JP2006183874A - Heat treating apparatus and method of manufacturing heat treated parts - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱処理装置及び熱処理部品の製造方法に関し、特に、加熱された被処理物を冷却液によって冷却する熱処理装置及び熱処理部品の製造方法に関する。 The present invention relates to a heat treatment apparatus and a method for manufacturing a heat treated part, and more particularly to a heat treatment apparatus for cooling a heated object to be processed with a coolant and a method for manufacturing the heat treated part.
現在、様々な機械部品の製造工程において、熱処理が広く行われている。特に、熱処理すべき部品を加熱し、その後急激に冷却する焼入れは、広く行なわれている。焼入れを行う際に、熱処理すべき加熱した部品を急激に冷却する冷却媒体として、熱処理油、冷却水等の液体、不活性ガス等の気体、ソルト等が知られている。また、熱処理油、冷却水等の冷却液による冷却方法としては、加熱された部品を冷却液の入った冷却槽の中に投入する、加熱された部品に冷却液を流下させる等の方法が知られている。 Currently, heat treatment is widely performed in manufacturing processes of various machine parts. In particular, quenching in which a part to be heat-treated is heated and then rapidly cooled is widely performed. As a cooling medium for rapidly cooling a heated part to be heat-treated when quenching, liquids such as heat-treated oil and cooling water, gases such as inert gas, salt, and the like are known. In addition, as a cooling method using a cooling liquid such as heat-treated oil or cooling water, there are known methods such as putting a heated part into a cooling tank containing a cooling liquid, and causing the cooling liquid to flow down to the heated part. It has been.
焼入れ等の熱処理の効果は、部品を加熱する温度、冷却液の温度の他、熱処理すべき部品の各部の冷却速度等によって変化する。特に、焼入れにおいては、被処理物を、焼割れや焼入れ歪を発生させずに硬化させるために、被処理物の材質に合わせた適切な冷却速度が必要であり、種々の熱処理方法が試みられている。熱処理方法が適切でない場合には、熱処理した部品に変形を生じたり、熱処理の効果が同一ロット内の部品でばらついたりするという問題が発生する。熱処理すべき部品を、冷却液を入れた冷却槽に投入する焼入れ方法は、広く採用されているが、この方法においては、冷却槽内の冷却液の温度を均一にすることにより、部品の冷却速度を高め、部品の各部の冷却速度を均一にするために、冷却液をプロペラ攪拌機や噴流攪拌機によって攪拌することが行われている。また、特開2003−286517号公報には、冷却槽内で、振動攪拌機を噴流攪拌機と併用して、ロット内の熱処理部品のバラツキを抑制した焼入れ装置が記載されている。 The effect of heat treatment such as quenching varies depending on the temperature at which the part is heated, the temperature of the coolant, and the cooling rate of each part of the part to be heat-treated. In particular, in quenching, in order to cure the object to be processed without causing quenching cracks or quenching distortion, an appropriate cooling rate according to the material of the object to be processed is required, and various heat treatment methods have been tried. ing. When the heat treatment method is not appropriate, there arises a problem that the heat treated parts are deformed and the effect of the heat treatment varies between parts in the same lot. A quenching method in which a part to be heat-treated is put into a cooling tank containing a cooling liquid is widely adopted. In this method, the temperature of the cooling liquid in the cooling tank is made uniform to cool the part. In order to increase the speed and make the cooling speed of each part of the parts uniform, the cooling liquid is stirred by a propeller stirrer or a jet stirrer. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-286517 discloses a quenching apparatus in which a vibration stirrer is used in combination with a jet stirrer in a cooling tank to suppress variation in heat-treated parts in a lot.
また、熱処理すべき部品を冷却槽に投入する熱処理方法においては、熱処理すべき部品の冷却速度に限界が存在する。図3は、従来の熱処理装置において、熱処理すべき部品を冷却油に投入した場合の冷却曲線の一例である。図3に示すように、熱処理部品は、冷却槽に投入後、初めは、比較的緩やかな傾きの直線状に温度が低下し、次いで、特性温度と呼ばれるM点の温度に到達すると、その後は、指数関数状の曲線を描いて温度が低下する。冷却槽への投入直後は、熱処理部品と冷却液の温度差が最も大きいため、本来、最大の冷却速度が得られるはずであるが、実際の冷却速度は比較的遅く、M点到達後に冷却速度は最大となる。この現象は、加熱された熱処理部品を冷却槽に投入した直後には、熱処理部品が、その熱によって蒸発した冷却液の蒸気膜によって覆われることによって起こるものであることが知られている。すなわち、熱処理部品が蒸気膜によって覆われると、蒸気膜の熱伝導と放射冷却で熱が移動することになるが、気体である蒸気膜は密度が小さく断熱性が高いので、冷却速度は低下する。 Further, in the heat treatment method in which the parts to be heat treated are put into the cooling tank, there is a limit to the cooling rate of the parts to be heat treated. FIG. 3 is an example of a cooling curve when a component to be heat-treated is put into cooling oil in a conventional heat treatment apparatus. As shown in FIG. 3, the temperature of the heat-treated component first decreases to a linear shape with a relatively gentle slope after being put into the cooling bath, and then reaches a temperature at point M called a characteristic temperature. The temperature drops while drawing an exponential curve. Immediately after being put into the cooling bath, the temperature difference between the heat-treated parts and the coolant is the largest, so the maximum cooling rate should be obtained. However, the actual cooling rate is relatively slow, and after reaching the M point, the cooling rate Is the maximum. It is known that this phenomenon occurs when the heat-treated component is covered with a vapor film of a cooling liquid evaporated by the heat immediately after the heated heat-treated component is put into the cooling bath. That is, when the heat-treated component is covered with the vapor film, heat is transferred by heat conduction and radiation cooling of the vapor film, but the vapor film, which is a gas, has a low density and high heat insulation, so the cooling rate decreases. .
次に、熱処理部品の温度がM点まで低下すると、熱処理部品の周囲の蒸気膜は形成されなくなり、冷却液が熱処理部品に直接接触するようになる。冷却液が熱処理部品に直接接触すると、冷却液が沸騰され、冷却液が冷却槽内で対流することによって熱処理部品の熱が奪われる。このように、冷却液が熱処理部品に直接接触するようになった直後に、冷却速度は最大となる。さらに温度が低下し、熱処理部品に直接接触した冷却液が沸騰しないようになると、対流熱伝達及び熱伝導によって熱処理部品の熱が奪われる。この段階では、熱処理部品の温度が低下し、熱処理部品と冷却液の温度差が小さくなっているため、冷却速度は遅くなる。
また、大型の部品の熱処理では、熱処理部品のある部分では部品を蒸気膜が取り囲み、他の部分では冷却液の対流で冷却が行われる等、単一の熱処理部品の各部で冷却速度が大きく異なる場合もある。このような場合には、各部の冷却速度の違いから、熱処理部品に大きな焼入れ歪が発生することもある。
Next, when the temperature of the heat-treated component is lowered to the M point, the vapor film around the heat-treated component is not formed, and the coolant comes into direct contact with the heat-treated component. When the coolant comes into direct contact with the heat-treated component, the coolant is boiled, and the heat of the heat-treated component is taken away by convection of the coolant in the cooling bath. Thus, the cooling rate is maximized immediately after the coolant comes into direct contact with the heat treated component. When the temperature further decreases and the coolant directly in contact with the heat treated component does not boil, the heat of the heat treated component is taken away by convective heat transfer and heat conduction. At this stage, the temperature of the heat-treated component is lowered, and the temperature difference between the heat-treated component and the cooling liquid is reduced, so that the cooling rate is reduced.
Also, in the heat treatment of large parts, the cooling rate is greatly different in each part of a single heat treatment part, such as the part is surrounded by a vapor film and the other part is cooled by cooling liquid convection. In some cases. In such a case, a large quenching distortion may occur in the heat-treated component due to the difference in the cooling rate of each part.
従って、熱処理部品を冷却槽に投入した直後における、熱処理部品が蒸気膜によって覆われる現象を抑制することにより、熱処理部品の冷却速度を速め、焼入れ歪の発生を抑制することが可能になる。この熱処理部品が蒸気膜によって覆われる現象を起こり難くし、冷却速度を高くするために、上述したように冷却槽内の冷却液を攪拌することが行われている。 Therefore, by suppressing the phenomenon that the heat-treated component is covered with the vapor film immediately after the heat-treated component is put into the cooling bath, it becomes possible to increase the cooling rate of the heat-treated component and to suppress the occurrence of quenching distortion. In order to make the phenomenon that the heat-treated parts are covered with the vapor film less likely to occur and to increase the cooling rate, the cooling liquid in the cooling tank is agitated as described above.
しかしながら、従来の熱処理装置のように、冷却槽内の冷却液を攪拌することによって冷却速度を高めることは可能であるものの、近年、益々高まりつつある熱処理に対する要求を十分に満足することはできないという問題がある。また、冷却液を攪拌する方法では、熱処理部品周囲の冷却液の流速が必ずしも均一にならないため、熱処理部品の各部での冷却速度を一定にし、焼入れ歪の発生を防止することが難しいという問題もある。
従って、本発明は、従来の熱処理装置よりもより高い冷却速度を得ることができ、又、従来の熱処理装置よりもより質の高い熱処理を行うことができる熱処理装置及び熱処理部品の製造方法を提供することを目的としている。
However, although it is possible to increase the cooling rate by agitating the cooling liquid in the cooling bath as in the conventional heat treatment apparatus, it is not possible to sufficiently satisfy the increasing demand for heat treatment in recent years. There's a problem. Further, in the method of stirring the cooling liquid, the flow rate of the cooling liquid around the heat-treated parts is not necessarily uniform, so it is difficult to keep the cooling rate at each part of the heat-treated parts constant and prevent quenching distortion. is there.
Therefore, the present invention provides a heat treatment apparatus capable of obtaining a higher cooling rate than a conventional heat treatment apparatus and capable of performing a heat treatment with higher quality than a conventional heat treatment apparatus, and a method of manufacturing a heat treatment component. The purpose is to do.
上述した課題を解決するために、本発明の熱処理装置は、被処理物を加熱する加熱手段と、この加熱手段によって加熱された被処理物を冷却するための冷却液を入れた冷却槽と、少なくとも冷却槽を収容した圧力室と、この圧力室の内部を加圧する加圧手段と、加熱手段によって加熱された被処理物を、加圧手段によって加圧された圧力室の中に収容された冷却槽の中に入れる投入手段と、を有することを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, the heat treatment apparatus of the present invention includes a heating unit that heats a workpiece, a cooling tank that contains a coolant for cooling the workpiece heated by the heating unit, and A pressure chamber containing at least a cooling tank, a pressurizing means for pressurizing the inside of the pressure chamber, and an object heated by the heating means were accommodated in a pressure chamber pressurized by the pressurizing means. And a charging means for putting in the cooling tank.
このように構成された本発明においては、被処理物は加熱手段によって加熱され、加圧手段によって加圧された圧力室の中に収容された冷却槽の中の冷却液に浸漬される。冷却槽の中に入れられた被処理物の周囲の冷却液は、被処理物の熱によって蒸発される。しかしながら、冷却槽は加圧された圧力室の中に収容されているので、被処理物の周囲における冷却液の蒸気膜の形成が抑制され、或いは、形成される蒸気膜が薄くなる。
このように構成された本発明によれば、被処理物の周囲における蒸気膜の形成が抑制され、又は形成される蒸気膜の厚さが薄くなるので、被処理物の冷却速度を高くすることができる。また、加圧により蒸気膜の形成を抑制し、又は形成される蒸気膜の厚さを薄くする作用は、被処理物の周囲に均一に働くため、蒸気膜の影響による冷却速度のむらを非常に少なくすることができる。
In the present invention configured as described above, the workpiece is heated by the heating means and immersed in the cooling liquid in the cooling tank accommodated in the pressure chamber pressurized by the pressurizing means. The coolant around the object to be processed placed in the cooling tank is evaporated by the heat of the object to be processed. However, since the cooling tank is accommodated in the pressurized pressure chamber, the formation of the vapor film of the cooling liquid around the object to be processed is suppressed, or the formed vapor film becomes thin.
According to the present invention configured as described above, the formation of the vapor film around the object to be processed is suppressed, or the thickness of the formed vapor film is reduced, so that the cooling rate of the object to be processed is increased. Can do. In addition, the action of suppressing the formation of the vapor film by pressurization or reducing the thickness of the vapor film to be formed works uniformly around the object to be processed, so that the uneven cooling rate due to the influence of the vapor film is greatly reduced. Can be reduced.
本発明において好ましくは、加圧手段が、高圧の気体を収容したガス容器を有し、このガス容器から圧力室の中に高圧の気体を導入することによって圧力室内を加圧する。
このように構成された本発明によれば、市販のガス容器を接続するだけで、特別な装置を用いることなく、簡単に圧力室の中を高圧にすることができる。
In the present invention, the pressurizing means preferably has a gas container containing a high-pressure gas, and pressurizes the pressure chamber by introducing the high-pressure gas from the gas container into the pressure chamber.
According to the present invention configured as described above, it is possible to easily increase the pressure in the pressure chamber by simply connecting a commercially available gas container without using a special device.
また、本発明において好ましくは、さらに、冷却槽の中の冷却液を攪拌する攪拌手段を有する。
このように構成された本発明によれば、冷却槽の中の冷却液の温度を均一にすることができると共に、被処理物の周囲における蒸気膜の形成が妨害されるので、被処理物の冷却速度をさらに高めることができる。
In the present invention, it is preferable to further have a stirring means for stirring the coolant in the cooling bath.
According to the present invention configured as described above, the temperature of the cooling liquid in the cooling tank can be made uniform, and the formation of a vapor film around the object to be processed is obstructed. The cooling rate can be further increased.
さらに、本発明において好ましくは、冷却槽の冷却液の中に、粒状物が混入されている。
このように構成された本発明によれば、冷却液の中に混入されている粒状物が、被処理物の周囲における蒸気膜の形成を妨害するので、被処理物の冷却速度をさらに高めることができる。
Further, in the present invention, preferably, a granular material is mixed in the cooling liquid in the cooling tank.
According to the present invention configured as described above, since the particulate matter mixed in the cooling liquid interferes with the formation of a vapor film around the object to be processed, the cooling rate of the object to be processed is further increased. Can do.
また、本発明において好ましくは、投入手段は、圧力室内の圧力がゲージ圧で0.1〜30MPa(1.02〜306kgf/cm2)の状態で、被処理物を冷却槽の中に入れる。
このように構成された本発明によれば、被処理物の周囲における蒸気膜の形成を効果的に抑制し、又は形成される蒸気膜の厚さを効果的に薄くすることができる。
Preferably, in the present invention, the charging means puts the workpiece into the cooling tank in a state where the pressure in the pressure chamber is 0.1 to 30 MPa (1.02 to 306 kgf / cm 2 ) in terms of gauge pressure.
According to the present invention configured as described above, the formation of the vapor film around the object to be processed can be effectively suppressed, or the thickness of the formed vapor film can be effectively reduced.
また、本発明の熱処理部品の製造方法は、熱処理すべき部品を形成する段階と、形成された部品を、加熱手段によって加熱する段階と、部品が搬入された、冷却液が入った冷却槽を収容した圧力室内の圧力を、加圧手段によって加圧する段階と、加熱された部品を、冷却槽の冷却液の中に入れる段階と、を有することを特徴としている。 The method for manufacturing a heat-treated component according to the present invention includes a step of forming a component to be heat-treated, a step of heating the formed component by a heating means, and a cooling tank containing a coolant into which the component has been carried. It is characterized by having a step of pressurizing the pressure in the accommodated pressure chamber by a pressurizing means, and a step of putting the heated component into the cooling liquid of the cooling tank.
このように構成された本発明によれば、熱処理される部品の周囲における蒸気膜の形成が抑制され、又は形成される蒸気膜の厚さが薄くなるので、熱処理される部品の冷却速度が高まり、質の高い熱処理部品を得ることができる。また、加圧により蒸気膜の形成を抑制し、又は形成される蒸気膜の厚さを薄くする作用は、被処理物の周囲に均一に働くため、蒸気膜の影響による冷却速度のむらを非常に少なくすることができる。 According to the present invention configured as described above, the formation of the vapor film around the heat-treated component is suppressed or the thickness of the formed vapor film is reduced, so that the cooling rate of the heat-treated component is increased. High quality heat-treated parts can be obtained. In addition, the action of suppressing the formation of the vapor film by pressurization or reducing the thickness of the vapor film to be formed works uniformly around the object to be processed, so that the uneven cooling rate due to the influence of the vapor film is greatly reduced. Can be reduced.
さらに、本発明の熱処理部品の製造方法は、熱処理すべき部品を形成する段階と、形成された部品を、圧力室内に搬入する段階と、圧力室を密閉する段階と、圧力室内の圧力を、加圧手段によって加圧する段階と、圧力室内に搬入された熱処理すべき部品を、加熱手段によって加熱する段階と、加熱された部品を、圧力室内に収容された、冷却液が入った冷却槽に入れる段階と、を有することを特徴としている。 Furthermore, the method for manufacturing a heat-treated component of the present invention includes a step of forming a component to be heat-treated, a step of carrying the formed component into a pressure chamber, a step of sealing the pressure chamber, and a pressure in the pressure chamber. The step of pressurizing by the pressurizing means, the step of heating the parts to be heat-treated carried in the pressure chamber, the stage of heating by the heating means, and the heated parts are placed in the cooling tank containing the coolant contained in the pressure chamber. And a step of entering.
このように構成された本発明によれば、熱処理される部品の周囲における蒸気膜の形成が抑制され、又は形成される蒸気膜の厚さが薄くなるので、熱処理される部品の冷却速度が高まり、質の高い熱処理部品を得ることができる。また、加圧により蒸気膜の形成を抑制し、又は形成される蒸気膜の厚さを薄くする作用は、被処理物の周囲に均一に働くため、蒸気膜の影響による冷却速度のむらを非常に少なくすることができる。 According to the present invention configured as described above, the formation of the vapor film around the heat-treated component is suppressed or the thickness of the formed vapor film is reduced, so that the cooling rate of the heat-treated component is increased. High quality heat-treated parts can be obtained. In addition, the action of suppressing the formation of the vapor film by pressurization or reducing the thickness of the vapor film to be formed works uniformly around the object to be processed, so that the uneven cooling rate due to the influence of the vapor film is greatly reduced. Can be reduced.
本発明の熱処理装置及び熱処理部品の製造方法によれば、より高い冷却速度及びより質の高い熱処理を行うことができる。 According to the heat treatment apparatus and the method for producing a heat treated component of the present invention, a higher cooling rate and higher quality heat treatment can be performed.
次に、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を説明する。
まず、図1を参照して、本発明の第1実施形態による熱処理装置を説明する。図1は、本発明の第1実施形態の熱処理装置の概略断面図である。図1に示すように、本実施形態の熱処理装置1は、圧力室である圧力容器2と、その中に配置された加熱手段であるヒーター6と、このヒーター6の周囲を取り囲む断熱材8と、圧力容器2の外部から内部に延び、先端に被処理物であるワークWを支持することができるようになった投入手段である昇降機10と、を有する。さらに、本実施形態の熱処理装置1は、高圧の窒素ガスを収容したガス容器12と、このガス容器12と圧力容器2を接続する管路に設けられた減圧弁14及び開閉弁16と、を有する。ガス容器12、減圧弁14及び開閉弁16は、加圧手段を構成する。また、本実施形態の熱処理装置1は、圧力容器2の底部に配置され、冷却液を攪拌するプロペラ18と、このプロペラ18を回転駆動するモーター20と、を有する。プロペラ18及びモーター20は、攪拌手段を構成する。
Next, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
First, a heat treatment apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of the heat treatment apparatus according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the heat treatment apparatus 1 of the present embodiment includes a pressure vessel 2 that is a pressure chamber, a heater 6 that is a heating means disposed therein, and a heat insulating material 8 that surrounds the heater 6. And an
圧力容器2は、概ね円筒形の胴部2aと、その上下に取付けられた半球面状の鏡板2b、2cから構成されている。下側の鏡板2cには、冷却液である熱処理油4が入れられており、圧力容器2の下部は冷却槽として機能する。また、下側の鏡板2cには、水平方向に延びる円筒状のプロペラ取付け部2dが形成されている。プロペラ18のシャフトは、このプロペラ取付け部2dを通って圧力容器2の外部へ延び、モーター20の出力軸に結合されている。さらに、上側の鏡板2bには、圧力容器2の内部が異常な高圧になって圧力容器2が破裂するのを防止する安全弁22、及び圧力容器2内のガスを放出するためのガス放出弁26が取付けられている。また、圧力容器2下部の熱処理油4が入れられている部分には、ワークWの冷却状態を観察するための観察窓23が2つ設けられている(1つのみ想像線で図示)。さらに、圧力容器2下部の周囲には水冷ジャケット(図示せず)が、圧力容器2内の下部には熱処理油用ヒーター(図示せず)が夫々設けられ、圧力容器2内の熱処理油を熱処理に適した温度に冷却し、又は加熱することができるようになっている。なお、本実施形態において、圧力容器2は、SUS304製であり、3MPa(30.6kgf/cm2)の内部圧力で使用するように設計されている。
The pressure vessel 2 includes a generally
ヒーター6は、コイル状の電気ヒーターであり、圧力容器2内部の上方に位置するように支持されている。ヒーター6は、昇降機10が上昇して、昇降機10によって支持されたワークWがヒーター6の内部に位置するとき、ワークWを加熱するように構成されている。
断熱材8は、圧力容器2内部の上方に、ヒーター6を取り囲むように支持されている。断熱材8の上面には、昇降機10のシャフト10aを通す穴が設けられており、底面にはワークWを出し入れするための開口部が形成されている。断熱材8の他の部分は、ヒーター6の周囲を取り囲むように形成され、ヒーター6の熱が断熱材8の外部に逃げにくいようになっている。なお、本実施形態において、断熱材8は、セラミックファイバー製である。
The heater 6 is a coil-shaped electric heater and is supported so as to be positioned above the inside of the pressure vessel 2. The heater 6 is configured to heat the workpiece W when the
The heat insulating material 8 is supported above the inside of the pressure vessel 2 so as to surround the heater 6. A hole for passing the
投入手段である昇降機10は、圧力容器2の外部から内部へ延びるシャフト10aを有し、このシャフト10aの先端にはワークWが取付けられるようになっている。また、このシャフト10aは、ワークWがヒーター6の内側に位置する上昇位置から、ワークWが圧力容器2の下部に入れられている熱処理油の中に浸漬される下降位置まで移動可能に構成されている。さらに、圧力容器2のシャフト10aを通す部分には、シール24が配置されており、圧力容器2の気密性を保持している。なお、本実施形態においては、シャフト10aは、SUS304製であり、エアシリンダーの駆動力によって上下動される。また、本実施形態においては、ワークWがシャフト10aの先端に直接取付けられているが、ワークWの種類によっては、ワークWをシャフト10aの先端に吊り下げても良いし、また、シャフト10aの先端に適当なバスケットを吊り下げ、その中にワークWを入れても良い。なお、本明細書において投入手段とは、昇降機によってワークWを熱処理油の中に浸漬させる手段や、ワークWを熱処理油の中に落下させる手段等、ワークWを熱処理油の中に入れる全ての手段を含むものとする。
The
ガス容器12には、高圧の窒素ガスが入れられており、このガス容器12から圧力容器2内に窒素ガスを送り込むことにより、圧力容器2内を所定の高圧にする。また、ガス容器12から圧力容器2内に窒素ガスを導く管路の途中には、減圧弁14及び開閉弁16が直列に設けられている。この開閉弁16を開放することにより、窒素ガスを圧力容器2内に送り込み、圧力容器2内の圧力を減圧弁14によって設定される所定の圧力に加圧することができる。本実施形態においては、ワークWを急冷する際に、圧力容器2内の圧力を、ゲージ圧で3MPaに加圧している。圧力容器2内の圧力は、熱処理すべきワークWや、必要とされる熱処理条件に応じて、ゲージ圧で約0.1乃至30MPa(1.02〜306kg/cm2)に設定することができ、加圧の効果及び熱処理設備の経済性を考慮すれば、ゲージ圧で約0.3乃至3MPa(3.06〜30.6kg/cm2)に設定するのがより好ましい。
The
プロペラ18は、圧力容器2下部の熱処理油が入っている冷却槽として機能する部分に配置されている。また、プロペラ18は、モーター20によって駆動され、熱処理油を攪拌してワークWを急冷する際に冷却槽内の熱処理油の温度を均一にするように構成されている。
The
次に、本発明の第1実施形態による熱処理装置1の作用を説明する。まず、昇降機10のシャフト10aを圧力容器2から引き抜き、シャフト10aの先端にワークWを取付ける。本実施形態においては、ネジ込みによってシャフト10aの先端にワークWを取付けている。次に、ワークWを取付けたシャフト10aを圧力容器2に挿入し、圧力容器2を密閉する。
Next, the operation of the heat treatment apparatus 1 according to the first embodiment of the present invention will be described. First, the
シャフト10aを圧力容器2に挿入した後、昇降機10を、ワークWがヒーター6の内側に位置するまで下降させる。次いで、ヒーター6に電流を流し、ヒーター6の内側のワークWを加熱する。所定時間ヒーター6に電流を流し、ワークWを所定の温度まで加熱した後、適当なタイミングでヒーター6に流す電流を切る。ワークWを加熱する温度は、ワークWの材質に依存するが、本実施形態においては、ワークWを850゜Cになるまで加熱している。次に、モーター20を起動させ、プロペラ18を回転させて熱処理油を攪拌する。
After inserting the
一方、熱処理油を攪拌すると同時に、開閉弁16を開放することにより、ガス容器12内の窒素ガスを圧力容器2内に導入する。ガス容器12内には約15MPaの圧力の窒素ガスが収容されているが、窒素ガスは減圧弁14により約3MPa(30.6kg/cm2)まで減圧され、圧力容器2内に流入する。窒素ガスの流入により、圧力容器2内の圧力が約3MPaまで上昇すると、流入が停止するので、開閉弁16を閉鎖する。
On the other hand, nitrogen gas in the
圧力容器2内の圧力が所定圧力まで上昇したならば、昇降機10を下降させ、ワークWを熱処理油の中に浸漬させる。熱処理油の中に高温のワークWを浸漬させると、ワークWの熱によりワークW周囲の熱処理油が加熱される。本実施形態の熱処理装置1では、圧力容器2の内部が高圧に維持されているので、熱処理油が加熱されても熱処理油は気化しにくく、ワークWの周囲に熱処理油の蒸気膜が形成され難くなる。また、ワークWの周囲に熱処理油の蒸気膜が形成されたとしても、圧力容器2の内部は大気圧よりも非常に高い圧力であるため、蒸気膜の厚さは、周囲の圧力が大気圧である場合よりも非常に薄くなる。さらに、圧力容器2の内部が高圧であるため、蒸気膜を形成する熱処理油の蒸気の密度は、周囲の圧力が大気圧である場合よりも大きくなり、蒸気膜を通して伝導される熱量も大きくなる。また、プロペラ18による熱処理油の攪拌も、ワークW周囲の熱処理油の蒸気膜の形成を妨害するように作用する。
If the pressure in the pressure vessel 2 rises to a predetermined pressure, the
この結果、図3に示した冷却曲線のM点は、左上に移動して、蒸気膜段階は非常に短くなり、或いは無くなる。これにより、ワークWを熱処理油の中に浸漬させた直後から沸騰段階又は対流段階が開始して、ワークWは、非常に速い速度で冷却される。また、圧力容器2の内部を加圧したことによる効果は、ワークW全体に均一に及ぶので、ワークWの各部での冷却速度の差は少なくなる。さらに、本実施形態の熱処理装置による冷却では、冷却曲線のM点が無くなり、或いはその影響が殆ど無くなるので、熱処理油を冷却媒体として使用しながら、その冷却曲線は、冷却媒体の沸騰が起こらないガス冷却やソルトバスによる冷却と類似したものとなる。
続いて、ワークWの温度が所定温度まで低下するとワークWの熱処理が完了する。次いで、ガス放出弁26を開放して、圧力容器2内の圧力を大気圧まで低下させた後、シャフト10aを圧力容器2から引き抜いて熱処理されたワークWを取り出す。
As a result, the point M of the cooling curve shown in FIG. 3 moves to the upper left, and the vapor film stage becomes very short or disappears. Thereby, the boiling stage or the convection stage starts immediately after the work W is immersed in the heat treatment oil, and the work W is cooled at a very high speed. Moreover, since the effect of pressurizing the inside of the pressure vessel 2 extends uniformly over the entire work W, the difference in the cooling rate at each part of the work W is reduced. Further, in the cooling by the heat treatment apparatus of the present embodiment, the M point of the cooling curve is eliminated or the influence thereof is almost eliminated, so that the cooling curve does not occur in the cooling curve while using the heat treatment oil as the cooling medium. It is similar to gas cooling or salt bath cooling.
Subsequently, when the temperature of the workpiece W is lowered to a predetermined temperature, the heat treatment of the workpiece W is completed. Next, the
本発明の第1実施形態の熱処理装置によれば、冷却開始直後におけるワークW周囲の蒸気膜の形成を抑制するので、冷却開始直後にワークWから熱処理油に移動する熱量を大きくすることができ、ワークWの冷却速度を高めることが可能になる。これにより、質の高い熱処理を行うことが可能になる。 According to the heat treatment apparatus of the first embodiment of the present invention, since the formation of a vapor film around the work W immediately after the start of cooling is suppressed, the amount of heat transferred from the work W to the heat treatment oil immediately after the start of cooling can be increased. The cooling rate of the workpiece W can be increased. This makes it possible to perform high-quality heat treatment.
また、本実施形態の熱処理装置によれば、圧力容器内を加圧したことによる効果が、ワークW全体に均一に及ぶため、ワークWの各部での冷却速度の差は少なくなり、焼入れ歪の発生を抑制することができる。
さらに、本実施形態の熱処理装置によれば、熱処理油を冷却媒体として使用しながら、その冷却曲線が、ガス冷却やソルトバスによる冷却と類似したものとなるので、冷却液、冷却ガス、ソルト等による冷却の長所を併せ持った熱処理を実現することができる。
In addition, according to the heat treatment apparatus of the present embodiment, the effect of pressurizing the inside of the pressure vessel is uniformly applied to the entire work W. Therefore, the difference in the cooling rate in each part of the work W is reduced, and quenching distortion is reduced. Occurrence can be suppressed.
Furthermore, according to the heat treatment apparatus of the present embodiment, while using the heat treatment oil as a cooling medium, its cooling curve is similar to that of gas cooling or cooling by a salt bath, so that the coolant, cooling gas, salt, etc. Heat treatment that combines the advantages of cooling with can be realized.
また、上述した実施形態においては、圧力容器の一部を冷却槽として使用しているが、冷却槽を別体で構成し、それを圧力容器の中に配置しても良い。なお、本明細書において、「圧力室の中に収容された冷却槽」とは、本実施形態のように圧力室の一部を冷却槽として使用する場合を含むものとする。
さらに、上述した実施形態においては、ワークを加熱した後、圧力容器内を加圧し、ワークを冷却液に投入して急冷していたが、圧力容器内を加圧した後でワークを加熱するようにしても良い。
In the above-described embodiment, a part of the pressure vessel is used as a cooling tank. However, the cooling tank may be configured separately and disposed in the pressure vessel. In the present specification, the “cooling tank accommodated in the pressure chamber” includes a case where a part of the pressure chamber is used as a cooling tank as in the present embodiment.
Furthermore, in the above-described embodiment, after heating the workpiece, the inside of the pressure vessel is pressurized, and the workpiece is put into a cooling liquid to be rapidly cooled. However, after the inside of the pressure vessel is pressurized, the workpiece is heated. Anyway.
また、上述した実施形態においては、電気ヒーターによってワークを加熱していたが、燃焼ガスや、高周波電流を流した高周波コイル等によってワークを加熱するように構成することもできる。また、上述した実施形態においては、プロペラによって冷却液を攪拌していたが、噴流攪拌機、振動攪拌機等、任意の攪拌手段を使用することができる。
さらに、上述した実施形態においては、熱処理油の温度を、水冷ジャケット(図示せず)、及び熱処理油用ヒーター(図示せず)によって調整しているが、熱処理油を外部の熱交換器に循環させて温度を調整するように構成することもできる。
In the above-described embodiment, the workpiece is heated by the electric heater. However, the workpiece may be heated by a combustion gas, a high-frequency coil through which a high-frequency current is passed, or the like. In the above-described embodiment, the coolant is stirred by the propeller, but any stirring means such as a jet stirrer or a vibration stirrer can be used.
Furthermore, in the embodiment described above, the temperature of the heat treatment oil is adjusted by a water cooling jacket (not shown) and a heat treatment oil heater (not shown), but the heat treatment oil is circulated to an external heat exchanger. It is also possible to adjust the temperature.
また、上述した実施形態では、窒素ガスを流入させることにより圧力容器内を加圧していたが、導入するガスとして、アルゴンガス等の不活性ガス、空気、二酸化炭素ガス、窒素と水素、窒素と一酸化炭素、窒素と二酸化炭素等の混合ガス等を使用することができる。なお、活性ガスを不活性ガスと混合して使用する場合には、爆発限度内の割合でそれらを混合して使用するのが良い。また、上述した実施形態では、加圧する手段としてガス容器内の圧力を利用しているが、液化ガスを使用する場合や、使用するガスの種類、使用する圧力によっては、昇圧機等を利用して圧力容器内を加圧することもできる。 In the above-described embodiment, the inside of the pressure vessel is pressurized by flowing nitrogen gas, but as introduced gas, inert gas such as argon gas, air, carbon dioxide gas, nitrogen and hydrogen, nitrogen and Carbon monoxide, a mixed gas of nitrogen and carbon dioxide, or the like can be used. In addition, when using an active gas mixed with an inert gas, it is good to mix and use them in the ratio within an explosion limit. In the above-described embodiment, the pressure in the gas container is used as a means for pressurization. However, when a liquefied gas is used, or depending on the type of gas used and the pressure used, a booster or the like is used. The pressure vessel can be pressurized.
或いは、ガス容器や昇圧機等を使用せずに圧力容器内を加圧することもできる。即ち、密閉した圧力容器内でガスを加熱すると、温度上昇によりガスが膨張し圧力容器内の圧力が上昇する。この場合には、ガスを加熱するヒーターが加圧手段として作用する。なお、本明細書において、「ガス容器」の用語は、小容器、中容器等、ガスを収容した容器の総称として使用している。 Alternatively, the inside of the pressure vessel can be pressurized without using a gas vessel or a booster. That is, when the gas is heated in the sealed pressure vessel, the gas expands due to the temperature rise, and the pressure in the pressure vessel rises. In this case, the heater for heating the gas acts as a pressurizing means. In the present specification, the term “gas container” is used as a general term for containers containing gas, such as small containers and medium containers.
さらに、上述した実施形態では、冷却液として熱処理油を使用していたが、熱処理油の他に、マルテンパー油、水、水溶性冷却材等、種々の液体を冷却液として使用することができる。なお、冷却液として熱処理油を使用する場合には、熱処理油の温度をホット(100〜200゜C)、セミホット(100〜130゜C)、コールド(常温〜80゜C)に調整して熱処理が行われ、マルテンパー油を使用する場合には150〜300゜C、水を使用する場合には10〜35゜C程度に調整して熱処理が行われる場合が多いが、これ以外の温度で熱処理を行うこともできる。 Furthermore, in the above-described embodiment, the heat treatment oil is used as the cooling liquid. However, in addition to the heat treatment oil, various liquids such as martemper oil, water, and a water-soluble coolant can be used as the cooling liquid. When heat-treated oil is used as the coolant, the heat-treated oil is adjusted to hot (100 to 200 ° C), semi-hot (100 to 130 ° C), or cold (room temperature to 80 ° C) for heat treatment. When using martemper oil, heat treatment is often carried out by adjusting the temperature to about 150-300 ° C, and when using water, about 10-35 ° C. Can also be done.
また、本実施形態の熱処理装置は、ガス浸炭、光輝焼入れ等、種々の熱処理に供される。例えば、本実施形態の熱処理装置は、自動車関連部品では、クラッチプレート、薄物歯車、シャフト、クランクシャフト、ベアリング、タペット等の金属製品の熱処理に、工作機械ではギヤ、シャフト、歯車等に、建設機械ではキャタピラ(商標)等の熱処理に使用することができる。さらに、本実施形態の熱処理装置は、金型、ゲージ等の工具類、ボルト、ドリル、金属バット、弓、ゴルフ用品等の熱処理にも使用することができる。また、本実施形態の熱処理装置によれば、炭素鋼、ステンレス鋼等の合金、アルミ合金等、任意の鉄及び非鉄金属部品の熱処理を行うことができる。 Further, the heat treatment apparatus of the present embodiment is subjected to various heat treatments such as gas carburization and bright quenching. For example, the heat treatment apparatus according to the present embodiment is used for heat treatment of metal products such as clutch plates, thin gears, shafts, crankshafts, bearings, tappets in automobile-related parts, and in construction machines, such as gears, shafts, gears, etc. in machine tools. Then, it can be used for heat treatment such as Caterpillar (trademark). Furthermore, the heat treatment apparatus of this embodiment can also be used for heat treatment of tools such as dies, gauges, bolts, drills, metal bats, bows, golf equipment, and the like. Moreover, according to the heat treatment apparatus of the present embodiment, heat treatment can be performed on any ferrous and non-ferrous metal parts such as an alloy such as carbon steel and stainless steel, an aluminum alloy, and the like.
さらに、上述した本発明の第1実施形態による熱処理装置では、冷却槽の中には熱処理油のみが入れられていたが、変形例として、熱処理油の中に粒状物を混入しておいても良い。この変形例によれば、ワークの急冷時に粒状物を混入させた熱処理油を冷却槽の中で攪拌すると、熱処理油と共に粒状物がワークに衝突するので、ワーク周囲の蒸気膜は、より破壊されやすくなるため、ワークの冷却速度を上昇させることができる。熱処理油の中に混入させる粒状物としては、例えば、平均粒径約0.1μm乃至3mm、嵩比重約0.5乃至16の粒子等を使用することができる。また、粒状物の材質としては、鉄、酸化鉄、砂、タングステン、炭化ケイ素、酸化ケイ素、カーボンファイバ等を使用することができる。 Furthermore, in the heat treatment apparatus according to the first embodiment of the present invention described above, only the heat treatment oil is put in the cooling tank. However, as a modification, it is possible to mix particulate matter in the heat treatment oil. good. According to this modified example, when the heat-treated oil mixed with the particulate matter during the rapid cooling of the workpiece is stirred in the cooling tank, the particulate matter collides with the workpiece together with the heat-treated oil, so that the vapor film around the workpiece is more destroyed. Since it becomes easy, the cooling rate of a workpiece | work can be raised. As the particulate matter mixed in the heat-treated oil, for example, particles having an average particle diameter of about 0.1 μm to 3 mm and a bulk specific gravity of about 0.5 to 16 can be used. Moreover, iron, iron oxide, sand, tungsten, silicon carbide, silicon oxide, carbon fiber, etc. can be used as the material of the granular material.
次に、図2を参照して、本発明の第2実施形態による熱処理装置を説明する。本発明の第2実施形態による熱処理装置は、大型の圧力室を備え、大量のワークW又は大型のワークWを熱処理できる点が、本発明の第1実施形態とは異なる。従って、ここでは、本発明の第2実施形態の第1実施形態とは異なる点のみを説明し、同様な点については説明を省略する。 Next, a heat treatment apparatus according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The heat treatment apparatus according to the second embodiment of the present invention is different from the first embodiment of the present invention in that it includes a large pressure chamber and can heat a large amount of workpieces W or large workpieces W. Accordingly, here, only the points of the second embodiment of the present invention that are different from the first embodiment will be described, and description of similar points will be omitted.
図2は、本発明の第2実施形態による熱処理装置の概略断面図である。図2に示すように、本実施形態の熱処理装置100は、圧力室である圧力容器102と、加熱手段であるヒーター106と、断熱材で形成された加熱室108と、圧力容器102の下流側下部に収容された熱処理油104に被処理物であるワークWを投入する投入手段である昇降機110と、を有する。さらに、本実施形態の熱処理装置100は、ガス容器112と、減圧弁114と、開閉弁116と、を有する。ガス容器112、減圧弁114及び開閉弁116は、加圧手段を構成する。また、本実施形態の熱処理装置100は、冷却液を攪拌するプロペラ118と、モーター120と、を有する。プロペラ118及びモーター120は、攪拌手段を構成する。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a heat treatment apparatus according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, the
圧力容器102は、水平方向に延びる概ね円筒形の本体部102aと、その両端に形成された搬入口102b及び搬出口102cと、本体部102aの下流側から鉛直下方に延びる冷却槽部102dと、を有する。冷却槽部102dは、圧力容器102の本体部102aと連続して形成された円柱状の容器であり、その中に冷却液である熱処理油104が入れられ、冷却槽として機能する。また、冷却槽部102dの底部には、プロペラ118及びモーター120が設けられ、冷却槽部102d内の熱処理油104を攪拌できるようになっている。
The
また、圧力容器102の上流側及び下流側には、圧力容器102内の圧力が過度に上昇したとき、圧力容器102が破裂するのを防止する安全弁であるラプチャーデスク122が、夫々取付けられている。さらに、圧力容器102の上流側及び下流側には、搬入口102b又は搬出口102cを開放する場合等に、圧力容器102内部のガスを放出し、圧力容器102内を大気圧に復帰させるガス放出弁123が夫々取付けられている。
さらに、圧力容器102の内部には、ワークWを搬入口102bから搬出口102cまで搬送する搬送ローラ124が、水平方向に多数配置されている。搬送ローラ124は、ワークWの両端部でワークWを支持し、各々回転駆動されることによって、ワークWを搬入口102bから搬出口102c(上流側から下流側)まで搬送する。
Further, on the upstream side and the downstream side of the
Furthermore, inside the
また、圧力容器102内の加熱室108の両側には、ホークローダー126a及びホークアンローダー126bが夫々配置されている。ホークローダー126aは、両側の搬送ローラ124の間に配置されており、ワークWを加熱室108に入れるとき、搬送ローラ124よりも上まで上昇するように構成されている。ワークWを加熱室108に入れるときは、ホークローダー126aが上昇して、ワークWが、ホークローダー126aのホークの上に載せられ、ホークリフトのように作用して、ワークWを加熱室108内の支持台128の上に載せるように構成されている。同様に、ホークアンローダー126bは、ホークリフトのように作用して、支持台128の上のワークWを、加熱室108の下流側の搬送ローラ124に載せるように構成されている。
Further, a
また、断熱材で形成された加熱室108は、断熱材を取付けた入口扉108a及び出口扉108bを有しており、ワークWを加熱する際それらを閉じて、加熱室108内の熱が外部に逃げないようにしている。さらに、加熱室108の内部には、複数のヒーター106が挿入されており、加熱室108内に搬入されたワークWを所定温度に加熱するように構成されている。また、加熱室108の上方には、炉内攪拌手段129が配置されている。炉内攪拌手段129は、加熱室108内部に配置されたパドル129aを回転させて、加熱室108内のガスを攪拌し、ワークWの温度を均一に上昇させる。
The heating chamber 108 formed of a heat insulating material has an
さらに、圧力容器102の内部には、冷却槽部102dに隣接して、圧力容器102の上流側と下流側を隔てる隔壁130が設けられている。この隔壁130には、ワークWを冷却槽部102dに搬入する際に開かれる油煙防止扉132が設けられている。ワークWを冷却槽部102dで熱処理する際に生じる油煙は、この隔壁130及び油煙防止扉132によって遮断されるので、圧力容器102の上流側の機材の油煙による汚染が防止される。
また、昇降機110は、隔壁130に隣接して、圧力容器102の冷却槽部102d側に配置されている。昇降機110の上面には、多数の搬送ローラが設けられており、隔壁130を通過したワークWは、この搬送ローラによって昇降機110の中央まで移動される。また、昇降機110は、ワークWを載せた後、昇降機構(図示せず)によって、想像線で示す位置まで下降され、ワークWを熱処理油104の中に浸漬させるように構成されている。
Further, a
Further, the
プロペラ118は、圧力容器102の冷却槽部102dの底部に配置されている。また、モーター120は、冷却槽部102dの下方に配置されており、プロペラ118を駆動することにより熱処理油を攪拌し、ワークWを急冷する際に冷却槽部102d内の熱処理油104の温度を均一にするように構成されている。さらに、圧力容器102の冷却槽部102dの外側には、水冷ジャケット134が取付けられており、熱処理油104の温度を所定温度に維持している。
The
さらに、ガス容器112には、高圧の窒素ガスが入れられており、窒素ガスを隔壁130の両側に送り込むことにより、圧力容器102の内部全体を所定の高圧にする。また、減圧弁114及び開閉弁116は、圧力容器102内に窒素ガスを導く管路の途中に設けられ、ガス容器112内のガスを所定の圧力にして圧力容器102内に導入するように構成されている。
Further, high-pressure nitrogen gas is put in the
次に、本発明の第2実施形態による熱処理装置100の作用を説明する。ここでは、一例として、金属製の歯車を被処理物として熱処理する場合を説明する。まず、切削加工等により形成され、脱脂洗浄等の前処理を施した多数の歯車を熱処理用のバスケットの中に収容したものを、熱処理すべきワークとして準備する。次に、圧力容器102の搬入口102bを開放する。さらに、搬送ローラ124を作動させ、ワークWを圧力容器102の中に移動させた後、搬入口102bが閉鎖される。さらに、各ガス放出弁123を開放した状態で、ガス容器112から窒素ガスを圧力容器102内に導入し、圧力容器102内の空気を圧力容器102の外に排出させる。所定時間窒素ガスを導入した後、各ガス放出弁123を閉鎖して、圧力容器102を密閉する。
Next, the operation of the
圧力容器102内に移動されたワークWは、搬送ローラ124によってホークローダー126aの上方まで搬送される。ワークWがホークローダー126aの上方に到達すると、ホークローダー126aが、両側の搬送ローラ124の間から上方にせり上がり、搬送ローラ124よりも僅かに上方までワークWを上昇させる。ワークWが持ち上げられ、搬送ローラ124から離れると、ホークローダー126aのホークが、ワークWを載せたまま加熱室108の方に移動し、ワークWを加熱室108の中に搬入する。ホークローダー126aのホークが移動して、ワークWが加熱室108内の支持台128の上方まで達すると、ホークは下降される。ホークローダー126aのホークが下降されると、ホークは支持台128の上面に設けられた溝(図示せず)の中に受け入れられる。これにより、ワークWは、その底面のホークに当接していなかった面で支持台128の上面に支持され、支持台128の上に載せられる。ワークWを支持台128の上に載せると、ホークローダー126aは、ホークを加熱室108外へ引き戻し、搬送ローラ124の下方へ下降させる。
The workpiece W moved into the
ワークWが支持台128の上に載せられると、加熱室108の入口扉108a及び出口扉108bが閉鎖される。次いで、ヒーター106に通電され、ワークWが加熱される。炉内攪拌手段129は、加熱室108内のパドル129aを回転させ、加熱室108内の窒素ガスを攪拌し、ワークW全体が均一に加熱されるようにする。ワークWが所定時間加熱され、所定温度に達すると、ヒーター106への通電が停止され、出口扉108bが開放される。出口扉108bが開放されると、ホークアンローダー126bが、ホークローダー126aと同様に作用して、ワークWを加熱室108から取り出し、ワークWを、加熱室108の下流側の搬送ローラ124の上に載せる。
When the workpiece W is placed on the
搬送ローラ124の上に載せられたワークWは、搬送ローラ124によって、昇降機110の上まで移動される。ワークWが昇降機110の上に載せられると、開閉弁116が開放され、圧力容器102内に窒素ガスが導入される。圧力容器102内に窒素ガスが導入されると、ガス放出弁123が閉鎖されているため、圧力容器102内の圧力は、減圧弁114によって規定される所定の圧力まで上昇する。圧力容器102内の圧力が所定の圧力に到達すると、開閉弁116が閉鎖される。
The workpiece W placed on the
次に、ワークWを載せた昇降機110は下降を開始すると共に、油煙防止扉132は閉鎖される。油煙防止扉132が閉鎖された後、ワークWは、圧力容器102の冷却槽部102dの中の熱処理油104に浸漬され冷却される。ワークWが熱処理油によって冷却される作用は、第1実施形態と同様であるので説明を省略する。また、ワークWの冷却時に発生する熱処理油の蒸気(油煙)は、隔壁130及び油煙防止扉132によって圧力容器102の下流側に隔離され、上流側に配置された加熱室108やその中のヒーター106等の機材が、油煙によって汚染されるのが防止される。
Next, the
ワークWが所定温度まで冷却されると、昇降機110は、ワークWをもとの位置まで上昇させる。次いで、ガス放出弁123を開放し、加圧された圧力容器102内の圧力を大気圧まで低下させる。圧力容器102内の圧力が大気圧まで低下された後、搬出口102cが開かれ、ワークWは、搬送ローラ124によって搬出口から搬出される。
When the workpiece W is cooled to a predetermined temperature, the
本発明の第2実施形態の熱処理装置によれば、ワークWの冷却速度を高めることができ、又は、バスケットの中に収容された各歯車を均一に冷却することができる。また、本実施形態の熱処理装置によれば、大量の部品を順次熱処理することができる。 According to the heat processing apparatus of 2nd Embodiment of this invention, the cooling rate of the workpiece | work W can be raised, or each gear accommodated in the basket can be cooled uniformly. In addition, according to the heat treatment apparatus of the present embodiment, it is possible to sequentially heat a large number of parts.
なお、上述した実施形態では、加熱手段及び冷却槽を収容した圧力容器を加圧していたが、変形例として、図2に示す熱処理装置において、隔壁130及び油煙防止扉132を、加圧に耐える構造とし、冷却槽部102dの部分だけを圧力室として加圧するように構成することもできる。この場合には、加圧する部分以外は、必ずしも気密性がある必要はなく、適用によっては大気に開放された状態であっても良い。
In the above-described embodiment, the pressure vessel containing the heating means and the cooling tank is pressurized. However, as a modification, in the heat treatment apparatus shown in FIG. It is also possible to adopt a structure in which only the
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、上述した実施形態に種々の変更を加えることができる。 As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, a various change can be added to embodiment mentioned above.
W ワーク
1 本発明の第1実施形態の熱処理装置
2 圧力容器
4 熱処理油
6 ヒーター
8 断熱材
10 昇降機
12 ガス容器
14 減圧弁
16 開閉弁
18 プロペラ
20 モーター
22 安全弁
23 観察窓
24 シール
26 ガス放出弁
100 本発明の第2実施形態による熱処理装置
102 圧力容器
102a 本体部
102b 搬入口
102c 搬出口
102d 冷却槽部
104 熱処理油
106 ヒーター
108 加熱室
108a 入口扉
108b 出口扉
110 昇降機
112 ガス容器
114 減圧弁
116 開閉弁
118 プロペラ
120 モーター
122 ラプチャーデスク
123 ガス放出弁
124 搬送ローラ
126a ホークローダー
126b ホークアンローダー
128 支持台
129 炉内攪拌手段
129a パドル
130 隔壁
132 油煙防止扉
W Work 1 Heat treatment apparatus according to the first embodiment of the present invention 2
Claims (7)
この加熱手段によって加熱された被処理物を冷却するための冷却液を入れた冷却槽と、
少なくとも上記冷却槽を収容した圧力室と、
この圧力室の内部を加圧する加圧手段と、
上記加熱手段によって加熱された被処理物を、上記加圧手段によって加圧された上記圧力室の中に収容された上記冷却槽の中に入れる投入手段と、
を有することを特徴とする熱処理装置。 A heating means for heating the workpiece;
A cooling tank containing a coolant for cooling the object heated by the heating means;
A pressure chamber containing at least the cooling tank;
A pressurizing means for pressurizing the inside of the pressure chamber;
A charging unit that puts an object heated by the heating unit into the cooling tank accommodated in the pressure chamber pressurized by the pressurizing unit;
The heat processing apparatus characterized by having.
形成された上記部品を、加熱手段によって加熱する段階と、
上記部品が搬入された、冷却液が入った冷却槽を収容した圧力室内の圧力を、加圧手段によって加圧する段階と、
加熱された上記部品を、冷却槽の冷却液の中に入れる段階と、
を有することを特徴とする熱処理部品の製造方法。 Forming a part to be heat-treated;
Heating the formed part by a heating means;
A step of pressurizing the pressure in the pressure chamber containing the cooling tank containing the cooling liquid in which the above-mentioned components are carried, by a pressurizing unit;
Placing the heated part in the coolant of the cooling bath;
A method for producing a heat-treated component, comprising:
形成された上記部品を、圧力室内に搬入する段階と、
上記圧力室を密閉する段階と、
上記圧力室内の圧力を、加圧手段によって加圧する段階と、
上記圧力室内に搬入された熱処理すべき上記部品を、加熱手段によって加熱する段階と、
加熱された上記部品を、上記圧力室内に収容された、冷却液が入った冷却槽に入れる段階と、
を有することを特徴とする熱処理部品の製造方法。 Forming a part to be heat-treated;
Carrying the formed parts into a pressure chamber;
Sealing the pressure chamber;
Pressurizing the pressure in the pressure chamber by a pressurizing means;
Heating the component to be heat-treated carried into the pressure chamber by a heating means;
Placing the heated part in a cooling bath containing a coolant, contained in the pressure chamber;
A method for producing a heat-treated component, comprising:
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