JP2016141847A - Warm sizing equipment and warm sizing method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a warm sizing equipment capable of stably producing a sintered body having high accuracy and high level of hardness.SOLUTION: There is provided a warm sizing equipment comprising: a heating furnace for heating a ferrous sintered body to a temperature higher than Ae1 point to austenitize the ferrous sintered body; a quenching apparatus for quenching the sintered body from a temperature higher than the Ae1 point to a temperature which is lower than the Ae1 point and higher than the Ms point at a cooling rate at which pearlite does not precipitate; a press machine for achieving simultaneously a size correction of the sintered body and martensitic transformation of the sintered body by compressing the sintered body having a temperature higher than the Ms point with a mold having a temperature lower than the Ms point; a stacking apparatus for stacking sintered bodies discharged from the press machine on a stacking part having a temperature of room temperature in a sequential order; and a cooling conveying device for conveying the sintered body to the stacking part while blowing a cooling gas, whose temperature is room temperature or lower than room temperature, to the sintered bodies discharged from the press machine.SELECTED DRAWING: Figure 6

Description

本発明は、高精度かつ高硬度の焼結体を製造する温間サイジング設備および温間サイジング方法に関する。   The present invention relates to a warm sizing facility and a warm sizing method for producing a sintered body with high accuracy and high hardness.

切削加工を行なわずに最終形状またはそれに近い形状の製品を得る方法として、粉末冶金法が知られている。粉末冶金法は、一般に、鉄系の粉末材料を金型で圧縮することにより粉末成形体を成形し、その後、粉末成形体を加熱することで鉄系焼結体を得る方法である。この方法によれば、製品形状を金型で成形するので、複雑な形状の製品を経済的に量産することができる。   A powder metallurgy method is known as a method for obtaining a product having a final shape or a shape close thereto without performing cutting. The powder metallurgy method is generally a method in which an iron-based sintered material is obtained by forming a powder compact by compressing an iron-based powder material with a mold and then heating the powder compact. According to this method, since the product shape is molded by the mold, a product having a complicated shape can be mass-produced economically.

また、高い寸法精度をもつ焼結体を得るために、上記のようにして得られた焼結体を金型で再圧縮して寸法矯正を行なう技術(いわゆるサイジング)が知られている。このサイジングを行なうと、圧粉成形体を焼結するときの加熱によって生じる寸法低下の影響を排除し、高い寸法精度をもつ焼結体を得ることが可能となる。   In addition, in order to obtain a sintered body having high dimensional accuracy, a technique (so-called sizing) is known in which the sintered body obtained as described above is recompressed with a mold to correct the dimension. When this sizing is performed, it is possible to eliminate the influence of dimensional reduction caused by heating when sintering the green compact, and to obtain a sintered body having high dimensional accuracy.

また、焼結体の硬度を高めるために、焼入れや焼戻し等の熱処理を焼結体に施す方法が知られている。   Moreover, in order to raise the hardness of a sintered compact, the method of giving heat processing, such as hardening and tempering, to a sintered compact is known.

ところで、高精度かつ高硬度の焼結体を得る方法として、焼結体にサイジングを行ない、その後、焼結体に熱処理を施す方法が考えられる。しかし、このようにすると、サイジングした際に焼結体の内部に生じる残留応力が、その後の熱処理によって解放され、焼結体の寸法精度が低下してしまう。そのため、高い寸法精度を得るためには、サイジングと熱処理を経た後の焼結品に切削加工を行なわなければならないという問題があった。   By the way, as a method for obtaining a sintered body with high accuracy and high hardness, a method of sizing the sintered body and then heat-treating the sintered body is conceivable. However, if it does in this way, the residual stress which arises inside a sintered compact at the time of sizing will be released by subsequent heat processing, and the dimensional accuracy of a sintered compact will fall. Therefore, in order to obtain high dimensional accuracy, there has been a problem that the sintered product after sizing and heat treatment has to be cut.

この問題を解決するために、本願の出願人は、特許文献1に記載の技術(いわゆる温間サイジング)を提案している。この温間サイジングは、マルテンサイト変態開始温度(Ms点)が50〜350℃の温度域にある鉄系焼結体をオーステナイト化温度(Ael点)よりも高い温度に加熱してオーステナイト化した後、その焼結体をAe1点よりも低くかつMs点よりも高い温度まで急冷して取り出し、その焼結体を金型で圧縮し、この金型での圧縮によって焼結体の寸法矯正と焼結体のマルテンサイト変態とを同時に行なう方法である。   In order to solve this problem, the applicant of the present application has proposed a technique described in Patent Document 1 (so-called warm sizing). This warm sizing is performed after an iron-based sintered body having a martensite transformation start temperature (Ms point) in a temperature range of 50 to 350 ° C. is heated to a temperature higher than the austenitizing temperature (Ael point) to be austenitized. The sintered body is rapidly cooled to a temperature lower than the Ae1 point and higher than the Ms point, taken out, and the sintered body is compressed with a mold. This is a method of simultaneously performing martensitic transformation of the aggregate.

特許第3517916号公報Japanese Patent No. 3517916

ところで、本願の発明者は、上記の温間サイジングで多数の焼結体を製造したときに、金型の温度や圧力などの条件が同一であるにもかかわらず、得られる焼結体の寸法に微小なばらつき(プラスマイナス10μm程度のばらつき)が存在することが分かった。   By the way, when the inventors of the present application manufactured a large number of sintered bodies by the above-described warm sizing, the dimensions of the obtained sintered bodies were obtained even though the conditions such as the temperature and pressure of the mold were the same. It was found that there was a very small variation (variation of about plus or minus 10 μm).

そして、この焼結体の寸法のばらつきの原因を発明者が調査したところ、温間サイジングのプレス装置から排出された焼結体をスタッキング装置で積み上げたときに、その焼結体が一番下の位置にあるか、下から2段目以上の位置にあるかによって冷却速度の違いが生じ、それが原因で焼結体の寸法のばらつきが生じていることを見出した。   The inventors investigated the cause of the dimensional variation of the sintered body. When the sintered bodies discharged from the warm sizing press apparatus were stacked in a stacking apparatus, the sintered body was the lowest. It has been found that the cooling rate varies depending on whether it is located at the position of the second stage or more from the bottom, which causes variations in the size of the sintered body.

すなわち、温間サイジングのプレス装置から焼結体が排出されるとき、焼結体の温度は常温よりも高い温度(例えば90℃程度)である。一方、プレス装置から排出された焼結体を積み上げるスタッキング装置では、焼結体を所定の複数段(例えば7段)積み上げるごとに、位置をずらして再び1段目から積み上げるという方法で、スタッキング部に対する焼結体の積み上げが行なわれるが、このスタッキング部の温度は常温である。   That is, when the sintered body is discharged from the warm sizing press apparatus, the temperature of the sintered body is higher than room temperature (for example, about 90 ° C.). On the other hand, in the stacking device for stacking the sintered bodies discharged from the press device, the stacking unit is stacked again from the first stage by shifting the position every time a predetermined number of stages (for example, seven stages) are stacked. The stacked body is stacked on the stacking portion, and the temperature of the stacking portion is room temperature.

ここで、スタッキング部に積み上げられた焼結体のうち、1番下の位置にある焼結体は、常温のスタッキング部に直接接触するため、温間サイジングのプレス装置から排出されてから比較的急速に常温まで冷却されることとなる。   Here, among the sintered bodies stacked in the stacking portion, the sintered body at the lowest position is in direct contact with the normal temperature stacking portion, so that it is relatively comparatively discharged from the warm sizing press device. It will be rapidly cooled to room temperature.

一方、スタッキング部に積み上げられた焼結体のうち、下から2段目以上の位置にある焼結体は、その下の焼結体の上に乗っているので、スタッキング部に直接接触しない。そのため、温間サイジングのプレス装置から排出されてから比較的ゆっくりと常温まで冷却されることになる。   On the other hand, among the sintered bodies stacked in the stacking portion, the sintered bodies at the second and higher levels from the bottom are on the sintered body below, and thus do not directly contact the stacking portion. Therefore, it is cooled to room temperature relatively slowly after being discharged from the warm sizing press.

このように、温間サイジングのプレス装置から排出された焼結体をスタッキング部に順に積み上げたときに、1番下の位置にある焼結体と、下から2段目以上の位置にある焼結体とで、常温に至るまでの冷却速度が異なる。そして、このスタッキング部での冷却速度の違いによって、焼結体の寸法のばらつきが生じていることが分かった。   In this way, when the sintered bodies discharged from the warm sizing press apparatus are sequentially stacked on the stacking part, the sintered body at the lowest position and the sintered bodies at the second and higher levels from the bottom are used. The cooling rate differs to that at room temperature. And it turned out that the dispersion | variation in the dimension of a sintered compact has arisen by the difference in the cooling rate in this stacking part.

本発明は、高精度かつ高硬度の焼結体を安定して製造可能な温間サイジング設備を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the warm sizing equipment which can manufacture a highly accurate and highly hard sintered body stably.

本発明の一態様に係る温間サイジング設備は、
鉄系焼結体をオーステナイト化温度(Ae1点)よりも高い温度に加熱してオーステナイト化する加熱炉と、
その加熱炉から焼結体を受け入れ、その焼結体をAe1点よりも高い温度からAe1点よりも低くかつマルテンサイト変態開始温度(Ms点)よりも高い温度までパーライトが析出しない冷却速度で急冷する急冷装置と、
その急冷装置から焼結体を受け入れ、Ms点よりも高温の前記焼結体をMs点よりも低温の金型で圧縮することで前記焼結体の寸法矯正と前記焼結体のマルテンサイト変態とを同時に行なうプレス装置と、
前記プレス装置から排出された焼結体を常温のスタッキング部に順に積み上げるスタッキング装置と、
前記プレス装置の下流側、かつ、前記スタッキング部の上流側に配置され、前記プレス装置から排出された焼結体に常温かそれよりも低温の冷却ガスを吹き付けながらその焼結体を前記スタッキング部に向けて搬送する冷却搬送装置と、
を有する温間サイジング設備である。
The warm sizing equipment according to one aspect of the present invention is
A heating furnace for heating the iron-based sintered body to a temperature higher than the austenitizing temperature (Ae1 point) to austenite;
The sintered body is received from the heating furnace, and the sintered body is rapidly cooled at a cooling rate at which pearlite does not precipitate from a temperature higher than the Ae1 point to a temperature lower than the Ae1 point and higher than the martensite transformation start temperature (Ms point). A quenching device,
The sintered body is received from the rapid cooling apparatus, and the sintered body having a temperature higher than the Ms point is compressed by a mold having a temperature lower than the Ms point, thereby correcting the size of the sintered body and martensitic transformation of the sintered body. A press device that simultaneously performs
A stacking device for sequentially stacking the sintered bodies discharged from the pressing device in a normal temperature stacking unit;
The stacking unit is disposed on the downstream side of the pressing apparatus and the upstream side of the stacking unit, and the sintered body is sprayed to the sintered body discharged from the pressing apparatus at a room temperature or lower temperature while blowing a cooling gas. A cooling and conveying device that conveys toward the
Is a warm sizing facility.

上記によれば、高精度かつ高硬度の焼結体を安定して製造することができる。   Based on the above, it is possible to stably produce a sintered body with high accuracy and high hardness.

本発明の実施形態にかかる温間サイジング設備および温間サイジング方法で温間サイジングを行なう焼結体の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the sintered compact which performs warm sizing with the warm sizing installation and warm sizing method concerning embodiment of this invention. 図1のII−II線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the II-II line of FIG. 本発明の実施形態にかかる温間サイジング設備および温間サイジング方法で温間サイジングを行なう焼結体の他の例を示す図である。It is a figure which shows the other example of the sintered compact which performs warm sizing with the warm sizing installation and warm sizing method concerning embodiment of this invention. 図3のIV−IV線に沿った断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3. 本発明の実施形態にかかる温間サイジング設備および温間サイジング方法で製造したインナーロータと、本発明の実施形態にかかる温間サイジング設備および温間サイジング方法で製造したアウターロータとで内接歯車式ポンプを組み立てた状態を示す図である。The inner rotor manufactured by the warm sizing facility and the warm sizing method according to the embodiment of the present invention, and the outer rotor manufactured by the warm sizing facility and the warm sizing method according to the embodiment of the present invention. It is a figure which shows the state which assembled the pump. 本発明の実施形態にかかる温間サイジング設備を示す平面図である。It is a top view which shows the warm sizing installation concerning embodiment of this invention. 図6に示す冷却搬送装置およびスタッキング装置の拡大平面図である。FIG. 7 is an enlarged plan view of the cooling and conveying device and the stacking device shown in FIG. 6. 図7に示す冷却搬送装置およびスタッキング装置を正面から見た断面図である。It is sectional drawing which looked at the cooling conveyance apparatus and stacking apparatus shown in FIG. 7 from the front. 図6に示す冷却搬送装置で冷風を吹き付けながら搬送したインナーロータ(焼結体)をスタッキング部に積み上げたときに、その最上段、中段、最下段のインナーロータについて、インナーロータの外歯とアウターロータの内歯の間に形成されるチップクリアランスの大きさ(単位μm)を測定した結果を示すグラフである。When the inner rotor (sintered body) conveyed while blowing cold air with the cooling and conveying apparatus shown in FIG. 6 is stacked on the stacking portion, the outer teeth and outer outer teeth of the inner rotor of the uppermost, middle and lowermost inner rotors It is a graph which shows the result of having measured the magnitude | size (unit micrometer) of the tip clearance formed between the internal teeth of a rotor. 図6に示す冷却搬送装置で冷風の吹き付けを行なわずにそのまま搬送したインナーロータ(焼結体)をスタッキング部に積み上げたときに、その最上段、中段、最下段のインナーロータについて、インナーロータの外歯とアウターロータの内歯の間に形成されるチップクリアランスの大きさ(単位μm)を測定した結果を示すグラフである。When the inner rotor (sintered body) transported as it is without blowing cold air in the cooling transport device shown in FIG. 6 is stacked on the stacking portion, the inner rotor of the uppermost, middle and lowermost It is a graph which shows the result of having measured the magnitude | size (unit micrometer) of the chip clearance formed between an outer tooth and the inner tooth of an outer rotor.

[本発明の実施形態の説明]
(1)本発明の一態様に係る温間サイジング設備は、
鉄系焼結体をオーステナイト化温度(Ae1点)よりも高い温度に加熱してオーステナイト化する加熱炉と、
その加熱炉から焼結体を受け入れ、その焼結体をAe1点よりも高い温度からAe1点よりも低くかつマルテンサイト変態開始温度(Ms点)よりも高い温度までパーライトが析出しない冷却速度で急冷する急冷装置と、
その急冷装置から焼結体を受け入れ、Ms点よりも高温の前記焼結体をMs点よりも低温の金型で圧縮することで前記焼結体の寸法矯正と前記焼結体のマルテンサイト変態とを同時に行なうプレス装置と、
前記プレス装置から排出された焼結体を常温のスタッキング部に順に積み上げるスタッキング装置と、
前記プレス装置の下流側、かつ、前記スタッキング部の上流側に配置され、前記プレス装置から排出された焼結体に常温かそれよりも低温の冷却ガスを吹き付けながらその焼結体を前記スタッキング部に向けて搬送する冷却搬送装置と、
を有する温間サイジング設備である。
このようにすると、焼結体がプレス装置から排出されてからスタッキング部に到達するまでの間に、冷却搬送装置によって焼結体が冷却されるので、スタッキング部に到達したときの焼結体の温度が十分に低い温度となる。そのため、焼結体をスタッキング部に順に積み上げたときに、1番下の位置にある焼結体と、下から2段目以上の位置にある焼結体とで、焼結体の寸法のばらつきが生じにくい。したがって、高精度かつ高硬度の焼結体を安定して製造することができる。
(2)前記冷却搬送装置として、以下の構成のものを採用することができる。
前記焼結体を前記スタッキング部に向けて搬送するコンベヤと、
そのコンベヤによる焼結体の搬送経路を覆うように設けられたコンベヤカバーと、
そのコンベヤカバー内に前記冷却ガスを送り込む冷却ガス供給装置とを有する。
(3)また、本発明の一態様に係る温間サイジング方法として、以下の構成のものを提供する。
鉄系焼結体をオーステナイト化温度(Ae1点)よりも高い温度に加熱してオーステナイト化するオーステナイト化工程と、
そのオーステナイト化工程の後、前記焼結体をAe1点よりも高い温度からAe1点よりも低くかつマルテンサイト変態開始温度(Ms点)よりも高い温度までパーライトが析出しない冷却速度で急冷する急冷工程と、
その急冷工程の後、Ms点よりも高温の前記焼結体をMs点よりも低温の金型で圧縮することで前記焼結体の寸法矯正と前記焼結体のマルテンサイト変態とを同時に行なう温間サイジング工程と、
その温間サイジング工程の後、前記焼結体を常温のスタッキング部に順に積み上げるスタッキング工程と、
前記温間サイジング工程の後、前記スタッキング工程の前に、前記プレス装置から排出された焼結体に常温かそれよりも低温の冷却ガスを吹き付けながらその焼結体を前記スタッキング部に向けて搬送する冷却搬送工程と、
を有する温間サイジング方法。
[Description of Embodiment of the Present Invention]
(1) A warm sizing facility according to an aspect of the present invention is as follows:
A heating furnace for heating the iron-based sintered body to a temperature higher than the austenitizing temperature (Ae1 point) to austenite;
The sintered body is received from the heating furnace, and the sintered body is rapidly cooled at a cooling rate at which pearlite does not precipitate from a temperature higher than the Ae1 point to a temperature lower than the Ae1 point and higher than the martensite transformation start temperature (Ms point). A quenching device,
The sintered body is received from the rapid cooling apparatus, and the sintered body having a temperature higher than the Ms point is compressed by a mold having a temperature lower than the Ms point, thereby correcting the size of the sintered body and martensitic transformation of the sintered body. A press device that simultaneously performs
A stacking device for sequentially stacking the sintered bodies discharged from the pressing device in a normal temperature stacking unit;
The stacking unit is disposed on the downstream side of the pressing apparatus and the upstream side of the stacking unit, and the sintered body is sprayed to the sintered body discharged from the pressing apparatus at a room temperature or lower temperature while blowing a cooling gas. A cooling and conveying device that conveys toward the
Is a warm sizing facility.
By doing so, since the sintered body is cooled by the cooling and conveying device between the time when the sintered body is discharged from the press device and the time it reaches the stacking unit, the sintered body when it reaches the stacking unit is cooled. The temperature is sufficiently low. Therefore, when the sintered bodies are stacked in order on the stacking portion, the size of the sintered body varies between the sintered body at the lowest position and the sintered body at the second or higher level from the bottom. Is unlikely to occur. Therefore, it is possible to stably manufacture a sintered body with high accuracy and high hardness.
(2) The following configuration can be adopted as the cooling and conveying device.
A conveyor for conveying the sintered body toward the stacking unit;
A conveyor cover provided to cover the conveying path of the sintered body by the conveyor;
A cooling gas supply device for feeding the cooling gas into the conveyor cover.
(3) Moreover, the thing of the following structures is provided as a warm sizing method which concerns on 1 aspect of this invention.
An austenitizing step of heating the iron-based sintered body to a temperature higher than the austenitizing temperature (Ae1 point) to austenite;
After the austenitizing step, the sintered body is rapidly cooled at a cooling rate at which pearlite does not precipitate from a temperature higher than the Ae1 point to a temperature lower than the Ae1 point and higher than the martensitic transformation start temperature (Ms point). When,
After the rapid cooling step, the sintered body having a temperature higher than the Ms point is compressed with a mold having a temperature lower than the Ms point, so that the dimension correction of the sintered body and the martensitic transformation of the sintered body are simultaneously performed. A warm sizing process;
After the warm sizing step, a stacking step of sequentially stacking the sintered bodies on a normal temperature stacking portion;
After the warm sizing process and before the stacking process, the sintered compact is transported toward the stacking section while blowing a cooling gas at normal temperature or lower temperature to the sintered compact discharged from the press device. Cooling and transporting process,
A warm sizing method.

[本発明の実施形態の詳細]
本発明の実施形態にかかる温間サイジング設備および温間サイジング方法の具体例を、以下に図面を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
[Details of the embodiment of the present invention]
Specific examples of the warm sizing facility and the warm sizing method according to the embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to these illustrations, is shown by the claim, and intends that all the changes within the meaning and range equivalent to a claim are included.

図1、図2に、本発明の実施形態にかかる温間サイジング設備および温間サイジング方法で温間サイジングを行なう焼結体1を示す。この焼結体1は、鉄系の粉末材料を金型で圧縮することにより粉末成形体を成形し、その後、粉末成形体を加熱することで得られる鉄系焼結体である。粉末成形体を構成する粉末材料としては、3.5〜4.5質量%のニッケルと、1.2〜1.8質量%の銅と、0.3〜0.7質量%のモリブデンと、0.5〜0.9質量%の炭素と、残部の鉄とを含有する組成のものを用いることができる。   1 and 2 show a sintered body 1 that performs warm sizing with a warm sizing facility and a warm sizing method according to an embodiment of the present invention. The sintered body 1 is an iron-based sintered body obtained by forming a powder-shaped body by compressing an iron-based powder material with a mold and then heating the powder-shaped body. As a powder material constituting the powder compact, 3.5 to 4.5 mass% nickel, 1.2 to 1.8 mass% copper, 0.3 to 0.7 mass% molybdenum, A composition containing 0.5 to 0.9% by mass of carbon and the remaining iron can be used.

焼結体1は、720〜780℃の温度域にオーステナイト化温度(Ae1点)を有し、このAe1点よりも低温の50〜350℃(例えば150〜200℃)の温度域にマルテンサイト変態開始温度(Ms点)を有する。   The sintered body 1 has an austenitizing temperature (Ae1 point) in a temperature range of 720 to 780 ° C, and martensitic transformation in a temperature range of 50 to 350 ° C (for example, 150 to 200 ° C) lower than the Ae1 point. It has a starting temperature (Ms point).

焼結体1は、外径よりも小さい厚みをもつ扁平な形状とされている。この焼結体1に後述の温間サイジングを行なうと、高精度かつ高硬度の焼結体として、図5に示す内接歯車式ポンプのインナーロータ2を得ることができる。また、図1、図2に示す焼結体1にかえて、図3、図4に示す焼結体1に温間サイジングを行なってもよい。図3、図4に示す焼結体1に温間サイジングを行なうと、高精度かつ高硬度の焼結体として、図5に示す内接歯車式ポンプのアウターロータ3を得ることができる。   The sintered body 1 has a flat shape with a thickness smaller than the outer diameter. When the sintered body 1 is subjected to warm sizing described later, the inner rotor 2 of the internal gear pump shown in FIG. 5 can be obtained as a highly accurate and hard sintered body. Further, instead of the sintered body 1 shown in FIGS. 1 and 2, warm sizing may be performed on the sintered body 1 shown in FIGS. When warm sizing is performed on the sintered body 1 shown in FIGS. 3 and 4, the outer rotor 3 of the internal gear pump shown in FIG. 5 can be obtained as a highly accurate and high hardness sintered body.

図5に示す内接歯車式ポンプは、環状のアウターロータ3と、アウターロータ3の内側に配置されるインナーロータ2とからなる。アウターロータ3の内周には、径方向内方に突出する内歯4が周方向に等ピッチに形成されている。インナーロータ2の外周には、径方向外方に突出する外歯5が周方向に等ピッチに形成されている。アウターロータ3の内歯4の歯数は、インナーロータ2の外歯5の歯数よりも1つ多い。インナーロータ2の軸方向の両側面6は平坦面とされている。アウターロータ3の軸方向の両側面7も平坦面とされている。   The internal gear pump shown in FIG. 5 includes an annular outer rotor 3 and an inner rotor 2 disposed inside the outer rotor 3. On the inner periphery of the outer rotor 3, internal teeth 4 projecting radially inward are formed at equal pitches in the circumferential direction. On the outer periphery of the inner rotor 2, external teeth 5 projecting radially outward are formed at equal pitches in the circumferential direction. The number of teeth of the inner teeth 4 of the outer rotor 3 is one more than the number of teeth of the outer teeth 5 of the inner rotor 2. Both side surfaces 6 in the axial direction of the inner rotor 2 are flat surfaces. Both side surfaces 7 in the axial direction of the outer rotor 3 are also flat surfaces.

このインナーロータ2およびアウターロータ3は、インナーロータ2の外歯5とアウターロータ3の内歯4の間に形成されるチップクリアランスtが数十μm(例えば20〜30μm程度)となるようにきわめて高い寸法精度が要求される。また、インナーロータ2の軸方向側面6およびアウターロータ3の軸方向側面7は摺動支持されるため、インナーロータ2およびアウターロータ3はきわめて高い耐摩耗性が要求される。   The inner rotor 2 and the outer rotor 3 are extremely small so that the tip clearance t formed between the outer teeth 5 of the inner rotor 2 and the inner teeth 4 of the outer rotor 3 is several tens of μm (for example, about 20 to 30 μm). High dimensional accuracy is required. Further, since the axial side surface 6 of the inner rotor 2 and the axial side surface 7 of the outer rotor 3 are slidably supported, the inner rotor 2 and the outer rotor 3 are required to have extremely high wear resistance.

図6に本発明の実施形態にかかる温間サイジング設備を示す。この温間サイジング設備は、上流側から下流側に向かって順に、加熱炉10、急冷装置11、中間搬送装置12、プレス装置13、冷却搬送装置14、スタッキング装置15を有する。   FIG. 6 shows a warm sizing facility according to an embodiment of the present invention. This warm sizing facility includes a heating furnace 10, a quenching device 11, an intermediate transfer device 12, a press device 13, a cooling transfer device 14, and a stacking device 15 in order from the upstream side to the downstream side.

加熱炉10は、焼結体1のAe1点よりも高い温度(例えば800〜900℃の範囲の温度)に保持された加熱室16と、その加熱室16を貫通するように設けられた金属製のメッシュベルトコンベヤ17とを有する。メッシュベルトコンベヤ17は、上流側から順次供給される焼結体1を加熱室16の入口16aから加熱室16の内部を通って加熱室16の出口16bに搬送する。メッシュベルトコンベヤ17は、焼結体1の移動と停止を交互に行なうピッチ送りで駆動される。   The heating furnace 10 includes a heating chamber 16 held at a temperature higher than the Ae1 point of the sintered body 1 (for example, a temperature in the range of 800 to 900 ° C.), and a metal made so as to penetrate the heating chamber 16. Mesh belt conveyor 17. The mesh belt conveyor 17 conveys the sintered body 1 sequentially supplied from the upstream side from the inlet 16 a of the heating chamber 16 to the outlet 16 b of the heating chamber 16 through the inside of the heating chamber 16. The mesh belt conveyor 17 is driven by pitch feed that alternately moves and stops the sintered body 1.

急冷装置11は、油槽18と、加熱炉10から油槽18に焼結体1を投入する投入装置19と、油槽18から焼結体1を取り出す取り出し装置20とを有する。油槽18には、焼結体1を冷却するための油が溜められている。油槽18内の油の温度は、焼結体1のAe1点よりも低くかつMs点よりも低い温度に保持されている。   The quenching device 11 includes an oil tank 18, an input device 19 that inputs the sintered body 1 from the heating furnace 10 to the oil tank 18, and a take-out device 20 that takes out the sintered body 1 from the oil tank 18. Oil for cooling the sintered body 1 is stored in the oil tank 18. The temperature of the oil in the oil tank 18 is maintained at a temperature lower than the Ae1 point of the sintered body 1 and lower than the Ms point.

中間搬送装置12は、急冷装置11から取り出された焼結体1をプレス装置13に搬送する搬送機構である。中間搬送装置12は、焼結体1の搬送経路を覆うカバー21と、そのカバー21内に熱風を送り込む熱風発生器22とを有する。この熱風発生器22で発生する熱風により、焼結体1の搬送経路の雰囲気を常温よりも高い温度に保ち、搬送途中の焼結体1の温度低下を抑えることが可能となっている。   The intermediate conveyance device 12 is a conveyance mechanism that conveys the sintered body 1 taken out from the quenching device 11 to the press device 13. The intermediate transfer device 12 includes a cover 21 that covers the transfer path of the sintered body 1 and a hot air generator 22 that sends hot air into the cover 21. With the hot air generated by the hot air generator 22, the atmosphere of the conveying path of the sintered body 1 can be maintained at a temperature higher than room temperature, and the temperature drop of the sintered body 1 during the conveyance can be suppressed.

プレス装置13は、焼結体1に対応した形状をもつ金型23と、金型23を強制冷却する金型冷却機構24とを有する。金型冷却機構24は、金型23の内部に形成された冷却水路に冷却水を送り込む装置である。この金型冷却機構24から金型23に送り込まれる冷却水で金型23を冷却することにより、上流側から順に送り込まれる焼結体1を金型23によって連続して圧縮したときの金型23の温度上昇を防止し、焼結体1を圧縮する直前の金型23の温度を焼結体1のMs点よりも低い温度に保持することが可能となっている。   The press device 13 includes a mold 23 having a shape corresponding to the sintered body 1 and a mold cooling mechanism 24 that forcibly cools the mold 23. The mold cooling mechanism 24 is a device that feeds cooling water into a cooling water passage formed inside the mold 23. By cooling the mold 23 with the cooling water sent from the mold cooling mechanism 24 to the mold 23, the mold 23 when the sintered body 1 fed in order from the upstream side is continuously compressed by the mold 23. The temperature of the mold 23 immediately before compressing the sintered body 1 can be maintained at a temperature lower than the Ms point of the sintered body 1.

冷却搬送装置14は、プレス装置13から排出された焼結体1を、スタッキング装置15のスタッキング部25に向けて搬送するコンベヤ26と、そのコンベヤ26による焼結体1の搬送経路を覆うように設けられたコンベヤカバー27と、そのコンベヤカバー27内に冷却ガスを送り込む冷却ガス供給装置28とを有する。冷却搬送装置14は、冷却ガス供給装置28で焼結体1に冷却ガスを吹き付けながら、その焼結体1をコンベヤ26でスタッキング部25に向けて搬送する。   The cooling and conveying device 14 covers the conveyor 26 that conveys the sintered body 1 discharged from the press device 13 toward the stacking unit 25 of the stacking device 15 and the conveyance path of the sintered body 1 by the conveyor 26. A conveyor cover 27 provided and a cooling gas supply device 28 for feeding cooling gas into the conveyor cover 27 are provided. The cooling and conveying device 14 conveys the sintered body 1 toward the stacking unit 25 by the conveyor 26 while spraying the cooling gas to the sintered body 1 by the cooling gas supply device 28.

図7、図8に示すように、コンベヤ26は、プレス装置13の側に配置されたテールプーリ30と、スタッキング装置15の側に配置されたヘッドプーリ31と、テールプーリ30とヘッドプーリ31の間に掛け渡されたコンベヤベルト32と、テールプーリ30およびヘッドプーリ31を支持するコンベヤフレーム33とを有する。コンベヤフレーム33には、テールプーリ30を回転駆動する電動モータ34(図7参照)が取り付けられている。コンベヤベルト32は、焼結体1との接触面が樹脂で形成された樹脂ベルトを用いると焼結体1に傷が付くのを防止することができる。このような樹脂ベルトとしては、樹脂製の平板状の多数のリンクを継手ピンを介して回動可能に連結したチェーンタイプのものが挙げられる。チェーンタイプのベルトを用いる場合、テールプーリ30とヘッドプーリ31は、外周に歯をもつスプロケットタイプのものを使用する。   As shown in FIGS. 7 and 8, the conveyor 26 includes a tail pulley 30 disposed on the pressing device 13 side, a head pulley 31 disposed on the stacking device 15 side, and between the tail pulley 30 and the head pulley 31. It has a conveyor belt 32 and a conveyor frame 33 that supports the tail pulley 30 and the head pulley 31. An electric motor 34 (see FIG. 7) for rotating the tail pulley 30 is attached to the conveyor frame 33. The conveyor belt 32 can prevent the sintered body 1 from being damaged when a resin belt having a contact surface with the sintered body 1 formed of resin is used. Examples of such a resin belt include a chain type belt in which a large number of resin-made flat links are rotatably connected via joint pins. When using a chain type belt, the tail pulley 30 and the head pulley 31 are of a sprocket type having teeth on the outer periphery.

コンベヤカバー27は、コンベヤ26の入口側と出口側とに焼結体1の通過を許容する開口35を有し、それ以外の箇所を覆う形状とされている。冷却ガス供給装置28は、コンベヤ26で搬送中の焼結体1よりも低温(具体的には常温かそれよりも低温)の冷却ガスを発生する冷却ガス発生器36(図6参照)と、冷却ガス発生器36で発生した冷却ガスをコンベヤカバー27内に導入する冷却ガス導入路37とを有する。冷却ガスは例えば空気である。常温とは15〜25℃である。   The conveyor cover 27 has an opening 35 that allows the sintered body 1 to pass through on the inlet side and the outlet side of the conveyor 26, and has a shape that covers other portions. The cooling gas supply device 28 includes a cooling gas generator 36 (see FIG. 6) that generates a cooling gas having a temperature lower than that of the sintered body 1 being conveyed by the conveyor 26 (specifically, normal temperature or lower). A cooling gas introduction path 37 for introducing the cooling gas generated by the cooling gas generator 36 into the conveyor cover 27 is provided. The cooling gas is, for example, air. The normal temperature is 15 to 25 ° C.

スタッキング装置15は、水平円板状のスタッキング部25と、焼結体1を持ち上げてスタッキング部25に積み上げる持ち上げ搬送装置38とを有する。   The stacking device 15 includes a horizontal disk-shaped stacking portion 25 and a lifting and conveying device 38 that lifts the sintered body 1 and stacks it on the stacking portion 25.

図8に示すように、持ち上げ搬送装置38は、焼結体1の外周を把持するチャック部40と、チャック部40を上下に移動させる昇降駆動装置41と、チャック部40を水平に移動させる水平駆動装置42とを有する。スタッキング部25の下側には、スタッキング部25を回転駆動する回転駆動装置43が設けられている。回転駆動装置43は、スタッキング部25を間欠的に回転させる(ピッチ送り)。   As shown in FIG. 8, the lifting and conveying device 38 includes a chuck portion 40 that grips the outer periphery of the sintered body 1, a lift drive device 41 that moves the chuck portion 40 up and down, and a horizontal that moves the chuck portion 40 horizontally. And a driving device 42. A rotation driving device 43 that rotates the stacking unit 25 is provided below the stacking unit 25. The rotation drive device 43 rotates the stacking unit 25 intermittently (pitch feed).

スタッキング装置15は、スタッキング部25の外周に沿って周壁44を有し、この周壁44でスタッキング部25に積み上げられた焼結体1の崩れを防止するようになっている。周壁44は、スタッキング装置15のベースフレーム45に固定して取り付けられている。また、周壁44には、スタッキング部25の回転に伴って周方向に移動する焼結体1の山をスタッキング部25の内径側に案内するガイド板46(図7参照)が連設されている。   The stacking device 15 has a peripheral wall 44 along the outer periphery of the stacking portion 25, and the peripheral wall 44 prevents the sintered body 1 stacked on the stacking portion 25 from collapsing. The peripheral wall 44 is fixedly attached to the base frame 45 of the stacking device 15. Further, a guide plate 46 (see FIG. 7) that guides the crest of the sintered body 1 that moves in the circumferential direction with the rotation of the stacking portion 25 to the inner diameter side of the stacking portion 25 is connected to the peripheral wall 44. .

次に、上述の温間サイジング設備を用いた温間サイジング方法の一例を説明する。   Next, an example of a warm sizing method using the above-described warm sizing equipment will be described.

<オーステナイト化工程>
上流側から加熱炉10のメッシュベルトコンベヤ17に焼結体1が順次供給される。メッシュベルトコンベヤ17上の焼結体1は、加熱室16を通過することによりAe1点よりも高い温度に加熱してオーステナイト化される。
<Austenitization process>
The sintered body 1 is sequentially supplied from the upstream side to the mesh belt conveyor 17 of the heating furnace 10. The sintered body 1 on the mesh belt conveyor 17 is heated to a temperature higher than the Ae1 point by passing through the heating chamber 16, and is austenitized.

<急冷工程>
焼結体1は加熱炉10から排出され、急冷装置11に受け入れられる。急冷装置11に受け入れられた焼結体1は、油槽18に浸漬することで、Ae1点よりも高い温度から、Ae1点よりも低くかつMs点よりも高い温度まで急冷される。このときの焼結体1の冷却速度は、パーライトが析出しない速度(すなわち同速度を維持してMs点よりも低い温度まで冷却した場合に、焼結体1の組織がパーライトにならずにマルテンサイトになる冷却速度)である。
<Rapid cooling process>
The sintered body 1 is discharged from the heating furnace 10 and received by the quenching device 11. The sintered body 1 received by the rapid cooling device 11 is rapidly cooled from a temperature higher than the Ae1 point to a temperature lower than the Ae1 point and higher than the Ms point by being immersed in the oil bath 18. The cooling speed of the sintered body 1 at this time is a speed at which pearlite does not precipitate (that is, when the same speed is maintained and the temperature is cooled to a temperature lower than the Ms point, the structure of the sintered body 1 does not become pearlite. Cooling rate to become a site).

<温間サイジング工程>
急冷工程の後、焼結体1は中間搬送装置12で急冷装置11からプレス装置13に搬送される。プレス装置13が焼結体1を受け入れるとき、焼結体1の温度は、Ae1点よりも低くかつMs点よりも高い温度(例えばMs点が150〜200℃の範囲にある焼結体1の場合、220〜280℃程度)である。プレス装置13は、焼結体1を金型23で圧縮することで焼結体1を塑性変形させ、焼結体1の寸法矯正を行なう。このとき、金型23で焼結体1を圧縮するときの加圧力によって焼結体1のMs点が一時的に上昇するとともに、金型23と焼結体1の接触面間の熱伝導によって焼結体1が急冷されるため、焼結体1の組織がマルテンサイト変態する。
<Warm sizing process>
After the rapid cooling step, the sintered body 1 is transported from the rapid cooling device 11 to the press device 13 by the intermediate transport device 12. When the press device 13 receives the sintered body 1, the temperature of the sintered body 1 is lower than the Ae1 point and higher than the Ms point (for example, the Ms point is in the range of 150 to 200 ° C. In this case, about 220 to 280 ° C.). The press device 13 compresses the sintered body 1 with the mold 23 to plastically deform the sintered body 1 and corrects the size of the sintered body 1. At this time, the Ms point of the sintered body 1 temporarily rises due to the pressure applied when the sintered body 1 is compressed by the mold 23, and the heat conduction between the contact surfaces of the mold 23 and the sintered body 1 Since the sintered body 1 is rapidly cooled, the structure of the sintered body 1 undergoes martensitic transformation.

<冷却搬送工程>
プレス装置13から排出された焼結体1は、冷却搬送装置14で冷却ガスを吹き付けながらスタッキング部25に向けて搬送される。プレス装置13から排出された直後の焼結体1の温度は、例えばMs点が150〜200℃の範囲にある焼結体1の場合、80〜120℃程度である。そして、この焼結体1が冷却搬送装置14で冷却しながら搬送されることで、スタッキング部25に到達する直前の焼結体1の温度が60℃以下(好ましくは40℃以下)となる。
<Cooling transfer process>
The sintered body 1 discharged from the press device 13 is transported toward the stacking unit 25 while blowing a cooling gas by the cooling transport device 14. The temperature of the sintered body 1 immediately after being discharged from the press device 13 is, for example, about 80 to 120 ° C. in the case of the sintered body 1 having an Ms point in the range of 150 to 200 ° C. Then, the sintered body 1 is conveyed while being cooled by the cooling and conveying device 14, so that the temperature of the sintered body 1 immediately before reaching the stacking portion 25 is 60 ° C. or less (preferably 40 ° C. or less).

<スタッキング工程>
図8に示すように、持ち上げ搬送装置38は、冷却搬送装置14の出口にある焼結体1を持ち上げて、スタッキング部25の上に降ろす動作を繰り返し、スタッキング部25の上に焼結体1を積み上げる。そして、焼結体1が所定の複数段(例えば7段)積み上がるごとに、スタッキング部25が一定の角度だけ回転する。このようにして、スタッキング装置15は、プレス装置13から排出された焼結体1をスタッキング部25に順に積み上げ、焼結体1の山をスタッキング部25の上に形成する。このとき、スタッキング部25の温度は、加熱または冷却などの温度調整が行なわれておらず常温である。
<Stacking process>
As shown in FIG. 8, the lifting and conveying device 38 repeats the operation of lifting and lowering the sintered body 1 at the outlet of the cooling and conveying device 14 onto the stacking portion 25, and the sintered body 1 is placed on the stacking portion 25. Pile up. Each time the sintered body 1 is stacked in a predetermined plurality of stages (for example, seven stages), the stacking portion 25 rotates by a certain angle. In this manner, the stacking device 15 sequentially stacks the sintered bodies 1 discharged from the press device 13 on the stacking portion 25, and forms a pile of the sintered bodies 1 on the stacking portion 25. At this time, the temperature of the stacking part 25 is normal temperature without temperature adjustment such as heating or cooling.

上述の温間サイジング設備および温間サイジング方法を採用すると、高精度かつ高硬度の焼結体1を安定して製造することが可能である。   By adopting the above-described warm sizing equipment and warm sizing method, it is possible to stably manufacture the sintered body 1 having high accuracy and high hardness.

すなわち、プレス装置13から焼結体1が排出されるとき、焼結体1の温度は常温よりも高い温度(例えば、80〜120℃程度)である。一方、プレス装置13から排出された焼結体1が積み上げられるスタッキング部25は常温である。   That is, when the sintered body 1 is discharged from the press apparatus 13, the temperature of the sintered body 1 is higher than room temperature (for example, about 80 to 120 ° C.). On the other hand, the stacking unit 25 on which the sintered bodies 1 discharged from the press device 13 are stacked is at room temperature.

ここで、もし仮に、冷却搬送装置14による冷風の吹き付けを行なわずにそのまま焼結体1を搬送すると、スタッキング部25に積み上げられた焼結体1のうち、1番下の位置にある焼結体1は、常温のスタッキング部25に直接接触するため、温間サイジングのプレス装置13から排出されてから比較的急速に常温まで冷却されることとなる。一方、スタッキング部25に積み上げられた焼結体1のうち、下から2段目以上の位置にある焼結体1は、その下の焼結体1の上に乗っているので、スタッキング部25に直接接触しない。そのため、温間サイジングのプレス装置13から排出されてから比較的ゆっくりと常温まで冷却されることになる。このように、プレス装置13から排出された焼結体1を順にスタッキング部25に積み上げたときに、1番下の位置にある焼結体1と、下から2段目以上の位置にある焼結体1とで、常温に至るまでの冷却速度が異なると、金型23の温度や圧力などの条件が同一であるにもかかわらず、得られる焼結体1の寸法に微小なばらつき(例えばプラスマイナス10μm程度のばらつき)が発生するおそれがある。   Here, if the sintered body 1 is transported as it is without spraying the cold air by the cooling and transporting device 14, the sintered body 1 stacked at the stacking portion 25 is sintered at the lowest position. Since the body 1 is in direct contact with the stacking unit 25 at room temperature, the body 1 is cooled to room temperature relatively quickly after being discharged from the warm sizing press device 13. On the other hand, among the sintered bodies 1 stacked on the stacking portion 25, the sintered body 1 at the second or higher level from the bottom is on the sintered body 1 below, so the stacking portion 25. Do not touch directly. Therefore, it is cooled to room temperature relatively slowly after being discharged from the warm sizing press device 13. As described above, when the sintered bodies 1 discharged from the press device 13 are sequentially stacked on the stacking portion 25, the sintered body 1 at the lowest position and the sintered bodies at the second and higher levels from the bottom are displayed. If the cooling rate is different from that of the bonded body 1 to room temperature, the dimensions of the sintered body 1 to be obtained (for example, even if the conditions such as the temperature and pressure of the mold 23 are the same) are small. There is a possibility that a variation of about plus or minus 10 μm) may occur.

これに対し、上記実施形態のように、冷却搬送装置14で冷風を吹き付けながら焼結体1を搬送すると、焼結体1がプレス装置13から排出されてからスタッキング部25に到達するまでの間に、冷却搬送装置14によって焼結体1が冷却されるので、スタッキング部25に到達したときの焼結体1の温度が十分に低い温度となる。そのため、焼結体1をスタッキング部25に順に積み上げたときに、1番下の位置にある焼結体1と、下から2段目以上の位置にある焼結体1とで、焼結体1の寸法のばらつきが生じにくい。したがって、高精度かつ高硬度の焼結体1を安定して製造することができる。   On the other hand, when the sintered body 1 is transported while blowing cool air with the cooling transport device 14 as in the above-described embodiment, the sintered body 1 is discharged from the press device 13 until reaching the stacking portion 25. In addition, since the sintered body 1 is cooled by the cooling and conveying device 14, the temperature of the sintered body 1 when reaching the stacking portion 25 is sufficiently low. Therefore, when the sintered bodies 1 are stacked in order on the stacking portion 25, the sintered body 1 at the lowest position and the sintered body 1 at the second or higher level from the bottom 1 is less likely to vary. Therefore, the sintered body 1 having high accuracy and high hardness can be manufactured stably.

本発明の実施形態の効果を確認するため、冷却搬送装置14で冷風を吹き付けながら搬送してスタッキング部25に積み上げた焼結体1(実施例)と、冷却搬送装置14による冷風の吹き付けを行なわずにそのまま搬送してスタッキング部25に積み上げた焼結体1(比較例)とで焼結体1の寸法精度を比較する試験を行なった。以下の各実施例および各比較例の焼結体1は、いずれも図1および図2に示す形状のインナーロータ2である。インナーロータ2の歯底径は29mm、歯先径は34mm、軸方向厚さは10mmである。   In order to confirm the effects of the embodiment of the present invention, the sintered body 1 (Example) transported while blowing cool air by the cooling transport device 14 and stacked on the stacking portion 25, and cold air blowing by the cooling transport device 14 are performed. A test was conducted to compare the dimensional accuracy of the sintered body 1 with the sintered body 1 (comparative example) that was transported as it was and stacked on the stacking portion 25. The sintered bodies 1 of the following examples and comparative examples are both inner rotors 2 having the shapes shown in FIGS. 1 and 2. The inner rotor 2 has a tooth root diameter of 29 mm, a tooth tip diameter of 34 mm, and an axial thickness of 10 mm.

<実施例>
冷却搬送装置14で冷風を吹き付けながら焼結体1を搬送し、その焼結体1をスタッキング部25に積み上げて7段の焼結体1の山を形成する動作を3セット行なった。そして、各セットの焼結体1を、図5に示すようにアウターロータ3の内側に挿入し、インナーロータ2の外歯5とアウターロータ3の内歯4の間に形成されるチップクリアランスtの大きさ(単位μm)を測定した。このとき、アウターロータ3は同一物(マスター品)を用いた。また、チップクリアランスtの測定は、図5に示すインナーロータ2を60度ずつ回転して測定を繰り返すことで、1個のインナーロータ2あたり6箇所測定した。その測定結果を表1および図9に示す。

Figure 2016141847
<Example>
Three sets of operations were performed in which the sintered body 1 was transported while blowing cool air with the cooling and transporting device 14, and the sintered body 1 was stacked on the stacking portion 25 to form a mountain of the seven-stage sintered body 1. Then, each set of sintered bodies 1 is inserted inside the outer rotor 3 as shown in FIG. 5, and a chip clearance t formed between the outer teeth 5 of the inner rotor 2 and the inner teeth 4 of the outer rotor 3. Was measured (unit: μm). At this time, the outer rotor 3 was the same (master product). The tip clearance t was measured at six locations per inner rotor 2 by rotating the inner rotor 2 shown in FIG. The measurement results are shown in Table 1 and FIG.
Figure 2016141847

実施例H1、M1、L1は、それぞれ1セット目の7段に積み上げられた焼結体1のうち、最上段の焼結体1、中央の焼結体1、最下段の焼結体1である。実施例H2、M2、L2は、それぞれ2セット目の7段に積み上げられた焼結体1のうち、最上段の焼結体1、中央の焼結体1、最下段の焼結体1である。実施例H3、M3、L3は、それぞれ3セット目の7段に積み上げられた焼結体1のうち、最上段の焼結体1、中央の焼結体1、最下段の焼結体1である。   Examples H1, M1, and L1 are the sintered body 1 at the uppermost stage, the sintered body 1 at the center, and the sintered body 1 at the lowermost stage among the sintered bodies 1 stacked in the first set of seven stages. is there. Examples H2, M2, and L2 are the sintered body 1 at the uppermost stage, the sintered body 1 at the center, and the sintered body 1 at the lowermost stage among the sintered bodies 1 stacked in the 7th stage of the second set. is there. In Examples H3, M3, and L3, among the sintered bodies 1 stacked on the third stage of the third set, the uppermost sintered body 1, the central sintered body 1, and the lowermost sintered body 1 is there.

<比較例>
冷却搬送装置14による冷風の吹き付けを行なわずにそのまま焼結体1を搬送し、その焼結体1をスタッキング部25に積み上げて7段の焼結体1の山を形成する動作を3セット行なった。そして、実施例と同様に、各セットの焼結体1を、図5に示すようにアウターロータ3の内側に挿入し、インナーロータ2の外歯5とアウターロータ3の内歯4の間に形成されるチップクリアランスtの大きさ(単位μm)を測定した。このとき、アウターロータ3は同一物(マスター品)を用いた。また、チップクリアランスtの測定は、図5に示すインナーロータ2を60度ずつ回転して測定を繰り返すことで、1個のインナーロータ2あたり6箇所測定した。その測定結果を表2および図10に示す。

Figure 2016141847
<Comparative example>
Three sets of operations are performed in which the sintered body 1 is transported as it is without blowing cold air by the cooling and transporting device 14, and the sintered body 1 is stacked on the stacking portion 25 to form a mountain of the seven-stage sintered body 1. It was. As in the embodiment, each set of sintered bodies 1 is inserted inside the outer rotor 3 as shown in FIG. 5, and between the outer teeth 5 of the inner rotor 2 and the inner teeth 4 of the outer rotor 3. The size (unit: μm) of the formed chip clearance t was measured. At this time, the outer rotor 3 was the same (master product). The tip clearance t was measured at six locations per inner rotor 2 by rotating the inner rotor 2 shown in FIG. The measurement results are shown in Table 2 and FIG.
Figure 2016141847

比較例H1、M1、L1は、それぞれ1セット目の7段に積み上げられた焼結体1のうち、最上段の焼結体1、中央の焼結体1、最下段の焼結体1である。比較例H2、M2、L2は、それぞれ2セット目の7段に積み上げられた焼結体1のうち、最上段の焼結体1、中央の焼結体1、最下段の焼結体1である。比較例H3、M3、L3は、それぞれ3セット目の7段に積み上げられた焼結体1のうち、最上段の焼結体1、中央の焼結体1、最下段の焼結体1である。   Comparative examples H1, M1, and L1 are the sintered body 1 at the uppermost stage, the sintered body 1 at the center, and the sintered body 1 at the lowermost stage among the sintered bodies 1 stacked in the first seven stages. is there. Comparative examples H2, M2, and L2 are the sintered body 1 at the uppermost stage, the sintered body 1 at the center, and the sintered body 1 at the lowermost stage among the sintered bodies 1 stacked in the seventh stage of the second set. is there. Comparative examples H3, M3, and L3 are the sintered body 1 in the uppermost stage, the sintered body 1 in the middle, and the sintered body 1 in the lowermost stage among the sintered bodies 1 stacked in the seventh stage of the third set. is there.

図9と図10を比較すると、図9では、実施例H1〜H3、M1〜M3、L1〜L3の寸法がほぼ横に揃っている。また、実施例H1〜H3、M1〜M3、L1〜L3について、その最大値と最小値の差を示すレンジRを計算すると、その値は14である。また、寸法のばらつきの度合いを示す標準偏差σを計算すると、その値は2.9であった。   Comparing FIG. 9 and FIG. 10, in FIG. 9, the dimensions of the examples H1 to H3, M1 to M3, and L1 to L3 are substantially horizontal. Moreover, about Example H1-H3, M1-M3, L1-L3, the range R which shows the difference of the maximum value and minimum value will be calculated, and the value will be 14. Further, when the standard deviation σ indicating the degree of dimensional variation was calculated, the value was 2.9.

これに対し、図10では、比較例H1〜H3、M1〜M3の寸法が、比較例L1〜L3の寸法よりも大きい傾向にあり、寸法が揃っていない。また、比較例H1〜H3、M1〜M3、L1〜L3について、その最大値と最小値の差を示すレンジRを計算すると、その値は19である。また、寸法のばらつきの度合いを示す標準偏差σを計算すると、その値は5.2であった。   On the other hand, in FIG. 10, the dimensions of Comparative Examples H1 to H3 and M1 to M3 tend to be larger than the dimensions of Comparative Examples L1 to L3, and the dimensions are not uniform. Moreover, about the comparative examples H1-H3, M1-M3, and L1-L3, the range R which shows the difference of the maximum value and the minimum value will be calculated, and the value will be 19. Further, when the standard deviation σ indicating the degree of dimensional variation was calculated, the value was 5.2.

上記のとおり、実施例は比較例よりもレンジR(データの最大値と最小値の差)が小さく、標準偏差σ(データのばらつきの度合い)も小さく抑えられている。すなわち、実施例の温間サイジング方法で製造した焼結品は、比較例の温間サイジング方法で製造した焼結品よりも寸法が安定していることが分かる。   As described above, in the example, the range R (the difference between the maximum value and the minimum value of the data) is smaller than that of the comparative example, and the standard deviation σ (the degree of data variation) is also suppressed to a small value. That is, it can be seen that the sintered product manufactured by the warm sizing method of the example is more stable in size than the sintered product manufactured by the warm sizing method of the comparative example.

1 焼結体
2 インナーロータ
3 アウターロータ
4 内歯
5 外歯
6 側面
7 側面
10 加熱炉
11 急冷装置
12 中間搬送装置
13 プレス装置
14 冷却搬送装置
15 スタッキング装置
16 加熱室
16a 入口
16b 出口
17 メッシュベルトコンベヤ
18 油槽
19 投入装置
20 取り出し装置
21 カバー
22 熱風発生器
23 金型
24 金型冷却機構
25 スタッキング部
26 コンベヤ
27 コンベヤカバー
28 冷却ガス供給装置
30 テールプーリ
31 ヘッドプーリ
32 コンベヤベルト
33 コンベヤフレーム
34 電動モータ
35 開口
36 冷却ガス発生器
37 冷却ガス導入路
38 持ち上げ搬送装置
40 チャック部
41 昇降駆動装置
42 水平駆動装置
43 回転駆動装置
44 周壁
45 ベースフレーム
46 ガイド板
t チップクリアランス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sintered body 2 Inner rotor 3 Outer rotor 4 Internal tooth 5 External tooth 6 Side surface 7 Side surface 10 Heating furnace 11 Quenching device 12 Intermediate conveyance device 13 Press device 14 Cooling conveyance device 15 Stacking device 16 Heating chamber 16a Inlet 16b Outlet 17 Mesh belt Conveyor 18 Oil tank 19 Input device 20 Extraction device 21 Cover 22 Hot air generator 23 Mold 24 Mold cooling mechanism 25 Stacking portion 26 Conveyor 27 Conveyor cover 28 Cooling gas supply device 30 Tail pulley 31 Head pulley 32 Conveyor belt 33 Conveyor frame 34 Electric motor 35 Opening 36 Cooling gas generator 37 Cooling gas introduction path 38 Lifting conveyance device 40 Chuck part 41 Lifting drive device 42 Horizontal drive device 43 Rotation drive device 44 Perimeter wall 45 Base frame 46 Guide plate t Chip clearance

Claims (3)

鉄系焼結体をオーステナイト化温度(Ae1点)よりも高い温度に加熱してオーステナイト化する加熱炉と、
その加熱炉から焼結体を受け入れ、その焼結体をAe1点よりも高い温度からAe1点よりも低くかつマルテンサイト変態開始温度(Ms点)よりも高い温度までパーライトが析出しない冷却速度で急冷する急冷装置と、
その急冷装置から焼結体を受け入れ、Ms点よりも高温の前記焼結体をMs点よりも低温の金型で圧縮することで前記焼結体の寸法矯正と前記焼結体のマルテンサイト変態とを同時に行なうプレス装置と、
前記プレス装置から排出された焼結体を常温のスタッキング部に順に積み上げるスタッキング装置と、
前記プレス装置の下流側、かつ、前記スタッキング部の上流側に配置され、前記プレス装置から排出された焼結体に常温かそれよりも低温の冷却ガスを吹き付けながらその焼結体を前記スタッキング部に向けて搬送する冷却搬送装置と、
を有する温間サイジング設備。
A heating furnace for heating the iron-based sintered body to a temperature higher than the austenitizing temperature (Ae1 point) to austenite;
The sintered body is received from the heating furnace, and the sintered body is rapidly cooled at a cooling rate at which pearlite does not precipitate from a temperature higher than the Ae1 point to a temperature lower than the Ae1 point and higher than the martensite transformation start temperature (Ms point). A quenching device,
The sintered body is received from the rapid cooling apparatus, and the sintered body having a temperature higher than the Ms point is compressed by a mold having a temperature lower than the Ms point, thereby correcting the size of the sintered body and martensitic transformation of the sintered body. A press device that simultaneously performs
A stacking device for sequentially stacking the sintered bodies discharged from the pressing device in a normal temperature stacking unit;
The stacking unit is disposed on the downstream side of the pressing apparatus and the upstream side of the stacking unit, and the sintered body is sprayed to the sintered body discharged from the pressing apparatus at a room temperature or lower temperature while blowing a cooling gas. A cooling and conveying device that conveys toward the
Having warm sizing equipment.
前記冷却搬送装置は、
前記焼結体を前記スタッキング部に向けて搬送するコンベヤと、
そのコンベヤによる焼結体の搬送経路を覆うように設けられたコンベヤカバーと、
そのコンベヤカバー内に前記冷却ガスを送り込む冷却ガス供給装置と、
を有する請求項1に記載の温間サイジング設備。
The cooling and conveying device is
A conveyor for conveying the sintered body toward the stacking unit;
A conveyor cover provided to cover the conveying path of the sintered body by the conveyor;
A cooling gas supply device for feeding the cooling gas into the conveyor cover;
The warm sizing equipment according to claim 1, comprising:
鉄系焼結体をオーステナイト化温度(Ae1点)よりも高い温度に加熱してオーステナイト化するオーステナイト化工程と、
そのオーステナイト化工程の後、前記焼結体をAe1点よりも高い温度からAe1点よりも低くかつマルテンサイト変態開始温度(Ms点)よりも高い温度までパーライトが析出しない冷却速度で急冷する急冷工程と、
その急冷工程の後、Ms点よりも高温の前記焼結体をMs点よりも低温の金型で圧縮することで前記焼結体の寸法矯正と前記焼結体のマルテンサイト変態とを同時に行なう温間サイジング工程と、
その温間サイジング工程の後、焼結体を常温のスタッキング部に順に積み上げるスタッキング工程と、
前記温間サイジング工程の後、前記スタッキング工程の前に、前記プレス装置から排出された焼結体に常温かそれよりも低温の冷却ガスを吹き付けながらその焼結体を前記スタッキング部に向けて搬送する冷却搬送工程と、
を有する温間サイジング方法。
An austenitizing step of heating the iron-based sintered body to a temperature higher than the austenitizing temperature (Ae1 point) to austenite;
After the austenitizing step, the sintered body is rapidly cooled at a cooling rate at which pearlite does not precipitate from a temperature higher than the Ae1 point to a temperature lower than the Ae1 point and higher than the martensitic transformation start temperature (Ms point). When,
After the rapid cooling step, the sintered body having a temperature higher than the Ms point is compressed with a mold having a temperature lower than the Ms point, so that the dimension correction of the sintered body and the martensitic transformation of the sintered body are simultaneously performed. A warm sizing process;
After the warm sizing step, a stacking step of sequentially stacking the sintered bodies on the stacking portion at room temperature,
After the warm sizing process and before the stacking process, the sintered compact is transported toward the stacking section while blowing a cooling gas at normal temperature or lower temperature to the sintered compact discharged from the press device. Cooling and transporting process,
A warm sizing method.
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