仕切板を固設して、前記油槽内を、前記仕切板と前記側壁との間に形成される外側空間と、前記仕切板の内側に形成される内側空間とに区画し、前記外側空間を、連通部を介して前記油槽の上側の前記焼入室に連通させ、前記内側空間内に前記焼入油を貯留するようにしたことを特徴とする真空油焼入装置。