JP7390154B2 - 腰入れ処理設備、腰入れ処理方法、丸鋸用基材又は帯鋸用基材の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、鋸素材の鋸歯部に引張応力を発生させる腰入れ処理を行うための腰入れ処理設備及び腰入れ処理方法と、その腰入れ処理方法を使用した丸鋸用基材又は帯鋸用基材の製造方法に関する。
丸鋸刃や帯鋸刃などの鋸刃は、外縁領域に鋸歯部が設けられた薄板状の鋸素材に焼入処理等の熱処理を施して丸鋸用基材や帯鋸用基材などの鋸用基材を得た後、この鋸用基材に加工を施して製造される。この鋸刃を使用した対象物の切断時において、鋸歯部が設けられた外縁領域は、切削熱や摩擦熱によって温度が上昇し、熱膨張して伸びようとするが、外縁領域の内側となる内縁領域は、切削熱や摩擦熱の影響が及ばないため、温度や膨張等の変化が無く、外縁領域の伸びを拘束する。このため、切断時における鋸刃には、鋸歯部が設けられた外縁領域に接線方向の圧縮応力が発生し、内縁領域に接線方向の引張応力が発生する。そして、鋸刃は、切断作業が続く等して外縁領域と内縁領域との温度差が大きくなると、圧縮応力と引張応力の差に耐えられなくなって熱座屈してしまう。
上述のような鋸刃の熱座屈を抑制するため、鋸素材や鋸用基材は、切断時の鋸歯部に発生する圧縮応力を打ち消すことができるように、外縁領域に引張応力を発生させる腰入れ処理を施される。そして、この腰入れ処理は、特許文献１～４に記載のように、ショットピーニング加工、展伸加工、ハンマリング加工、圧延加工等によって外縁領域に引張応力を発生させる機械的方法で行われている。
上述のような鋸刃の熱座屈を抑制するため、鋸素材や鋸用基材は、切断時の鋸歯部に発生する圧縮応力を打ち消すことができるように、外縁領域に引張応力を発生させる腰入れ処理を施される。そして、この腰入れ処理は、特許文献１～４に記載のように、ショットピーニング加工、展伸加工、ハンマリング加工、圧延加工等によって外縁領域に引張応力を発生させる機械的方法で行われている。
上記従来の腰入れ処理は、熱処理を施した後で、敢えて鋸歯部に引張応力を発生させる処理であるから、鋸素材や鋸用基材に残留する熱処理による応力によって、意図しない応力を発生させてしまう可能性がある。このため、実際の腰入れ処理は、熟練の作業者の経験と勘に頼って実施しており、作業能率が悪いという問題があった。
本発明は、このような従来技術が有していた問題点を解決しようとするものであり、腰入れ処理に係る作業能率の向上を図ることができる腰入れ処理設備及び腰入れ処理方法と、その腰入れ処理方法を使用した丸鋸用基材又は帯鋸用基材の製造方法を提供することを目的とするものである。
上記課題を解決するべく、請求項１に記載の発明は、処理対象を加熱する加熱室と、上記加熱室で加熱された処理対象を冷却する冷却装置とを有しており、上記処理対象を薄板状に成形されて外縁領域に鋸歯部が設けられた鋸素材として、上記鋸素材の上記鋸歯部に引張応力を発生させる腰入れ処理を行うための腰入れ処理設備であって、上記冷却装置は、上記鋸素材に接触して該鋸素材との間で伝熱を行う定盤と、該定盤の温度を調整する温度調整器と、上記定盤と上記鋸素材とを圧接させる押圧装置と、を有しており、上記定盤には、上記鋸素材の上記鋸歯部が設けられた外縁領域と対応する位置に配設される第１冷却回路と、上記鋸素材の内縁領域と対応する位置に配設される第２冷却回路と、が内装され、上記温度調整器が上記第１冷却回路及び上記第２冷却回路にそれぞれ接続され、上記第１冷却回路と上記第２冷却回路とが互いに異なる温度に調整されることを要旨とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記定盤は、上記鋸素材に接触する接触面が平担状に形成されていることを要旨とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、上記第１冷却回路の冷却温度が上記第２冷却回路の冷却温度よりも低い温度に調整されて、上記鋸素材の上記外縁領域を上記内縁領域よりも早く冷却することにより、上記鋸歯部が設けられた上記外縁領域に引張応力を発生させることを要旨とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のうち何れか一項に記載の腰入れ処理設備を使用し、薄板状に成形されて外縁領域に鋸歯部が設けられた鋸素材に対して熱処理を行うとともに、上記鋸歯部に引張応力を発生させる腰入れ処理を行うための腰入れ処理方法であって、上記鋸素材を加熱する加熱工程と、上記加熱工程後の上記鋸素材を冷却する冷却工程と、を備え、上記冷却工程は、上記鋸素材を上記定盤に圧接させることで所定の圧力で加圧しつつ、上記定盤に内装された上記第１冷却回路の冷却温度が上記第２冷却回路の冷却温度よりも低くなるように上記温度調整器で調整して、上記第１冷却回路で上記鋸歯部が設けられた上記鋸素材の外縁領域を冷却し、上記第２冷却回路で上記鋸素材の内縁領域を冷却する工程であることを要旨とする。
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、上記冷却工程において、上記所定の圧力は、１０～１００ｋｇｆ／ｃｍ２であることを要旨とする。
請求項６に記載の発明は、請求項４又は５に記載の発明において、上記熱処理は、オーステンパー処理、焼入処理、又は焼戻処理のうち何れかの処理であることを要旨とする。
請求項７に記載の発明は、請求項４から６のうち何れか一項に記載の腰入れ処理方法を使用し、熱処理及び腰入れ処理を行った鋸素材からなる丸鋸用基材又は帯鋸用基材を製造することを要旨とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記定盤は、上記鋸素材に接触する接触面が平担状に形成されていることを要旨とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、上記第１冷却回路の冷却温度が上記第２冷却回路の冷却温度よりも低い温度に調整されて、上記鋸素材の上記外縁領域を上記内縁領域よりも早く冷却することにより、上記鋸歯部が設けられた上記外縁領域に引張応力を発生させることを要旨とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１から３のうち何れか一項に記載の腰入れ処理設備を使用し、薄板状に成形されて外縁領域に鋸歯部が設けられた鋸素材に対して熱処理を行うとともに、上記鋸歯部に引張応力を発生させる腰入れ処理を行うための腰入れ処理方法であって、上記鋸素材を加熱する加熱工程と、上記加熱工程後の上記鋸素材を冷却する冷却工程と、を備え、上記冷却工程は、上記鋸素材を上記定盤に圧接させることで所定の圧力で加圧しつつ、上記定盤に内装された上記第１冷却回路の冷却温度が上記第２冷却回路の冷却温度よりも低くなるように上記温度調整器で調整して、上記第１冷却回路で上記鋸歯部が設けられた上記鋸素材の外縁領域を冷却し、上記第２冷却回路で上記鋸素材の内縁領域を冷却する工程であることを要旨とする。
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、上記冷却工程において、上記所定の圧力は、１０～１００ｋｇｆ／ｃｍ２であることを要旨とする。
請求項６に記載の発明は、請求項４又は５に記載の発明において、上記熱処理は、オーステンパー処理、焼入処理、又は焼戻処理のうち何れかの処理であることを要旨とする。
請求項７に記載の発明は、請求項４から６のうち何れか一項に記載の腰入れ処理方法を使用し、熱処理及び腰入れ処理を行った鋸素材からなる丸鋸用基材又は帯鋸用基材を製造することを要旨とする。
本発明によれば、腰入れ処理設備は、鋸素材を冷却する冷却装置において、鋸素材に接触して鋸素材との間で伝熱を行う定盤に、第１冷却回路と第２冷却回路とが内装されている。第１冷却回路は、鋸素材の外縁領域と対応する位置に配設され、第２冷却回路は、鋸素材の内縁領域と対応する位置に配設されている。そして、第１冷却回路と第２冷却回路とは、冷却装置の温度調整器により、互いに異なる温度に調整される。
上述の腰入れ処理設備を使用した腰入れ処理方法は、鋸素材を冷却する冷却工程において、定盤に内装された第１冷却回路の冷却温度が第２冷却回路の冷却温度よりも低くなるように調整して、第１冷却回路で鋸歯部が設けられた鋸素材の外縁領域を冷却し、第２冷却回路で鋸素材の内縁領域を冷却する。
上記のように第１冷却回路の冷却温度を、第２冷却回路の冷却温度よりも低くすることにより、第１冷却回路と対応する鋸素材の外縁領域は、第２冷却回路と対応する内縁領域よりも早く冷却される。そして、早く冷却された外縁領域は、熱膨張による内縁領域の伸びを拘束するため、外縁領域に引張応力を発生させることができる。すなわち、鋸素材の熱処理時に、この鋸素材に腰入れ処理を施すことができ、腰入れ処理に係る作業能率の向上を図ることができる。
上述の腰入れ処理設備を使用した腰入れ処理方法は、鋸素材を冷却する冷却工程において、定盤に内装された第１冷却回路の冷却温度が第２冷却回路の冷却温度よりも低くなるように調整して、第１冷却回路で鋸歯部が設けられた鋸素材の外縁領域を冷却し、第２冷却回路で鋸素材の内縁領域を冷却する。
上記のように第１冷却回路の冷却温度を、第２冷却回路の冷却温度よりも低くすることにより、第１冷却回路と対応する鋸素材の外縁領域は、第２冷却回路と対応する内縁領域よりも早く冷却される。そして、早く冷却された外縁領域は、熱膨張による内縁領域の伸びを拘束するため、外縁領域に引張応力を発生させることができる。すなわち、鋸素材の熱処理時に、この鋸素材に腰入れ処理を施すことができ、腰入れ処理に係る作業能率の向上を図ることができる。
ここで示される事項は例示的なもの及び本発明の実施形態を例示的に説明するためのものであり、本発明の原理と概念的な特徴とを最も有効に且つ難なく理解できる説明であると思われるものを提供する目的で述べたものである。この点で、本発明の根本的な理解のために必要である程度以上に本発明の構造的な詳細を示すことを意図してはおらず、図面と合わせた説明によって本発明の幾つかの形態が実際にどのように具現化されるかを当業者に明らかにするものである。
また、下記実施形態で記載した各構成の括弧内の符号は、後述する実施例に記載の具体的構成との対応関係を示すものである。
本実施形態に係る腰入れ処理設備（１０）は、図１に示すように、処理対象を加熱する加熱室（１１）と、この加熱室（１１）で加熱された処理対象を冷却する冷却装置（１２）と、を有している。
腰入れ処理設備（１０）において、処理対象は、薄板状に成形されており、外縁領域（２１）に鋸歯部（２３）が設けられた鋸素材（２０）である（図３（ａ）参照）。
腰入れ処理設備（１０）は、鋸素材（２０）に熱処理を施すとともに、その鋸素材（２０）の鋸歯部（２３）に引張応力を発生させる腰入れ処理を行うための設備である。
腰入れ処理設備（１０）において、処理対象は、薄板状に成形されており、外縁領域（２１）に鋸歯部（２３）が設けられた鋸素材（２０）である（図３（ａ）参照）。
腰入れ処理設備（１０）は、鋸素材（２０）に熱処理を施すとともに、その鋸素材（２０）の鋸歯部（２３）に引張応力を発生させる腰入れ処理を行うための設備である。
冷却装置（１２）は、鋸素材（２０）との間で伝熱を行う定盤（１３）と、定盤（１３）の温度を調整する温度調整器（１４）と、定盤（１３）と鋸素材（２０）とを圧接させる押圧装置（１５）と、を有している。
定盤（１３）には冷却回路（１９）が内装されている。この冷却回路（１９）は、図２（ａ），（ｂ）に示すように、鋸素材（２０）の鋸歯部（２３）が設けられた外縁領域（２１）と対応する位置に配設される第１冷却回路（１９Ａ）と、鋸素材（２０）の内縁領域（２２）と対応する位置に配設される第２冷却回路（１９Ｂ）と、を有している。
温度調整器（１４）は、第１冷却回路（１９Ａ）及び第２冷却回路（１９Ｂ）にそれぞれ接続されている。そして、第１冷却回路（１９Ａ）と第２冷却回路（１９Ｂ）とは、互いに異なる温度に調整される。
定盤（１３）には冷却回路（１９）が内装されている。この冷却回路（１９）は、図２（ａ），（ｂ）に示すように、鋸素材（２０）の鋸歯部（２３）が設けられた外縁領域（２１）と対応する位置に配設される第１冷却回路（１９Ａ）と、鋸素材（２０）の内縁領域（２２）と対応する位置に配設される第２冷却回路（１９Ｂ）と、を有している。
温度調整器（１４）は、第１冷却回路（１９Ａ）及び第２冷却回路（１９Ｂ）にそれぞれ接続されている。そして、第１冷却回路（１９Ａ）と第２冷却回路（１９Ｂ）とは、互いに異なる温度に調整される。
腰入れ処理設備（１０）は、加熱室（１１）と冷却装置（１２）とを有し、鋸素材（２０）に熱処理を行うように構成されているものであれば、大きさ、炉内容積等について、特に問わない。
腰入れ処理設備（１０）の処理方式は、バッチ式と連続式とが挙げられるが、何れかについて特に問わない。腰入れ処理設備（１０）の搬送方式は、ローラーハース式、固定炉床式、台車式、ウォーキングビーム式、ウォーキングハース式、プッシャ式等が挙げられるが、何れかについて特に問わない。
加熱室（１１）は、構成、形状、炉内容積、加熱方式等について特に問わず、一般的な加熱炉や加熱室を使用することができる。
腰入れ処理設備（１０）の処理方式は、バッチ式と連続式とが挙げられるが、何れかについて特に問わない。腰入れ処理設備（１０）の搬送方式は、ローラーハース式、固定炉床式、台車式、ウォーキングビーム式、ウォーキングハース式、プッシャ式等が挙げられるが、何れかについて特に問わない。
加熱室（１１）は、構成、形状、炉内容積、加熱方式等について特に問わず、一般的な加熱炉や加熱室を使用することができる。
冷却装置（１２）は、定盤（１３）と、温度調整器（１４）と、押圧装置（１５）と、を有する構成であれば、その他の構成、形状、鋸素材の搬送方式等について特に問わない。
定盤（１３）は、鋸素材（２０）との間で伝熱を行うものであれば、構成、材質等について特に問わない。また、定盤（１３）の材質には、鋸素材（２０）との間で伝熱を行うことが可能な熱伝導率を有する鉄、アルミニウム、銅、チタン等の金属、あるいはそれら金属を使用した合金を使用することができる。
定盤（１３）の形状については、鋸素材（２０）と隙間なく接触させることで伝熱の効率を向上させるという観点から、鋸素材（２０）に接触する接触面が平担状に形成されていることが好ましい。また、定盤（１３）の形状は、熱処理後の冷却時に鋸素材（２０）に発生する反りや歪み等の発生を防止して、薄板状に成形された鋸素材（２０）の形状を保持するという観点から、平板状とすることがより好ましい。
定盤（１３）は、鋸素材（２０）との間で伝熱を行うものであれば、構成、材質等について特に問わない。また、定盤（１３）の材質には、鋸素材（２０）との間で伝熱を行うことが可能な熱伝導率を有する鉄、アルミニウム、銅、チタン等の金属、あるいはそれら金属を使用した合金を使用することができる。
定盤（１３）の形状については、鋸素材（２０）と隙間なく接触させることで伝熱の効率を向上させるという観点から、鋸素材（２０）に接触する接触面が平担状に形成されていることが好ましい。また、定盤（１３）の形状は、熱処理後の冷却時に鋸素材（２０）に発生する反りや歪み等の発生を防止して、薄板状に成形された鋸素材（２０）の形状を保持するという観点から、平板状とすることがより好ましい。
温度調整器（１４）は、定盤（１３）の温度を調整可能な構成であれば、その他の構成、冷却方式、設置基数等について特に問わない。この温度調整器（１４）には、任意の温度に調整した熱媒体を定盤（１３）との間で回流させる温度調節機などを使用することができる。また、温度調整器（１４）は、１基のみを設置して第１冷却回路（１９Ａ）と第２冷却回路（１９Ｂ）の両方を接続してもよく、２基以上を設置して各温度調整器（１４）にそれぞれ第１冷却回路（１９Ａ）又は第２冷却回路（１９Ｂ）を接続してもよい。
押圧装置（１５）は、鋸素材（２０）と定盤（１３）とを圧接させることが可能な構成を有するのであれば、その他の構成、形状、油圧式や空圧式や電動などの駆動方式等について特に問わない。この押圧装置（１５）には、一般的なプレス装置などを使用することができる。
押圧装置（１５）は、鋸素材（２０）と定盤（１３）とを圧接させることが可能な構成を有するのであれば、その他の構成、形状、油圧式や空圧式や電動などの駆動方式等について特に問わない。この押圧装置（１５）には、一般的なプレス装置などを使用することができる。
定盤（１３）に内装される冷却回路（１９）として、第１冷却回路（１９Ａ）と第２冷却回路（１９Ｂ）は、構成等について特に問わない。
第１冷却回路（１９Ａ）と第２冷却回路（１９Ｂ）の形状については、鋸素材（２０）の形状に応じた形状とすることができる。
例えば、鋸素材（２０）が平面視で円形の場合、図２（ｂ）に示すように、略円形状をなす第１冷却回路（１９Ａ）の内側に、略円形状をなす第２冷却回路（１９Ｂ）が配された形状とすることができる。他に、鋸素材（２０）が平面視で帯形の場合、略直線状をなす第１冷却回路（１９Ａ）と、略直線状をなす第２冷却回路（１９Ｂ）とが互いに平行に伸びる形状とすることができる。
第１冷却回路（１９Ａ）と第２冷却回路（１９Ｂ）の形状については、鋸素材（２０）の形状に応じた形状とすることができる。
例えば、鋸素材（２０）が平面視で円形の場合、図２（ｂ）に示すように、略円形状をなす第１冷却回路（１９Ａ）の内側に、略円形状をなす第２冷却回路（１９Ｂ）が配された形状とすることができる。他に、鋸素材（２０）が平面視で帯形の場合、略直線状をなす第１冷却回路（１９Ａ）と、略直線状をなす第２冷却回路（１９Ｂ）とが互いに平行に伸びる形状とすることができる。
鋸素材（２０）は、金属材料を所定の薄板状に成形して得られたものであれば、それ以外の形状、大きさ等は、特に問わない。
鋸素材（２０）の形状は、丸鋸用基材とする場合、図３（ａ），（ｂ）に示すように、平面視で円形の薄板状とされる。この鋸素材（２０）からなる丸鋸用基材においては、周縁部が外縁領域（２１）であり、中央部が内縁領域（２２）であって、鋸歯部（２３）は外縁領域（２１）の外周縁に設けられている。
また、鋸素材（２０）の形状は、帯鋸用基材とする場合、図４に示すように、平面視で帯形の薄板状とされる。この鋸素材（２０）からなる帯鋸用基材においては、鋸歯部（２３）が設けられた一側縁部が外縁領域（２１）であり、他側縁部が内縁領域（２２）である。
鋸素材（２０）の形状は、丸鋸用基材とする場合、図３（ａ），（ｂ）に示すように、平面視で円形の薄板状とされる。この鋸素材（２０）からなる丸鋸用基材においては、周縁部が外縁領域（２１）であり、中央部が内縁領域（２２）であって、鋸歯部（２３）は外縁領域（２１）の外周縁に設けられている。
また、鋸素材（２０）の形状は、帯鋸用基材とする場合、図４に示すように、平面視で帯形の薄板状とされる。この鋸素材（２０）からなる帯鋸用基材においては、鋸歯部（２３）が設けられた一側縁部が外縁領域（２１）であり、他側縁部が内縁領域（２２）である。
鋸素材（２０）の金属材料は、特に問わないが、鋸素材（２０）に要求される硬さや靱性を満たすという観点から、好ましくは炭素鋼であり、より好ましくは炭素工具鋼、合金工具鋼、高速度工具鋼等の工具鋼であり、さらに好ましくは高速度工具鋼（ハイス鋼）である。この高速度工具鋼とは、高温下での硬さと耐軟化性を高めた材料であり、金属用の切削工具の材料として有用である。
薄板状に成形される鋸素材（２０）の厚さ（Ｔ）は、反りや歪みの発生を抑制することができるという観点から、好ましくは１～５ｍｍ、より好ましくは１．５～４ｍｍ、さらに好ましくは１．５～３ｍｍである。特に鋸素材（２０）の厚さが上述の範囲である場合、熱処理時に反りや歪みが頻繁に発生することに比べて、本発明は反りや歪みの発生を抑制することができる点で有用である。
薄板状に成形される鋸素材（２０）の厚さ（Ｔ）は、反りや歪みの発生を抑制することができるという観点から、好ましくは１～５ｍｍ、より好ましくは１．５～４ｍｍ、さらに好ましくは１．５～３ｍｍである。特に鋸素材（２０）の厚さが上述の範囲である場合、熱処理時に反りや歪みが頻繁に発生することに比べて、本発明は反りや歪みの発生を抑制することができる点で有用である。
腰入れ処理設備（１０）は、図１に示すように、設備内に不活性ガスを供給して無酸化雰囲気にするために、不活性ガス供給装置（１７）をさらに有することができる。
不活性ガス供給装置（１７）を使用して腰入れ処理設備（１０）内を無酸化雰囲気にする場合、鋸素材（２０）の表面への酸化スケールの付着を抑制することができ、酸化スケールの除去に係る作業を省略することができるとともに、酸化スケールの付着抑制による冷却効率の向上を図ることができる。
不活性ガス供給装置（１７）は、設備内に不活性ガスを供給可能な構成を有するのであれば、その他の構成、不活性ガスの供給量や供給方式等について、特に問わない。
不活性ガス供給装置（１７）を使用して腰入れ処理設備（１０）内を無酸化雰囲気にする場合、鋸素材（２０）の表面への酸化スケールの付着を抑制することができ、酸化スケールの除去に係る作業を省略することができるとともに、酸化スケールの付着抑制による冷却効率の向上を図ることができる。
不活性ガス供給装置（１７）は、設備内に不活性ガスを供給可能な構成を有するのであれば、その他の構成、不活性ガスの供給量や供給方式等について、特に問わない。
腰入れ処理設備（１０）において、不活性ガス供給装置（１７）は、図１に示すように、加熱室（１１）と冷却装置（１２）とが１つの収容室（１８）の室内に設置されている構成として、この収容室（１８）に接続されていることが好ましい。
また、不活性ガス供給装置（１７）は、冷却装置（１２）が収容室（１８）の室内に設置されるとともに、加熱室（１１）が収容室（１８）の室外に設置された構成として、この収容室（１８）と加熱室（１１）とに接続された構成とすることもできる。
収容室（１８）は、冷却装置（１２）等を収容可能なサイズを有し、内部に不活性ガスを供給することで無酸化雰囲気にすることが可能な構成を有するのであれば、その他の構成、サイズ、不活性ガスの供給量や供給方式等について、特に問わない。
また、不活性ガス供給装置（１７）は、冷却装置（１２）が収容室（１８）の室内に設置されるとともに、加熱室（１１）が収容室（１８）の室外に設置された構成として、この収容室（１８）と加熱室（１１）とに接続された構成とすることもできる。
収容室（１８）は、冷却装置（１２）等を収容可能なサイズを有し、内部に不活性ガスを供給することで無酸化雰囲気にすることが可能な構成を有するのであれば、その他の構成、サイズ、不活性ガスの供給量や供給方式等について、特に問わない。
腰入れ処理設備（１０）を使用し、鋸素材（２０）に対して熱処理を行うとともに、鋸歯部（２３）に引張応力を発生させる腰入れ処理を行うための腰入れ処理方法は、加熱工程と、冷却工程と、を備えている。
加熱工程は、鋸素材（２０）を加熱する工程である。この加熱工程は、腰入れ処理設備（１０）の加熱室（１１）を使用して実行される。そして、加熱工程を施された鋸素材（２０）は、その金属組織がオーステナイト組織に変態される。
冷却工程は、加熱工程後の鋸素材（２０）を冷却する工程である。この冷却工程は、腰入れ処理設備（１０）の冷却装置（１２）を使用して行われる。そして、冷却工程で冷却された鋸素材（２０）は、その金属組織がオーステナイトから、熱処理に応じた組織に変態される。
加熱工程は、鋸素材（２０）を加熱する工程である。この加熱工程は、腰入れ処理設備（１０）の加熱室（１１）を使用して実行される。そして、加熱工程を施された鋸素材（２０）は、その金属組織がオーステナイト組織に変態される。
冷却工程は、加熱工程後の鋸素材（２０）を冷却する工程である。この冷却工程は、腰入れ処理設備（１０）の冷却装置（１２）を使用して行われる。そして、冷却工程で冷却された鋸素材（２０）は、その金属組織がオーステナイトから、熱処理に応じた組織に変態される。
冷却工程は、冷却装置（１２）の定盤（１３）に鋸素材（２０）を圧接させることで、この鋸素材（２０）を所定の圧力で加圧しつつ行われる。
また、冷却工程は、定盤（１３）に内装された第１冷却回路（１９Ａ）の冷却温度が、第２冷却回路（１９Ｂ）の冷却温度よりも低くなるように、温度調整器（１４）で調整して行われる。
そして、冷却工程は、鋸歯部（２３）が設けられた鋸素材（２０）の外縁領域（２１）を第１冷却回路（１９Ａ）で冷却し、鋸素材（２０）の内縁領域（２２）を第２冷却回路（１９Ｂ）で冷却する工程である。
また、冷却工程は、定盤（１３）に内装された第１冷却回路（１９Ａ）の冷却温度が、第２冷却回路（１９Ｂ）の冷却温度よりも低くなるように、温度調整器（１４）で調整して行われる。
そして、冷却工程は、鋸歯部（２３）が設けられた鋸素材（２０）の外縁領域（２１）を第１冷却回路（１９Ａ）で冷却し、鋸素材（２０）の内縁領域（２２）を第２冷却回路（１９Ｂ）で冷却する工程である。
上述の冷却工程では、鋸素材（２０）の金属組織がオーステナイトから熱処理に応じたマルテンサイトやベイナイト等の組織に変態されるが、この変態時には熱膨張が発生する。
冷却工程において、第１冷却回路（１９Ａ）の冷却温度は、第２冷却回路（１９Ｂ）の冷却温度よりも低く調整されており、鋸歯部（２３）が設けられた鋸素材（２０）の外縁領域（２１）は、内縁領域（２２）に比べて、冷却が早く進む。このため、早く冷却された外縁領域（２１）は、熱膨張による内縁領域（２２）の伸びを拘束するので、図３（ｃ）に示すように、鋸素材（２０）の外縁領域（２１）に引張応力が発生する。
冷却工程において、第１冷却回路（１９Ａ）の冷却温度は、第２冷却回路（１９Ｂ）の冷却温度よりも低く調整されており、鋸歯部（２３）が設けられた鋸素材（２０）の外縁領域（２１）は、内縁領域（２２）に比べて、冷却が早く進む。このため、早く冷却された外縁領域（２１）は、熱膨張による内縁領域（２２）の伸びを拘束するので、図３（ｃ）に示すように、鋸素材（２０）の外縁領域（２１）に引張応力が発生する。
すなわち、上述の冷却工程では、熱処理による金属組織の変態に伴う熱膨張を利用し、鋸歯部（２３）が設けられた鋸素材（２０）の外縁領域（２１）と、外縁領域（２１）の内側となる内縁領域（２２）とで冷却温度に差を生じさせ、外縁領域（２１）に故意に引張応力を発生させることで、鋸素材（２０）に腰入れ処理を施している。
そして、上述の腰入れ処理方法によれば、鋸素材（２０）の熱処理時に、より詳しくは熱処理の冷却工程で、この鋸素材（２０）に腰入れ処理を施すことができる。このため、熱処理とは別の工程で腰入れ処理を行わずともよく、また熟練の作業者に頼らずとも腰入れ処理を行うことができることから、腰入れ処理に係る作業能率の向上を図ることができる。
そして、上述の腰入れ処理方法によれば、鋸素材（２０）の熱処理時に、より詳しくは熱処理の冷却工程で、この鋸素材（２０）に腰入れ処理を施すことができる。このため、熱処理とは別の工程で腰入れ処理を行わずともよく、また熟練の作業者に頼らずとも腰入れ処理を行うことができることから、腰入れ処理に係る作業能率の向上を図ることができる。
腰入れ処理方法は、加熱工程と、冷却工程と、を備えているのであれば、その他の工程を備えていることについて、特に問わない。例えば、腰入れ処理方法は、冷却工程後に複数の鋸素材（２０）を段積みする工程、冷却工程後に鋸素材（２０）を常温になるまで放冷や冷却等する第２の冷却工程などを備えることができる。
腰入れ処理方法において、腰入れ処理とともに施される熱処理については、鋸素材（２０）の金属組織を変態させる処理であれば、特に問わない。
この熱処理は、オーステンパー処理、焼入処理、又は焼戻処理のうちの何れかとすることができる。
オーステンパー処理は、金属組織をオーステナイトからベイナイトに変態させる処理であり、焼入処理は、金属組織をオーステナイトからマルテンサイトに変態させる処理であり、焼戻処理は、焼入処理で硬くなることで脆化して不安定となったマルテンサイト等の組織を安定な組織に変態させる処理である。
腰入れ処理方法において、腰入れ処理とともに施される熱処理については、鋸素材（２０）の金属組織を変態させる処理であれば、特に問わない。
この熱処理は、オーステンパー処理、焼入処理、又は焼戻処理のうちの何れかとすることができる。
オーステンパー処理は、金属組織をオーステナイトからベイナイトに変態させる処理であり、焼入処理は、金属組織をオーステナイトからマルテンサイトに変態させる処理であり、焼戻処理は、焼入処理で硬くなることで脆化して不安定となったマルテンサイト等の組織を安定な組織に変態させる処理である。
冷却工程は、冷却装置（１２）を使用して実行されるが、詳しくは温度調整器（１４）によって所定の温度域に制御された定盤（１３）と鋸素材（２０）とを、押圧装置（１５）を用いて所定の圧力で圧接させることにより、所定の薄板状に形成された鋸素材（２０）の形状が保持された状態で行われる。
すなわち、薄板状に形成された鋸素材（２０）は、冷却工程時に金属組織の変態に伴う熱膨張によって、反りや歪み等が非常に発生しやすくなっている。そこで、腰入れ処理方法は、定盤（１３）と鋸素材（２０）とを押圧装置（１５）を用いて所定の圧力で圧接させることにより、外縁領域（２１）に引張応力を好適に発生させながら、鋸素材（２０）の反りや歪みの発生を抑制することができる。
すなわち、薄板状に形成された鋸素材（２０）は、冷却工程時に金属組織の変態に伴う熱膨張によって、反りや歪み等が非常に発生しやすくなっている。そこで、腰入れ処理方法は、定盤（１３）と鋸素材（２０）とを押圧装置（１５）を用いて所定の圧力で圧接させることにより、外縁領域（２１）に引張応力を好適に発生させながら、鋸素材（２０）の反りや歪みの発生を抑制することができる。
また、冷却装置（１２）を使用して鋸素材（２０）を冷却する際、鋸素材（２０）と定盤（１３）との間に隙間があると、その隙間の部分が伝熱不良となって冷却が行われず、金属組織が所望以外の組織に変態することで、外縁領域（２１）に引張応力を発生させることができなくなったり、酸化スケールが発生したりしてしまう。
冷却工程では、押圧装置（１５）を用いて鋸素材（２０）と定盤（１３）とを圧接させることにより、鋸素材（２０）が略一様に冷却されることで、外縁領域（２１）に引張応力を好適に発生させることができるとともに、酸化スケールの発生を抑制することができる。
冷却工程では、押圧装置（１５）を用いて鋸素材（２０）と定盤（１３）とを圧接させることにより、鋸素材（２０）が略一様に冷却されることで、外縁領域（２１）に引張応力を好適に発生させることができるとともに、酸化スケールの発生を抑制することができる。
なお、この冷却工程は、例えばダイクエンチ処理のような、鋸素材（２０）を所定の形状に成形することを目的としておらず、所定の薄板状に成形して得られた鋸素材（２０）の形状を保持することを目的としている。
従って、押圧装置（１５）を用いて定盤（１３）と圧接された鋸素材（２０）の形状が変化してしまうことは、この冷却工程の目的から外れており、このため押圧装置（１５）を用いた鋸素材（２０）と定盤（１３）との圧接は、鋸素材（２０）の形状を保持可能な程度の所定の圧力で行われる。
従って、押圧装置（１５）を用いて定盤（１３）と圧接された鋸素材（２０）の形状が変化してしまうことは、この冷却工程の目的から外れており、このため押圧装置（１５）を用いた鋸素材（２０）と定盤（１３）との圧接は、鋸素材（２０）の形状を保持可能な程度の所定の圧力で行われる。
加熱工程又は冷却工程は、鋸素材（２０）の表面への酸化スケールの付着を抑制するという観点から、無酸化雰囲気下で行われることが好ましい。
無酸化雰囲気下で加熱工程又は冷却工程を実行することについては、その実行のための構成などについて特に問わないが、例えば上述したように冷却装置（１２）等を収容する収容室（１８）の内部や、加熱室（１１）と収容室（１８）の内部に不活性ガスを供給することにより、実行することができる。
無酸化雰囲気下で加熱工程又は冷却工程を実行することについては、その実行のための構成などについて特に問わないが、例えば上述したように冷却装置（１２）等を収容する収容室（１８）の内部や、加熱室（１１）と収容室（１８）の内部に不活性ガスを供給することにより、実行することができる。
加熱工程において、鋸素材（２０）を加熱する温度域は、使用される金属材料に応じて設定されるのであれば特に問わない。
鋸素材（２０）の金属材料が、例えば上述の炭素鋼であれば、オーステナイト組織に好適に変態させるという観点から、加熱温度域は、８００～９００℃が好ましく、８２０～９００℃がより好ましく、８５０～９００℃がさらに好ましい。
鋸素材（２０）の金属材料が、例えば上述の炭素鋼であれば、オーステナイト組織に好適に変態させるという観点から、加熱温度域は、８００～９００℃が好ましく、８２０～９００℃がより好ましく、８５０～９００℃がさらに好ましい。
冷却工程において、鋸素材（２０）を冷却する温度域は、鋸素材（２０）に施される熱処理に応じた温度域であれば、使用される金属材料に応じて設定され、特に問わない。
例えば、鋸素材（２０）の金属材料が上述の炭素鋼であり、熱処理がオーステンパー処理であれば、冷却温度域は、好ましくは３００～５００℃であり、より好ましくは３２０～４８０℃であり、さらに好ましくは３５０～４５０℃である。
また、鋸素材（２０）の金属材料が上述の炭素鋼であり、熱処理が焼入処理であれば、冷却温度域は、好ましくは５０～１００℃であり、より好ましくは７０～１００℃であり、さらに好ましくは７０～９０℃である。
そして、鋸素材（２０）の金属材料が上述の炭素鋼であり、熱処理が焼戻処理であれば、冷却温度域は、低温焼戻で好ましくは１００～３００℃、より好ましくは１５０～２５０℃であり、高温焼戻で好ましくは３００～７３０℃、より好ましくは４００～６８０℃である。
例えば、鋸素材（２０）の金属材料が上述の炭素鋼であり、熱処理がオーステンパー処理であれば、冷却温度域は、好ましくは３００～５００℃であり、より好ましくは３２０～４８０℃であり、さらに好ましくは３５０～４５０℃である。
また、鋸素材（２０）の金属材料が上述の炭素鋼であり、熱処理が焼入処理であれば、冷却温度域は、好ましくは５０～１００℃であり、より好ましくは７０～１００℃であり、さらに好ましくは７０～９０℃である。
そして、鋸素材（２０）の金属材料が上述の炭素鋼であり、熱処理が焼戻処理であれば、冷却温度域は、低温焼戻で好ましくは１００～３００℃、より好ましくは１５０～２５０℃であり、高温焼戻で好ましくは３００～７３０℃、より好ましくは４００～６８０℃である。
冷却工程において、第１冷却回路（１９Ａ）と第２冷却回路（１９Ｂ）の冷却温度は、上述の鋸素材（２０）を冷却する温度域の範囲内で設定され、特に問わない。
第１冷却回路（１９Ａ）と第２冷却回路（１９Ｂ）との冷却温度の差は、鋸素材（２０）に施される熱処理と使用される金属材料とに応じて設定され、特に問わない。
例えば、鋸素材（２０）の金属材料が上述の炭素鋼であり、熱処理がオーステンパー処理又は焼戻処理であれば、冷却温度の差は、好ましくは１００℃以下であり、より好ましくは１～９０℃であり、さらに好ましくは１０～８０℃である。
また、鋸素材（２０）の金属材料が上述の炭素鋼であり、熱処理が焼入処理であれば、冷却温度の差は、好ましくは１～５０℃であり、より好ましくは５～３０℃であり、さらに好ましくは１０～２０℃である。
第１冷却回路（１９Ａ）と第２冷却回路（１９Ｂ）との冷却温度の差は、鋸素材（２０）に施される熱処理と使用される金属材料とに応じて設定され、特に問わない。
例えば、鋸素材（２０）の金属材料が上述の炭素鋼であり、熱処理がオーステンパー処理又は焼戻処理であれば、冷却温度の差は、好ましくは１００℃以下であり、より好ましくは１～９０℃であり、さらに好ましくは１０～８０℃である。
また、鋸素材（２０）の金属材料が上述の炭素鋼であり、熱処理が焼入処理であれば、冷却温度の差は、好ましくは１～５０℃であり、より好ましくは５～３０℃であり、さらに好ましくは１０～２０℃である。
冷却工程において、定盤（１３）と鋸素材（２０）とを押圧装置（１５）を用いて圧接させる場合の所定の圧力は、外縁領域（２１）に引張応力を好適に発生させながら、鋸素材（２０）の形状を保持可能な範囲であって、金属組織の変態による鋸素材（２０）の反りや歪みを防止可能であるとともに、加熱工程後の軟らかくなっている鋸素材（２０）を変形させない範囲であれば、特に問わない。
具体的に、上記所定の圧力は、好ましくは１０～１００ｋｇｆ／ｃｍ２であり、より好ましくは２０～１００ｋｇｆ／ｃｍ２であり、さらに好ましくは３０～９５ｋｇｆ／ｃｍ２である。
具体的に、上記所定の圧力は、好ましくは１０～１００ｋｇｆ／ｃｍ２であり、より好ましくは２０～１００ｋｇｆ／ｃｍ２であり、さらに好ましくは３０～９５ｋｇｆ／ｃｍ２である。
冷却工程における冷却時間は、鋸素材（２０）の金属材料に応じて設定すればよく、特に問わない。
炭素鋼による鋸素材（２０）の場合、冷却による割れ等の不良を防止するとともに、作業効率の向上を図るという観点から、冷却時間は、好ましくは１～２０秒、より好ましくは５～１５秒、さらに好ましくは８～１２秒である。
炭素鋼による鋸素材（２０）の場合、冷却による割れ等の不良を防止するとともに、作業効率の向上を図るという観点から、冷却時間は、好ましくは１～２０秒、より好ましくは５～１５秒、さらに好ましくは８～１２秒である。
以下、図面を参照しつつ、本発明の腰入れ処理設備を具体化した実施例と、それを使用した腰入れ処理方法について説明する。
図１に示すように、腰入れ処理設備１０は、搬送装置１０Ａによる搬送方式をローラーハース式としたものである。この搬送装置１０Ａは、鋸素材２０の搬送方向で上流側（図１中で左側）から下流側（図１中で右側）へ、腰入れ処理設備１０の全体にわたって設けられている。
腰入れ処理設備１０は、上流側から下流側へ順番に、加熱室１１、冷却装置１２を有している。
加熱室１１は、内部に鋸素材２０を収容する空間が設けられている。加熱室１１の内部には、ヒータ１１Ｂが設けられている。そして、加熱室１１は、内部に装入された鋸素材２０をヒータ１１Ｂによって加熱することにより、鋸素材２０の金属組織をオーステナイト化させる。
冷却装置１２は、定盤１３と、温度調整器１４と、押圧装置１５とを有している。定盤１３には、複数の冷却回路１９が内装されている。そして、冷却装置１２は、温度調整器１４及び複数の冷却回路１９によって所定の温度域に調整された定盤１３と、鋸素材２０とを、押圧装置１５によって圧接させ、定盤１３と鋸素材２０との間で伝熱を行うことにより、鋸素材２０を冷却し、所望の金属組織に変態させる。
腰入れ処理設備１０は、上流側から下流側へ順番に、加熱室１１、冷却装置１２を有している。
加熱室１１は、内部に鋸素材２０を収容する空間が設けられている。加熱室１１の内部には、ヒータ１１Ｂが設けられている。そして、加熱室１１は、内部に装入された鋸素材２０をヒータ１１Ｂによって加熱することにより、鋸素材２０の金属組織をオーステナイト化させる。
冷却装置１２は、定盤１３と、温度調整器１４と、押圧装置１５とを有している。定盤１３には、複数の冷却回路１９が内装されている。そして、冷却装置１２は、温度調整器１４及び複数の冷却回路１９によって所定の温度域に調整された定盤１３と、鋸素材２０とを、押圧装置１５によって圧接させ、定盤１３と鋸素材２０との間で伝熱を行うことにより、鋸素材２０を冷却し、所望の金属組織に変態させる。
図１に示すように、腰入れ処理設備１０において、上述した加熱室１１及び冷却装置１２は、収容室１８内に収容されている。
この収容室１８には、不活性ガス供給装置１７が接続されており、収容室１８の内部は、不活性ガス供給装置１７から例えば窒素ガス等の不活性ガスが供給されて、充満されることにより、無酸化雰囲気とされている。
また、収容室１８において、内部に鋸素材２０を出し入れするための出入口には、収容室１８内部に不活性ガスを充満させて無酸化雰囲気とするための開閉式の扉１８Ａが設けられている。
この収容室１８には、不活性ガス供給装置１７が接続されており、収容室１８の内部は、不活性ガス供給装置１７から例えば窒素ガス等の不活性ガスが供給されて、充満されることにより、無酸化雰囲気とされている。
また、収容室１８において、内部に鋸素材２０を出し入れするための出入口には、収容室１８内部に不活性ガスを充満させて無酸化雰囲気とするための開閉式の扉１８Ａが設けられている。
図２（ａ）に示すように、冷却装置１２は、定盤１３として下定盤１３Ａ及び上定盤１３Ｂと、を有している。
下定盤１３Ａは、平板状に形成されており、上面が鋸素材２０と圧接される接触面であって平坦状をなすとともに、その上面に加熱室１１から送られた鋸素材２０が載せられるように構成されている。また、下定盤１３Ａの内部には、第１冷却回路１９Ａ及び第２冷却回路１９Ｂが設けられている。
上定盤１３Ｂは、平板状に形成されており、下面が鋸素材２０と圧接される接触面であって平坦状をなしている。この上定盤１３Ｂは、押圧装置１５に取り付けられて、下定盤１３Ａの上方に配置されている。そして、上定盤１３Ｂは、押圧装置１５の作動時に下定盤１３Ａへ接近することで、この下定盤１３Ａとの間に鋸素材２０を挟持するように構成されている。また、上定盤１３Ｂの内部には、第１冷却回路１９Ａ及び第２冷却回路１９Ｂが設けられている。
下定盤１３Ａは、平板状に形成されており、上面が鋸素材２０と圧接される接触面であって平坦状をなすとともに、その上面に加熱室１１から送られた鋸素材２０が載せられるように構成されている。また、下定盤１３Ａの内部には、第１冷却回路１９Ａ及び第２冷却回路１９Ｂが設けられている。
上定盤１３Ｂは、平板状に形成されており、下面が鋸素材２０と圧接される接触面であって平坦状をなしている。この上定盤１３Ｂは、押圧装置１５に取り付けられて、下定盤１３Ａの上方に配置されている。そして、上定盤１３Ｂは、押圧装置１５の作動時に下定盤１３Ａへ接近することで、この下定盤１３Ａとの間に鋸素材２０を挟持するように構成されている。また、上定盤１３Ｂの内部には、第１冷却回路１９Ａ及び第２冷却回路１９Ｂが設けられている。
温度調整器１４は、下定盤１３Ａ及び上定盤１３Ｂの第１冷却回路１９Ａと第１媒体供給路１４Ａを介して接続されているとともに、第２冷却回路１９Ｂと第２媒体供給路１４Ｂを介して接続されている。
この温度調整器１４は、第１媒体供給路１４Ａ及び第２媒体供給路１４Ｂを介することにより、下定盤１３Ａ及び上定盤１３Ｂの第１冷却回路１９Ａ及び第２冷却回路１９Ｂとの間で冷媒、熱媒などの媒体を流動させるように構成されている。
そして、温度調整器１４は、第１冷却回路１９Ａと第２冷却回路１９Ｂのそれぞれに流動される媒体を異なる温度に調整することにより、第１冷却回路１９Ａと、第２冷却回路１９Ｂとが互いに異なる温度となるように調整している。
この温度調整器１４は、第１媒体供給路１４Ａ及び第２媒体供給路１４Ｂを介することにより、下定盤１３Ａ及び上定盤１３Ｂの第１冷却回路１９Ａ及び第２冷却回路１９Ｂとの間で冷媒、熱媒などの媒体を流動させるように構成されている。
そして、温度調整器１４は、第１冷却回路１９Ａと第２冷却回路１９Ｂのそれぞれに流動される媒体を異なる温度に調整することにより、第１冷却回路１９Ａと、第２冷却回路１９Ｂとが互いに異なる温度となるように調整している。
押圧装置１５は、上定盤１３Ｂを下定盤１３Ａへ接近させ、下定盤１３Ａ及び上定盤１３Ｂの間に鋸素材２０を挟持させるとともに、上定盤１３Ｂを押圧することにより、下定盤１３Ａ及び上定盤１３Ｂと鋸素材２０とを所定の圧力で圧接させるように構成されている。
そして、冷却装置１２は、温度調整器１４によって所定の温度域に調整された下定盤１３Ａ及び上定盤１３Ｂと、鋸素材２０とが、押圧装置１５を用いて所定の圧力で圧接されることにより、下定盤１３Ａ及び上定盤１３Ｂと鋸素材２０との間で伝熱が行われ、鋸素材２０を、その形状が保持された状態で所定の温度域まで冷却する。
そして、冷却装置１２は、温度調整器１４によって所定の温度域に調整された下定盤１３Ａ及び上定盤１３Ｂと、鋸素材２０とが、押圧装置１５を用いて所定の圧力で圧接されることにより、下定盤１３Ａ及び上定盤１３Ｂと鋸素材２０との間で伝熱が行われ、鋸素材２０を、その形状が保持された状態で所定の温度域まで冷却する。
図２（ｂ）に示すように、下定盤１３Ａ又は上定盤１３Ｂに内装された第１冷却回路１９Ａは、鋸素材２０の鋸歯部２３が設けられた外縁領域２１と対応する位置に配設されている。
また、下定盤１３Ａ又は上定盤１３Ｂに内装された第２冷却回路１９Ｂは、鋸素材２０の内縁領域２２と対応する位置に配設されている。
具体的に、第１冷却回路１９Ａは、下定盤１３Ａ又は上定盤１３Ｂの中央部で略円形をなすように設けられており、第２冷却回路１９Ｂは、下定盤１３Ａ又は上定盤１３Ｂの中央部において第１冷却回路１９Ａの内側で略円形をなすように設けられている。
また、下定盤１３Ａ又は上定盤１３Ｂに内装された第２冷却回路１９Ｂは、鋸素材２０の内縁領域２２と対応する位置に配設されている。
具体的に、第１冷却回路１９Ａは、下定盤１３Ａ又は上定盤１３Ｂの中央部で略円形をなすように設けられており、第２冷却回路１９Ｂは、下定盤１３Ａ又は上定盤１３Ｂの中央部において第１冷却回路１９Ａの内側で略円形をなすように設けられている。
図３（ａ），（ｂ）に示すように、鋸素材２０は、丸鋸の回転刃として使用される丸鋸用基材のためのものであり、金属材料に炭素鋼を用い、平面視で円形となるように、厚さＴが１～５ｍｍの薄板状に成形されている。
鋸素材２０からなる丸鋸用基材は、外周縁部が外縁領域２１であり、中央部が内縁領域２２であり、外縁領域２１に鋸歯部２３が設けられている。
鋸素材２０に熱処理と腰入れ処理とが施されることによって、丸鋸用基材が製造される。
そして、この鋸素材２０からなる丸鋸用基材は、図３（ｃ）に示すように、外縁領域２１に引張応力が発生している。
鋸素材２０からなる丸鋸用基材は、外周縁部が外縁領域２１であり、中央部が内縁領域２２であり、外縁領域２１に鋸歯部２３が設けられている。
鋸素材２０に熱処理と腰入れ処理とが施されることによって、丸鋸用基材が製造される。
そして、この鋸素材２０からなる丸鋸用基材は、図３（ｃ）に示すように、外縁領域２１に引張応力が発生している。
上述の腰入れ処理設備１０を使用した腰入れ処理方法について説明する。
この腰入れ処理方法は、加熱工程と、冷却工程と、を備えている。
まず、加熱工程において、鋸素材２０は、加熱室１１で加熱されることにより、その金属組織がオーステナイト組織に変態され、オーステナイト化される（図１参照）。
この腰入れ処理方法は、加熱工程と、冷却工程と、を備えている。
まず、加熱工程において、鋸素材２０は、加熱室１１で加熱されることにより、その金属組織がオーステナイト組織に変態され、オーステナイト化される（図１参照）。
次に、冷却工程において、加熱室１１から送り出された鋸素材２０は、まず下定盤１３Ａの上面に載せられる。
このとき、冷却装置１２の下定盤１３Ａ及び上定盤１３Ｂは、温度調整器１４によって、所望の熱処理に応じた所定の温度域に予め調整されている（図２（ａ）参照）。
そして、押圧装置１５により上定盤１３Ｂが下定盤１３Ａに接近することで、鋸素材２０は、下定盤１３Ａ及び上定盤１３Ｂの間に挟持される。
このとき、冷却装置１２の下定盤１３Ａ及び上定盤１３Ｂは、温度調整器１４によって、所望の熱処理に応じた所定の温度域に予め調整されている（図２（ａ）参照）。
そして、押圧装置１５により上定盤１３Ｂが下定盤１３Ａに接近することで、鋸素材２０は、下定盤１３Ａ及び上定盤１３Ｂの間に挟持される。
鋸素材２０が下定盤１３Ａ及び上定盤１３Ｂの間に挟持された後、押圧装置１５により上定盤１３Ｂが所定の圧力で鋸素材２０を押圧することにより、鋸素材２０と、下定盤１３Ａ及び上定盤１３Ｂとが圧接される。
このように下定盤１３Ａ及び上定盤１３Ｂと圧接された鋸素材２０は、冷却による反りや歪みの発生を防止されるとともに、圧力が所定範囲に保たれることで、下定盤１３Ａ及び上定盤１３Ｂとの圧接による変形や成形を防止される。
そして、下定盤１３Ａ及び上定盤１３Ｂと圧接された鋸素材２０は、下定盤１３Ａ及び上定盤１３Ｂとの間で伝熱を行うことにより、所望の熱処理に応じた所定の温度域に冷却されて、その金属組織がオーステナイトから、例えばベイナイトやマルテンサイト等といった所定の温度域に応じた組織に変態される。
このように下定盤１３Ａ及び上定盤１３Ｂと圧接された鋸素材２０は、冷却による反りや歪みの発生を防止されるとともに、圧力が所定範囲に保たれることで、下定盤１３Ａ及び上定盤１３Ｂとの圧接による変形や成形を防止される。
そして、下定盤１３Ａ及び上定盤１３Ｂと圧接された鋸素材２０は、下定盤１３Ａ及び上定盤１３Ｂとの間で伝熱を行うことにより、所望の熱処理に応じた所定の温度域に冷却されて、その金属組織がオーステナイトから、例えばベイナイトやマルテンサイト等といった所定の温度域に応じた組織に変態される。
上述の冷却工程において、上下各定盤１３Ａ，１３Ｂに内装された第１冷却回路１９Ａは、鋸素材２０の外縁領域２１を冷却し、第２冷却回路１９Ａは、鋸素材２０の内縁領域２２を冷却する（図２（ｂ）、図３（ａ）参照）。
冷却回路１９において、第１冷却回路１９Ａは、その冷却温度が、第２冷却回路１９Ｂの冷却温度よりも低くなるように調整されている。
そして、第１冷却回路１９Ａによって冷却される鋸素材２０の外縁領域２１は、第２冷却回路１９Ｂによって冷却される内縁領域２２に比べて、冷却が早く進む。
冷却回路１９において、第１冷却回路１９Ａは、その冷却温度が、第２冷却回路１９Ｂの冷却温度よりも低くなるように調整されている。
そして、第１冷却回路１９Ａによって冷却される鋸素材２０の外縁領域２１は、第２冷却回路１９Ｂによって冷却される内縁領域２２に比べて、冷却が早く進む。
上記鋸素材２０は、金属組織の変態時に熱膨張を発生させており、この熱膨張は、冷却が早く進む外縁領域２１が、冷却の遅い内縁領域２２に比べて、早くおさまる。
このため、図３（ｃ）に示すように、冷却時の鋸素材２０において、熱膨張がおさまった外縁領域２１は、未だ熱膨張がおさまっていない内縁領域２２の伸びを拘束する。
その結果、伸びを拘束された内縁領域２２の周縁には圧縮応力が発生するとともに、この圧縮応力に反して外縁領域２１には引張応力が発生する。
また、鋸素材２０は、下定盤１３Ａ及び上定盤１３Ｂの間に挟持されているとともに、所定の圧力で下定盤１３Ａ及び上定盤１３Ｂと圧接されているため、外縁領域２１に発生する引張応力の方向は、接線方向となる。
上述の腰入れ処理方法は、鋸素材２０にその金属組織を変態させる熱処理を施しながら、冷却工程で鋸素材２０の外縁領域２１の冷却温度を、内縁領域２２の冷却温度よりも低く調整することにより、外縁領域２１に引張応力を発生させる腰入れ処理を施している。
そして、上述の腰入れ処理方法を使用し、熱処理及び腰入れ処理を行った鋸素材２０からなる丸鋸用基材が製造される。
なお、上述の腰入れ処理方法では、平面視で円形の鋸素材２０が用いられたことにより丸鋸用基材が製造されるが、図４に示すような平面視で帯形の鋸素材２０が用いる場合、熱処理及び腰入れ処理を行った帯形の鋸素材２０からなる帯鋸用基材が製造される。
このため、図３（ｃ）に示すように、冷却時の鋸素材２０において、熱膨張がおさまった外縁領域２１は、未だ熱膨張がおさまっていない内縁領域２２の伸びを拘束する。
その結果、伸びを拘束された内縁領域２２の周縁には圧縮応力が発生するとともに、この圧縮応力に反して外縁領域２１には引張応力が発生する。
また、鋸素材２０は、下定盤１３Ａ及び上定盤１３Ｂの間に挟持されているとともに、所定の圧力で下定盤１３Ａ及び上定盤１３Ｂと圧接されているため、外縁領域２１に発生する引張応力の方向は、接線方向となる。
上述の腰入れ処理方法は、鋸素材２０にその金属組織を変態させる熱処理を施しながら、冷却工程で鋸素材２０の外縁領域２１の冷却温度を、内縁領域２２の冷却温度よりも低く調整することにより、外縁領域２１に引張応力を発生させる腰入れ処理を施している。
そして、上述の腰入れ処理方法を使用し、熱処理及び腰入れ処理を行った鋸素材２０からなる丸鋸用基材が製造される。
なお、上述の腰入れ処理方法では、平面視で円形の鋸素材２０が用いられたことにより丸鋸用基材が製造されるが、図４に示すような平面視で帯形の鋸素材２０が用いる場合、熱処理及び腰入れ処理を行った帯形の鋸素材２０からなる帯鋸用基材が製造される。
１０ 腰入れ処理設備
１１ 加熱室
１２ 冷却装置
１３ 定盤
１３Ａ 下定盤
１３Ｂ 上定盤
１４ 温度調整器
１５ 押圧装置
１６ 冷却室
１７ 不活性ガス供給装置
１８ 収容室
１９ 冷却回路
１９Ａ 第１冷却回路
１９Ｂ 第２冷却回路
２０ 鋸素材
１１ 加熱室
１２ 冷却装置
１３ 定盤
１３Ａ 下定盤
１３Ｂ 上定盤
１４ 温度調整器
１５ 押圧装置
１６ 冷却室
１７ 不活性ガス供給装置
１８ 収容室
１９ 冷却回路
１９Ａ 第１冷却回路
１９Ｂ 第２冷却回路
２０ 鋸素材
Claims (7)
- 処理対象を加熱する加熱室と、上記加熱室で加熱された処理対象を冷却する冷却装置とを有しており、上記処理対象を薄板状に成形されて外縁領域に鋸歯部が設けられた鋸素材として、上記鋸素材に熱処理を施すとともに、上記鋸素材の上記鋸歯部に引張応力を発生させる腰入れ処理を行うための腰入れ処理設備であって、
上記冷却装置は、上記鋸素材に接触して該鋸素材との間で伝熱を行う定盤と、該定盤の温度を調整する温度調整器と、上記定盤と上記鋸素材とを圧接させる押圧装置と、を有しており、
上記定盤には、上記鋸素材の上記鋸歯部が設けられた外縁領域と対応する位置に配設される第１冷却回路と、上記鋸素材の内縁領域と対応する位置に配設される第２冷却回路と、が内装され、
上記温度調整器が上記第１冷却回路及び上記第２冷却回路にそれぞれ接続され、上記第１冷却回路と上記第２冷却回路とが互いに異なる温度に調整されることを特徴とする腰入れ処理設備。 - 上記定盤は、上記鋸素材に接触する接触面が平担状に形成されている請求項１に記載の腰入れ処理設備。
- 上記第１冷却回路の冷却温度が上記第２冷却回路の冷却温度よりも低い温度に調整されて、上記鋸素材の上記外縁領域を上記内縁領域よりも早く冷却することにより、上記鋸歯部が設けられた上記外縁領域に引張応力を発生させる請求項１又は請求項２に記載の腰入れ処理設備。
- 請求項１から３のうち何れか一項に記載の腰入れ処理設備を使用し、薄板状に成形されて外縁領域に鋸歯部が設けられた鋸素材に対して熱処理を行うとともに、上記鋸歯部に引張応力を発生させる腰入れ処理を行うための腰入れ処理方法であって、
上記鋸素材を加熱する加熱工程と、
上記加熱工程後の上記鋸素材を冷却する冷却工程と、を備え、
上記冷却工程は、上記鋸素材を上記定盤に圧接させることで所定の圧力で加圧しつつ、上記定盤に内装された上記第１冷却回路の冷却温度が上記第２冷却回路の冷却温度よりも低くなるように上記温度調整器で調整して、上記第１冷却回路で上記鋸歯部が設けられた上記鋸素材の外縁領域を冷却し、上記第２冷却回路で上記鋸素材の内縁領域を冷却する工程であることを特徴とする腰入れ処理方法。 - 上記冷却工程において、上記所定の圧力は、１０～１００ｋｇｆ／ｃｍ２である請求項４に記載の腰入れ処理方法。
- 上記熱処理は、オーステンパー処理、焼入処理、又は焼戻処理のうち何れかの処理である請求項４又は５に記載の腰入れ処理方法。
- 請求項４から６のうち何れか一項に記載の腰入れ処理方法を使用し、熱処理及び腰入れ処理を行った鋸素材からなる丸鋸用基材又は帯鋸用基材を製造することを特徴とする丸鋸用基材又は帯鋸用基材の製造方法。
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| JP2019185515A JP7390154B2 (ja) | 2019-10-08 | 2019-10-08 | 腰入れ処理設備、腰入れ処理方法、丸鋸用基材又は帯鋸用基材の製造方法 |
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|---|---|---|---|---|
| WO2016009478A1 (ja) | 2014-07-14 | 2016-01-21 | 株式会社ソーテック浜松 | 帯鋸の熱処理加工装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63219525A (ja) * | 1987-03-06 | 1988-09-13 | Denki Kogyo Kk | 鋸の腰入れ方法及びその装置 |
| JPS63219526A (ja) * | 1987-03-06 | 1988-09-13 | Denki Kogyo Kk | 鋸の腰入れ方法 |
| JPH1192828A (ja) * | 1997-09-12 | 1999-04-06 | Nippon Denshi Kogyo Kk | 鋸の熱処理方法及び装置 |
-
2019
- 2019-10-08 JP JP2019185515A patent/JP7390154B2/ja active Active
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