JP2008069432A - Quenting device and quenting method - Google Patents

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Tatsuya Masuda
達也 増田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To stabilize a heat treatment quality even when the air quenching is performed. <P>SOLUTION: Air is fed from one side by a fan 1 to an aluminum alloy-made cylindrical workpiece W after the solution heat treatment. A hollow air flow transducer 3 is arranged on the workpiece W opposite to the fan 1. The air flow transducer 3 takes in a part of the air from the fan 1 from an air introduction port 5a by inserting an air introduction pipe 5 in the workpiece W, ejects the taken-in air from an air discharge port 7a of an air discharge pipe 7 via an air communication pipe 9 at a downstream side end, and blows the air toward the other end face Wc of the workpiece W. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、ワークに対し気体を吹き付けて焼入れを行う焼入れ装置および焼入れ方法に関する。   The present invention relates to a quenching apparatus and a quenching method for performing quenching by blowing a gas onto a workpiece.

近年、例えば自動車用エンジンのアルミニウム合金からなる軽量化したシリンダブロックは、高強度化のため、鋳造後のアルミシリンダブロックに対して溶体化処理を実施した後、焼入れに続いて人工時効硬化を行うT6熱処理やT7熱処理の要求が高まっている。   In recent years, for example, a lightweight cylinder block made of an aluminum alloy of an automobile engine is subjected to a solution treatment on an aluminum cylinder block after casting, and then subjected to artificial age hardening following quenching to increase the strength. There is an increasing demand for T6 heat treatment and T7 heat treatment.

しかしながら、エンジンのシリンダブロックは、大物で複雑な形状であることから、焼入れ方法が、例えば下記特許文献1に記載されているような水焼入れの場合には、比較的急速な冷却がなされることから、変形や割れが発生し、またシリンダボアに鋳鉄製ライナを鋳込んだ場合には、シリンダブロック本体からの鋳鉄製ライナの剥がれなどの不具合が発生しやすいものとなっている。
特開平2000−239776号公報(段落0006参照)
However, since the cylinder block of the engine is a large and complex shape, when the quenching method is water quenching as described in Patent Document 1 below, for example, relatively rapid cooling is performed. Therefore, deformation and cracking occur, and when a cast iron liner is cast into the cylinder bore, problems such as peeling of the cast iron liner from the cylinder block main body are likely to occur.
Japanese Patent Laid-Open No. 2000-239776 (see paragraph 0006)

このため、上記した不具合を解消すべく、水焼入れに比較して冷却速度が緩やかとなる空気焼入れを実施する場合がある。   For this reason, in order to eliminate the above-described problems, air quenching in which the cooling rate is slower than water quenching may be performed.

しかしながら、空気焼入れは、冷却媒体として空気をワークに吹き付けて行うため、吹き付ける方向、速度、空気量といった条件によって熱処理品質(機械的性質)に大きな差が出やすい。また、この差は、上記した条件が要因となるだけでなく、同一ワーク内の部位毎にも発生する。   However, since air quenching is performed by blowing air as a cooling medium onto a workpiece, a large difference in heat treatment quality (mechanical properties) tends to occur depending on conditions such as blowing direction, speed, and amount of air. Further, this difference is not only caused by the above-described conditions, but also occurs for each part within the same workpiece.

そこで、本発明は、気体を用いた焼入れを行った場合でも、熱処理品質を安定化させることを目的としている。   Accordingly, an object of the present invention is to stabilize the quality of heat treatment even when quenching using a gas is performed.

本発明は、ワークに対しその一方の端部から、気体送風手段により気体を吹き付けて焼入れを行う際に、前記吹き付けた気体の一部の流れの向きを、前記吹き付けた方向と逆方向に変えつつ案内して前記ワークの他方の端部に向けて吹き付けて焼き入れを行う気体案内部材を設けたことを最も主要な特徴とする。   The present invention changes the direction of the flow of a part of the sprayed gas to a direction opposite to the sprayed direction when performing quenching by blowing the gas from one end of the work with the gas blowing means. The main feature is that a gas guide member is provided that performs quenching by blowing toward the other end of the workpiece while being guided.

本発明によれば、ワークに対し、一方の端部に気体を吹き付けるとともに、他方の端部に対しても前記気体の一部の流れの向きを変えて吹き付けるようにしたので、ワークの一方側からのみ気体を吹き付ける場合に比較して、ワーク全体の熱処理品質を高めることができる。この際、本発明では、気体を吹き付ける気体送風手段を、ワークの一方側にのみ設けているので、駆動電力量が少なくて済み、焼入れ装置全体の構成も簡素化できる。   According to the present invention, the gas is blown to one end portion of the work, and the other end portion is also blown by changing the flow direction of a part of the gas. Compared with the case where the gas is blown only from the heat treatment quality of the entire workpiece can be improved. At this time, in the present invention, since the gas blowing means for blowing the gas is provided only on one side of the workpiece, the amount of driving electric power is small and the configuration of the entire quenching apparatus can be simplified.

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1(a)は、本発明の一実施形態に係わる焼入れ装置の概要図、図1(b)は、図1(a)のA−A矢視断面図である。ワークWは、両端が開口した中空部材としての円筒体であり、アルミニウム合金製の鋳物で構成されている。この鋳物からなるワークWは、鋳造後に溶体化処理を実施した後、図1(a)のように気体としての空気を吹き付けて行う空気焼入れを行う。空気焼入れ後は、人工時効硬化処理を行う。   Fig.1 (a) is a schematic diagram of the hardening apparatus concerning one Embodiment of this invention, FIG.1 (b) is AA arrow sectional drawing of Fig.1 (a). The workpiece W is a cylindrical body as a hollow member having both ends opened, and is made of an aluminum alloy casting. The workpiece W made of this casting is subjected to a solution treatment after casting, and then air quenching is performed by blowing air as a gas as shown in FIG. After air quenching, artificial age hardening is performed.

溶体化処理は、鋳造での自然凝固で析出物に寄与する微量元素のMg,Cuなどが偏って固まった状態となっているものを、高い温度で均一に拡散させることを狙いとしている。その後の焼入れは、溶体化で均一に分散したMg,Cuなどを、温度を下げることでその状態で凍結させる。最後の人工時効硬化処理は、析出層を均一化させつつ析出を完了・安定化させるために実施する。   The solution treatment is aimed at uniformly diffusing solid elements such as Mg and Cu, which contribute to precipitates due to natural solidification in casting, at a high temperature. Subsequent quenching involves freezing Mg, Cu, etc., uniformly dispersed in solution, in that state by lowering the temperature. The final artificial age hardening treatment is performed in order to complete and stabilize the precipitation while making the precipitation layer uniform.

本焼入れ装置は、ワークWの図1(a)中で左側の一方の端部側に設置してある気体送風手段としての空気供給用のファン1と、ワークWの内部に一部を挿入して設置する気体案内部材としての中空状の空気流れ変換具3とをそれぞれ備えている。   This quenching apparatus inserts a part of air into the work W and a fan 1 for supplying air as a gas blowing means installed on one end side on the left side of the work W in FIG. And a hollow air flow converter 3 as a gas guide member to be installed.

空気流れ変換具3は、ファン1によって供給され流れてくる空気の一部を受け入れる気体導入部としての空気導入管5と、この空気導入管5に対して連通して屈曲し、ワークWの図1(a)中で右側の端部に向けて空気の一部を放出する気体放出部としての空気放出管7とを備えている。   The air flow conversion tool 3 is bent in communication with the air introduction pipe 5 as a gas introduction section that receives a part of the air supplied and supplied by the fan 1 and the air introduction pipe 5. 1 (a) is provided with an air discharge pipe 7 as a gas discharge portion that discharges a part of air toward the right end portion.

空気導入管5は、ファン1側に対応する一端側の気体導入口としての空気導入口5aがワークW内での一方の端部の開口Wa近傍となるようワークW内に軸芯を合わせた状態で挿入し、ファン1と反対側の他端側をワークWの他方の端部の開口Wbから外部に突出させる。この際、空気導入管5とワークWの内壁との間には、環状の隙間11を設けておく。   The air introduction pipe 5 has its axis aligned within the workpiece W so that the air introduction port 5a as the gas introduction port on one end side corresponding to the fan 1 side is in the vicinity of the opening Wa at one end in the workpiece W. The other end side opposite to the fan 1 is protruded to the outside from the opening Wb at the other end portion of the work W. At this time, an annular gap 11 is provided between the air introduction pipe 5 and the inner wall of the workpiece W.

上記した空気導入管5の外部への突出端部から、外側へ屈曲する気体連通部としての環状の空気連通管9を連通接続し、さらにこの空気連通管9の外側端部から、前記した空気放出管7を連通接続する。   An annular air communication tube 9 as a gas communication portion bent outward is communicated from the projecting end portion of the air introduction tube 5 to the outside, and the above-described air is connected from the outer end portion of the air communication tube 9. The discharge pipe 7 is connected in communication.

空気放出管7は、空気導入管5と平行でかつ、空気導入管5の周囲を囲むように環状に形成してあり、その先端の空気放出口7aをワークWの開口Wbの外側のワークWの端面Wcに指向している。すなわち、ワークWの環状の端面Wcに対向するように、空気放出管7の環状の気放出口7aが配置されている。   The air discharge pipe 7 is formed in an annular shape so as to be parallel to the air introduction pipe 5 and surround the periphery of the air introduction pipe 5, and the air discharge port 7 a at the tip thereof is formed on the work W outside the opening Wb of the work W. Directed to the end face Wc. That is, the annular air discharge port 7a of the air discharge tube 7 is disposed so as to face the annular end surface Wc of the workpiece W.

環状の空気連通管9には、空気導入管5と空気放出管7との間で空気導入管5の周囲を囲むように、円周方向に沿って複数(ここでは5個)の貫通孔9aを設けている。この貫通孔9aは、空気連通管9を図1(a)中で左右方向に貫通するよう挿入した貫通管13で構成している。この貫通管13は、空気導入管5を図1(a)のようにワークW内に挿入した状態で、空気導入管5とワークWとの間の隙間11にほぼ対応した位置となる。   The annular air communication tube 9 includes a plurality of (here, five) through-holes 9a along the circumferential direction so as to surround the periphery of the air introduction tube 5 between the air introduction tube 5 and the air discharge tube 7. Is provided. This through-hole 9a is comprised by the through-tube 13 inserted so that the air communication pipe 9 might penetrate in the left-right direction in Fig.1 (a). The through pipe 13 is positioned substantially corresponding to the gap 11 between the air introduction pipe 5 and the work W in a state where the air introduction pipe 5 is inserted into the work W as shown in FIG.

次に、上記図1に示した焼入れ装置を用いたワークWに対する焼入れ動作を説明する。ファン1が回転することで、空気を矢印BのようにワークWに向けて供給し、この空気は、ワークWの内部および外部を通りファン1と反対側の他方の端部に向けてワークWの内外壁に沿って流れ、これによりワークWは、図1(a)中で左側の一方の端部から他方の端部に向けて徐々に冷却される。   Next, a quenching operation for the workpiece W using the quenching apparatus shown in FIG. 1 will be described. As the fan 1 rotates, air is supplied toward the workpiece W as indicated by an arrow B, and this air passes through the inside and outside of the workpiece W toward the other end opposite to the fan 1. Thus, the workpiece W is gradually cooled from one end portion on the left side to the other end portion in FIG.

そして、この冷却に要した空気のうちワークWの内部の隙間11を通過した空気の大部分は、その前方の空気連通管9に設けた貫通孔9aを通って空気流れ変換具3の外部に排出される。   And most of the air required for cooling that has passed through the gap 11 inside the workpiece W passes through the through hole 9a provided in the air communication pipe 9 in front of the air W and is outside the air flow converter 3. Discharged.

また、ファン1によって供給した上記空気のうちワークWの内部に流入した空気の一部は、空気流れ変換具3の空気導入管5内に流入し、空気連通管9を経て空気放出管7に達するよう向きを変えて案内され、その先端の空気放出口7aから噴出する。空気放出口7aから噴出した空気は、ワークWの端面Wcに向けて流れ、これによりワークWは、図1(a)中で右側の他方の端部付近が主に冷却される。   A part of the air supplied into the work W out of the air supplied by the fan 1 flows into the air introduction pipe 5 of the air flow converter 3 and enters the air discharge pipe 7 through the air communication pipe 9. The direction is changed so as to reach, and the air is ejected from the air discharge port 7a at the tip. The air ejected from the air discharge port 7a flows toward the end face Wc of the workpiece W, and as a result, the workpiece W is mainly cooled near the other end on the right side in FIG.

このように、本実施形態によれば、ワークWに対し、一方の端部からファン1によって空気を吹き付けるとともに、この吹き付けた空気の一部を、空気流れ変換具3の空気導入管5,空気連通管9および空気放出管7によって流れの向きを変えて他方の端部に向けて吹き付けるようにしたので、空気を用いた焼入れを行った場合でも、一方の端部からのみ空気を吹き付ける場合に比較して、熱処理品質を安定化させることができる。   As described above, according to the present embodiment, air is blown from one end to the work W by the fan 1, and a part of the blown air is blown into the air introduction pipe 5 of the air flow converter 3 and the air. Since the flow direction is changed by the communication pipe 9 and the air discharge pipe 7 and sprayed toward the other end, even when quenching using air is performed, air is blown only from one end. In comparison, the heat treatment quality can be stabilized.

この際、本実施形態では、ワークWの両側にファンやブロワなどの気体送風手段を設けておらず、一方側のみにファン1を設けているので、駆動電力量が少なくて済み、焼入れ装置全体の構成も簡素化できる。   At this time, in this embodiment, since the air blowing means such as a fan and a blower are not provided on both sides of the work W, and the fan 1 is provided only on one side, the drive power amount is small, and the entire quenching apparatus The configuration can be simplified.

上記のように、本実施形態では、水焼入れに代えて空気焼入れを行っているので、冷却作用が緩やかとなり、ワークWの変形や割れを防止することができ、またワークWが、後述するようなシリンダボアに鋳鉄製ライナを鋳込んだシリンダブロックの場合に、シリンダブロック本体からの鋳鉄製ライナの剥がれを防止することができる。   As described above, in the present embodiment, since air quenching is performed instead of water quenching, the cooling action is moderate, deformation and cracking of the workpiece W can be prevented, and the workpiece W is described later. In the case of a cylinder block in which a cast iron liner is cast into a simple cylinder bore, it is possible to prevent the cast iron liner from peeling off from the cylinder block body.

また、本実施形態では、空気導入管5は、その空気導入口5aが、ワークWの一方の端部近傍に位置しているので、ファン1から送出された直後の、ワークWによって温度上昇が抑えられた新鮮な空気を導入でき、この新鮮な空気をワークWの他方の端部に供給して冷却効果を高めることができる。   In this embodiment, since the air inlet 5a of the air introduction pipe 5 is located near one end of the work W, the temperature of the air introduction pipe 5 is increased by the work W immediately after being sent out from the fan 1. Suppressed fresh air can be introduced, and this fresh air can be supplied to the other end of the workpiece W to enhance the cooling effect.

また、ワークWは両端が開口した中空部材であり、この中空部材の内部に空気導入管5を配置したので、ワークWの内部空間を有効利用して空気流れ変換具3を設置することができる。例えば、空気導入管をワークWの外部に配して空気を案内するような構造とした場合には、空気流れ変換具自体が大型化するだけでなく、その設置スペースも広く必要となって冷却装置全体の大型化を招く。   In addition, since the workpiece W is a hollow member having both ends open, and the air introduction pipe 5 is disposed inside the hollow member, the air flow converter 3 can be installed by effectively using the internal space of the workpiece W. . For example, when the air introduction pipe is arranged outside the workpiece W to guide the air, not only the air flow converter itself is increased in size but also a large installation space is required for cooling. This leads to an increase in the size of the entire device.

さらに、本実施形態では、ファン1から送出されて冷却に要した空気のうち、ワークWの内部を通過した空気の大部分は、その前方の空気連通管9に設けた貫通孔9aを通って空気流れ変換具3の外部に排出されるので、冷却に要して温度上昇した空気の、ワークWの他方の端部に向かう流れを阻止でき、空気放出口7aから噴出する空気の流れの乱れを防止してワークWの他方の端部に対する冷却効率を高めることができる。   Further, in the present embodiment, most of the air sent from the fan 1 and required for cooling passes through the inside of the work W, and passes through the through hole 9a provided in the air communication pipe 9 in front of the work W. Since the air flow is discharged to the outside of the air flow converter 3, the flow of air that has risen in temperature for cooling can be prevented from flowing toward the other end of the work W, and the turbulence of the air discharged from the air discharge port 7a can be prevented. And the cooling efficiency for the other end of the workpiece W can be increased.

図2(a)は、前記したワークWをエンジンのシリンダブロック15として、このシリンダブロック15に対し、気体案内部材としての中空状の空気流れ変換具17を用いて空気焼入れを実施している状態を示す焼入れ装置の概要図である。図2(b)は、図2(a)のC−C矢視断面図である。   FIG. 2A shows a state in which the above-described workpiece W is used as an engine cylinder block 15 and air quenching is performed on the cylinder block 15 using a hollow air flow converter 17 as a gas guide member. It is a schematic diagram of the hardening apparatus which shows. FIG.2 (b) is CC sectional view taken on the line of Fig.2 (a).

上記したシリンダブロック15も、前記したワークWと同様に、アルミニウム合金製の鋳物として鋳造後に溶体化処理を実施した後、図2(a)のように、シリンダブロック15のクランクケース15a側に設置したファン1から、気体としての空気を吹き付けて行う空気焼入れを行い、空気焼入れ後は、人工時効硬化処理を行う。なお、このシリンダブロック15は、鋳造時にシリンダボア15bに鋳鉄製ライナを鋳込んだものとする。   Similarly to the workpiece W described above, the cylinder block 15 is also installed on the crankcase 15a side of the cylinder block 15 as shown in FIG. The air quenching performed by blowing air as a gas from the fan 1 is performed, and after the air quenching, an artificial age hardening treatment is performed. It is assumed that the cylinder block 15 has a cast iron liner cast into the cylinder bore 15b during casting.

シリンダブロック15は、図2(a)中で紙面に直交する方向に沿ってシリンダボア15bが4つ配列された直列4気筒エンジンのもので、これに対応して空気流れ変換具17は、気体導入部としての空気導入管21を4本備えている。   The cylinder block 15 is an in-line four-cylinder engine in which four cylinder bores 15b are arranged along the direction orthogonal to the paper surface in FIG. 2A. Four air introduction pipes 21 are provided.

この4本の空気導入管21を、ファン1側に対応する一端側の気体導入口としての空気導入口21aがシリンダボア15b内で軸方向ほぼ中央位置となるよう、シリンダヘッド取付面15c側からシリンダボア15b内に軸芯を合わせた状態で挿入する。挿入した空気導入管21は、他端側を、シリンダボア15bのシリンダヘッド取付面15c側の他方の端部の開口から外部に突出させる。この際、空気導入管21とシリンダボア15bの内壁との間には、環状の隙間23を設けておく。   The four air introduction pipes 21 are connected to the cylinder bore from the cylinder head mounting surface 15c side so that an air introduction port 21a as a gas introduction port on one end side corresponding to the fan 1 side is located at a substantially central position in the axial direction in the cylinder bore 15b. 15b is inserted with its axis aligned. The inserted air introduction tube 21 projects the other end side from the opening of the other end portion of the cylinder bore 15b on the cylinder head mounting surface 15c side to the outside. At this time, an annular gap 23 is provided between the air introduction pipe 21 and the inner wall of the cylinder bore 15b.

4本の空気導入管21の上記他端側に対応する基端部は、図2(b)に示すように、直方体形状の気体連通管としての空気連通管25に連通している。空気連通管25は、空気導入管21を図2(a)のようにシリンダボア15bに挿入した状態で、シリンダブロック15に対向する面の外形輪郭線が、シリンダブロック15の外形輪郭線とほぼ整合している。この空気連通管25の上記外形輪郭線の内側に、扁平の直方体形状からなる気体放出部としての空気放出管27を連通接続し、その先端の空気放出口27aを、シリンダブロック15のシリンダヘッド取付面15cに指向するよう配置している。   The base end portion corresponding to the other end side of the four air introduction pipes 21 communicates with an air communication pipe 25 as a rectangular parallelepiped-shaped gas communication pipe, as shown in FIG. In the air communication pipe 25, the outer contour line of the surface facing the cylinder block 15 is substantially aligned with the outer contour line of the cylinder block 15 with the air introduction pipe 21 inserted into the cylinder bore 15b as shown in FIG. is doing. An air discharge pipe 27 as a gas discharge portion having a flat rectangular parallelepiped shape is connected to the inside of the outer contour line of the air communication pipe 25, and an air discharge port 27a at the tip thereof is attached to the cylinder head of the cylinder block 15. It arrange | positions so that it may face in the surface 15c.

空気放出管27は、図2(b)に示すように、4本の空気導入管21の両側にそれぞれ設けるとともに、空気連通管25の長手方向(図2(b)中で左右方向)両端部にもそれぞれ設け、全部で10本存在する。そして、この10本の空気放出管27の先端のそれぞれの空気放出口27aを、シリンダブロック15のシリンダヘッド取付面15cに指向させる。   As shown in FIG. 2B, the air discharge pipes 27 are provided on both sides of the four air introduction pipes 21, and both ends of the longitudinal direction of the air communication pipe 25 (left and right direction in FIG. 2B). There are 10 in total. The air discharge ports 27 a at the tips of the ten air discharge pipes 27 are directed to the cylinder head mounting surface 15 c of the cylinder block 15.

また、空気連通管25には、空気導入管21の周囲を囲むように、円周方向に沿って複数(ここでは5個)の貫通孔25aを設けている。この貫通孔25aは、空気連通管25を図2(a)中で左右方向に貫通するよう挿入した貫通管29で構成している。この貫通管29は、空気導入管21を図2(a)のようにシリンダボア15b内に挿入した状態で、空気導入管21とシリンダボア15bとの間の隙間23にほぼ対応した位置となる。   The air communication pipe 25 is provided with a plurality of (here, five) through holes 25a along the circumferential direction so as to surround the periphery of the air introduction pipe 21. The through hole 25a is constituted by a through pipe 29 inserted so as to penetrate the air communication pipe 25 in the left-right direction in FIG. The through pipe 29 is positioned substantially corresponding to the gap 23 between the air introduction pipe 21 and the cylinder bore 15b in a state where the air introduction pipe 21 is inserted into the cylinder bore 15b as shown in FIG.

次に、上記図2に示した焼入れ装置を用いたシリンダブロック15に対する焼入れ動作を説明する。ファン1が回転することで、空気を矢印Dのようにシリンダブロック15に向けて供給し、この空気は、クランクケース15a内からシリンダボア15b内にわたるシリンダブロック15の内部および外部を通りファン1と反対側の他方の端部に向けてシリンダブロック15の内外壁に沿って流れ、これによりシリンダブロック15は、図2(a)中で左側の一方の端部から他方の端部に向けて徐々に冷却される。   Next, the quenching operation for the cylinder block 15 using the quenching apparatus shown in FIG. 2 will be described. As the fan 1 rotates, air is supplied toward the cylinder block 15 as indicated by an arrow D. This air passes through the inside and outside of the cylinder block 15 extending from the crankcase 15a to the cylinder bore 15b, and is opposed to the fan 1. Flows along the inner and outer walls of the cylinder block 15 toward the other end on the side, whereby the cylinder block 15 gradually moves from one end on the left side toward the other end in FIG. To be cooled.

そして、この冷却に要した空気のうちシリンダブロック15の内部の隙間23を通過した空気の大部分は、その前方の空気連通管25に設けた貫通孔25aを通って空気流れ変換具17の外部に排出される。   And most of the air required for cooling that has passed through the gap 23 inside the cylinder block 15 passes through the through hole 25a provided in the air communication pipe 25 in front of the air, and is outside the air flow converter 17. To be discharged.

また、ファン1によって供給した上記空気のうちシリンダブロック15の内部に流入した空気の一部は、空気流れ変換具17の空気導入管21内に流入し、空気連通管25を経て空気放出管27に達するよう向きを変えて案内され、その先端の空気放出口27aから噴出する。空気放出口27aから噴出した空気は、シリンダブロック15のシリンダヘッド取付面15cに向けて流れ、これによりシリンダブロック15は、図2(a)中で右側の他方の端部付近が主に冷却される。   A part of the air supplied into the cylinder block 15 out of the air supplied by the fan 1 flows into the air introduction pipe 21 of the air flow converter 17, passes through the air communication pipe 25, and the air discharge pipe 27. It is guided to change its direction so as to reach, and is ejected from the air discharge port 27a at its tip. The air ejected from the air discharge port 27a flows toward the cylinder head mounting surface 15c of the cylinder block 15, whereby the cylinder block 15 is mainly cooled near the other end on the right side in FIG. The

このように、本実施形態によれば、シリンダブロック15に対し、一方の端部からファン1によって空気を吹き付けるとともに、この吹き付けた空気の一部を、空気流れ変換具17の空気導入管21,空気連通管23および空気放出管27によって流れの向きを変えて他方の端部に相当するシリンダヘッド取付面15cに向けて吹き付けるようにしたので、大型で複雑な形状のシリンダブロック15に対して空気を用いた焼入れを行った場合でも、一方の端部からのみ空気を吹き付ける場合に比較して、熱処理品質を安定化させることができる。   As described above, according to the present embodiment, air is blown from one end to the cylinder block 15 by the fan 1, and a part of the blown air is blown to the air introduction pipe 21 of the air flow converter 17, Since the flow direction is changed by the air communication pipe 23 and the air discharge pipe 27 and the air is blown toward the cylinder head mounting surface 15c corresponding to the other end, air is applied to the cylinder block 15 having a large and complicated shape. Even when quenching is performed, the quality of the heat treatment can be stabilized as compared with the case where air is blown only from one end.

この際、本実施形態では、シリンダブロック15の両側にファンやブロワなどの気体送風手段を設けておらず、一方側のみにファン1を設けているので、駆動電力量が少なくて済み、焼入れ装置全体の構成も簡素化できる。   At this time, in this embodiment, the air blowing means such as a fan or a blower is not provided on both sides of the cylinder block 15, and the fan 1 is provided only on one side, so that the amount of driving power can be reduced, and the quenching device The overall configuration can also be simplified.

その他、本実施形態においても、中空部材であるシリンダブロック15のシリンダボア5bの内部に空気導入管21を配置することで、シリンダブロック15の内部空間を有効利用して空気流れ変換具17を設置できるなど、前記図1に示した実施形態と同様の効果を得ることができる。   In addition, also in the present embodiment, the air flow converter 17 can be installed by effectively using the internal space of the cylinder block 15 by disposing the air introduction pipe 21 inside the cylinder bore 5b of the cylinder block 15 that is a hollow member. For example, the same effects as those of the embodiment shown in FIG. 1 can be obtained.

図3は、上記図2に示した空気流れ変換具17を使用した焼入れ装置31を含む熱処理設備の全体構成を示す平面図である。焼入れ装置31の図3中で右側に鋳造成形後のシリンダブロック15に対して溶体化処理を施す溶体化炉33を設置し、同左側には焼入れ装置31で焼入れ後のシリンダブロック15に対して人工時効硬化処理を行う時効炉35を設置する。   FIG. 3 is a plan view showing the overall configuration of the heat treatment equipment including the quenching apparatus 31 using the air flow converter 17 shown in FIG. In FIG. 3, a hardening furnace 33 is provided on the right side of the quenching device 31 for performing a solution treatment on the cylinder block 15 after casting, and on the left side of the cylinder block 15 after quenching by the quenching device 31. An aging furnace 35 for performing artificial age hardening is installed.

シリンダブロック15は、ここでは3個分を搬送トレイ37上に載置し、この搬送トレイ37を、ワーク搬送手段としてのローラコンベア39に載せた状態で、前工程に対応する溶体化炉33から、空気焼入れ工程に対応する焼入れ装置31を経て時効炉35に順次搬送する。   Here, three cylinder blocks 15 are placed on a transport tray 37, and the transport tray 37 is placed on a roller conveyor 39 as a work transport means, from the solution furnace 33 corresponding to the previous process. Then, it is sequentially conveyed to the aging furnace 35 through the quenching device 31 corresponding to the air quenching process.

なお、図3では、シリンダブロック15を、その長手方向(気筒列方向)が紙面に直交する位置関係で搬送トレイ37上に載置してある図としているが、シリンダブロック15がローラコンベア39での搬送時に不安定であれば、横に寝かせた状態で載置してもよい。   In FIG. 3, the cylinder block 15 is placed on the transport tray 37 in a positional relationship in which the longitudinal direction (cylinder row direction) is orthogonal to the paper surface, but the cylinder block 15 is a roller conveyor 39. If it is unstable at the time of transport, it may be placed in a laid state.

焼入れ装置31は、搬送されてくるシリンダブロック15を搬送トレイ37とともにその全体を収容する空気焼入れブース41を備え、空気焼入れブース41のローラコンベア39から図3中で下方に対応する側に突出するファン収容空間41aに、ファン1を必要に応じて複数(ここでは2基)設置する。ファン収容空間41aは、ローラコンベア39と反対側に多数の小孔41bを介して外部に連通している。シリンダブロック15は、上記したファン収容空間41a側にクランクケース15a側が位置し、シリンダヘッド取付面15cがローラコンベア39の図3中で上部側の縁部近傍に位置するよう搬送トレイ37上に載置する。   The quenching device 31 includes an air quenching booth 41 that accommodates the entire cylinder block 15 that is being transported together with the transport tray 37, and projects from the roller conveyor 39 of the air quenching booth 41 to the side corresponding to the lower side in FIG. A plurality (two in this case) of fans 1 are installed in the fan housing space 41a as necessary. The fan housing space 41a communicates with the outside via a large number of small holes 41b on the side opposite to the roller conveyor 39. The cylinder block 15 is mounted on the transport tray 37 so that the crankcase 15a side is located on the fan accommodating space 41a side and the cylinder head mounting surface 15c is located near the upper edge of the roller conveyor 39 in FIG. Put.

空気焼入れブース41のローラコンベア39から図3中で上方に対応する側には、空気流れ変換具17を設置する変換具収容空間41cを突出して形成してある。変換具収容空間41cの外部には、3つのシリンダブロック15に対応して駆動手段としての駆動シリンダ43をそれぞれ取り付け、駆動シリンダ43のピストンロッド43aを、変換具収容空間41c内に移動可能に挿入し、その先端を空気流れ変換具17における空気連通管25の端面中央に連結する。   On the side corresponding to the upper side in FIG. 3 from the roller conveyor 39 of the air quenching booth 41, a converter housing space 41c in which the air flow converter 17 is installed is formed so as to protrude. Drive cylinders 43 as drive means are respectively attached to the outside of the converter housing space 41c corresponding to the three cylinder blocks 15, and the piston rod 43a of the drive cylinder 43 is movably inserted into the converter housing space 41c. And the front-end | tip is connected with the center of the end surface of the air communication pipe | tube 25 in the air flow converter 17. FIG.

すわわち、空気流れ変換具17は、駆動シリンダ43の駆動によって、変換具収容空間41c内に位置してシリンダブロック15から離れた状態と、空気導入管21を前記図2(a)に示したようにシリンダボア15b内に挿入してセットした状態との間を移動可能である。   That is, the air flow converter 17 is located in the converter housing space 41c and separated from the cylinder block 15 by driving the drive cylinder 43, and the air introduction pipe 21 is shown in FIG. As described above, it can be moved between the cylinder bore 15b and the set state.

上記図3に示した空気焼入れ装置においては、溶体化炉33で所定の温度、時間で溶体化したシリンダブロック15を、搬送トレイ37に載せたまま、図3に示すように焼入れブース41内に搬送して停止させ、この状態で駆動シリンダ43を駆動して、変換具収容空間41c内に位置する空気流れ変換具17を前進移動させ、空気導入管21を前記図2(a)に示したように、シリンダボア15b内に挿入する。   In the air quenching apparatus shown in FIG. 3, the cylinder block 15 that has been melted at a predetermined temperature and time in the solution furnace 33 is placed in the quenching booth 41 as shown in FIG. In this state, the drive cylinder 43 is driven, the air flow converter 17 located in the converter accommodating space 41c is moved forward, and the air introduction pipe 21 is shown in FIG. 2 (a). In the same manner, it is inserted into the cylinder bore 15b.

そして、上記の状態で、ファン1を駆動することで、シリンダブロック15に向けて空気を供給し、その後は前記図2で説明したものと同様に、シリンダブロック15に対し、クランクケース15a側に加え、シリンダヘッド取付面15c側からも空気を吹き付けて効率よく空気焼入れ処理を実施することができる。   Then, by driving the fan 1 in the above state, air is supplied toward the cylinder block 15, and thereafter, in the same manner as described with reference to FIG. In addition, air quenching can be efficiently performed by blowing air also from the cylinder head mounting surface 15c side.

この場合、空気流れ変換具17を使用する必要のないワークに対しては、空気流れ変換具17を後退させて変換具収容空間41c内に退避させておけばよいので、熱処理設備として汎用性を確保することができる。   In this case, for a work that does not require the use of the air flow converter 17, the air flow converter 17 may be retracted and retracted into the converter housing space 41 c, so that it is versatile as a heat treatment facility. Can be secured.

なお、上記した実施形態では、気体として空気を利用した空気焼入れについて説明したが、他の気体を冷媒として冷却してもよい。   In the above-described embodiment, air quenching using air as a gas has been described. However, other gases may be cooled as a refrigerant.

(a)は、本発明の一実施形態に係わる焼入れ装置の概要図、(b)は、(a)のA−A矢視断面図である。(A) is a schematic diagram of the hardening apparatus concerning one Embodiment of this invention, (b) is AA arrow sectional drawing of (a). (a)は、シリンダブロックに対し空気流れ変換具を用いて空気焼入れを実施している状態を示す焼入れ装置の概要図、(b)は、(a)のC−C矢視断面図である。(A) is a schematic diagram of the hardening apparatus which shows the state which is implementing air quenching with respect to a cylinder block using an air flow converter, (b) is CC sectional view taken on the line of (a). . 図2の空気流れ変換具を使用した焼入れ装置を含む熱処理設備の全体構成を示す平面図である。It is a top view which shows the whole structure of the heat processing equipment containing the hardening apparatus using the air flow converter of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

W ワーク
1 ファン(気体送風手段)
3,17 空気流れ変換具(気体案内部材)
5,21 空気導入管(気体導入部)
5a,21a 空気導入口(気体導入口)
7,27 空気放出管(気体放出部)
9,25 空気連通管(気体連通管)
9a,25a 空気連通管の貫通孔
15 シリンダブロック
15a シリンダブロックのクランクケース
15c シリンダブロックのシリンダヘッド取付面
39 ローラコンベア(ワーク搬送手段)
43 駆動シリンダ(駆動手段)
W Work 1 Fan (gas blowing means)
3,17 Air flow converter (gas guide member)
5,21 Air introduction pipe (gas introduction part)
5a, 21a Air inlet (gas inlet)
7,27 Air release pipe (gas release part)
9,25 Air communication pipe (gas communication pipe)
9a, 25a Air communication pipe through-hole 15 Cylinder block 15a Cylinder block crankcase 15c Cylinder block cylinder head mounting surface 39 Roller conveyor (work conveying means)
43 Drive cylinder (drive means)

Claims (8)

ワークに対しその一方の端部から、気体送風手段により気体を吹き付けて焼入れを行う際に、前記吹き付けた気体の一部の流れの向きを、前記吹き付けた方向と逆方向に変えつつ案内して前記ワークの他方の端部に向けて吹き付けて焼き入れを行う気体案内部材を設けたことを特徴とする焼入れ装置。   When performing quenching by blowing a gas from one end of the work with a gas blowing means, the direction of the flow of a part of the blown gas is guided in a direction opposite to the blowing direction. A quenching apparatus comprising a gas guide member that blows and quenches toward the other end of the workpiece. 前記気体案内部材は、前記ワークの一方の端部から流れてくる前記気体の一部を受け入れる気体導入部と、この気体導入部に対して屈曲し、前記ワークの他方の端部に向けて前記気体の一部を放出する気体放出部とを備えていることを特徴とする請求項1に記載の焼入れ装置。   The gas guide member receives a part of the gas flowing from one end portion of the workpiece, bends with respect to the gas introduction portion, and moves toward the other end portion of the workpiece. The quenching apparatus according to claim 1, further comprising a gas discharge unit that discharges a part of the gas. 前記気体導入部は、その気体導入口が、前記ワークの一方の端部近傍に位置していることを特徴とする請求項2に記載の焼入れ装置。   The quenching apparatus according to claim 2, wherein the gas introduction port has a gas introduction port located in the vicinity of one end of the workpiece. 前記ワークは両端が開口した中空部材であり、この中空部材の内部に前記気体導入部を配置したことを特徴とする請求項2または3に記載の焼入れ装置。   The quenching apparatus according to claim 2 or 3, wherein the workpiece is a hollow member having both ends opened, and the gas introduction portion is disposed inside the hollow member. 前記中空部材からなるワークは、エンジンのシリンダブロックであり、前記気体送風手段は、前記シリンダブロックのクランクケース側の端部から空気を吹き付け、前記気体案内部材は、前記空気の一部の流れの向きを変えつつ案内して前記シリンダブロックのシリンダヘッド取付面に向けて放出することを特徴とする請求項4に記載の焼入れ装置。   The workpiece made of the hollow member is a cylinder block of an engine, the gas blowing means blows air from an end portion of the cylinder block on the crankcase side, and the gas guide member is a part of the flow of the air. The quenching apparatus according to claim 4, wherein the quenching apparatus guides while changing the direction and discharges the gas toward a cylinder head mounting surface of the cylinder block. 前記気体案内部材は、前記気体導入部と前記気体放出部とを互いに連通する気体連通部を備えて全体を中空状に形成し、前記気体連通部における前記ワークの一端側から流れてくる気体に対向する部位に貫通孔を設けたことを特徴とする請求項4または5に記載の焼入れ装置。   The gas guide member includes a gas communication portion that communicates the gas introduction portion and the gas discharge portion with each other, and is formed into a hollow shape as a whole. The gas that flows from one end side of the workpiece in the gas communication portion The quenching apparatus according to claim 4 or 5, wherein a through hole is provided in an opposing part. 前記ワークを、前記気体案内部材を用いた空気焼入れ工程に対し、その前工程から搬入するワーク搬送手段を設け、このワーク搬送手段により前記ワークを前記空気焼入れ工程に搬入して位置決めした状態で、前記気体案内部材を、前記ワークから離れた状態と、前記ワークにセットして前記気体送風手段からの気体を案内する状態との間を移動可能となるよう進退移動させる駆動手段を設けたことを特徴とする請求項1ないし6のいずれか1項に記載の焼入れ装置。   For the air quenching process using the gas guide member, the work is provided with a work transport means for carrying in from the previous process, and the work is transported to the air quenching process by the work transport means and positioned. Drive means for moving the gas guide member forward and backward so as to be movable between a state away from the work and a state of setting the work on the work and guiding the gas from the gas blowing means is provided. The quenching apparatus according to claim 1, wherein the quenching apparatus is characterized. ワークに対しその一方の端部から気体を吹き付けて焼入れを行い、この吹き付けた気体の一部の流れの向きを、前記吹き付けた方向と逆方向に変えて前記ワークの他方の端部に向けて吹き付けて焼入れを行うことを特徴とする焼入れ方法。   The workpiece is quenched by blowing a gas from one end thereof, and the direction of the flow of a part of the blown gas is changed to the direction opposite to the blowing direction toward the other end of the workpiece. A quenching method characterized by performing quenching by spraying.
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