JPH0216367B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、各種機械部品・自動車部品等の鍛
造品を焼入れする冷却装置に関する。

（従来の技術） 鍛造品は油冷方式、水冷方式による焼入れがな
され、水冷方式によるときは水槽内全体をスクリ
ユープロペラや噴流装置を用いて全体撹拌をして
いる。

（発明が解決しようとする問題点） しかし従来の技術には、以下のごとき問題点が
ある。

すなわち油冷方式は理想的な冷却曲線を得やす
いが高温の鍛造品と油が接触して工場内に炭化し
た油の油煙が充満し、危険である。また、油は高
価であるため経費の増加を招く。

一方、水冷方式はそのような危険も無く、極め
て低コストであるが鍛造品を急冷しすぎること、
また、冷却ムラが激しく発生するため、鍛造品の
表面に亀裂が生じて良好な製品とはなり難いとい
う重大な欠点を有する。これは、高温の金属に水
が接触すると、水の蒸発時に急激に蒸発潜熱が奪
われ、金属表面のある部分は水、ある部分は泡、
蒸気などとなるため熱ムラが生じることによる。
また、鍛造品は内部に大きなストレスが溜つてお
り、複雑な熱ムラに伴つて一層亀裂が生じ易いと
いう特殊な事情が加わつている。

本発明はかかる問題点を解決するもので、急速
冷却でありながら焼割れや不均一な冷却という問
題を一挙に解決できる鍛造品焼入冷却装置を提供
するものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明に係る鍛造品焼入装置は、以上の問題点
を解決するため、次の構成を有するものである。

すなわち、鍛造品が落下しつつ冷却される、複
数個の冷却水噴出ノズルが縦方向に配設されてい
る筒状体と、冷却された鍛造品を受けて水槽外部
に取り出す鍛造品の搬送取出部とが設けられてい
る水槽を具備する鍛造品焼入冷却装置であつて、
該筒状体に配設されている主たる冷却水噴出ノズ
ルの冷却水の噴出方向が斜め上向に設定されてい
ると共に、筒状体の下端部近傍に配設されている
冷却水噴出ノズルの冷却水の噴出方向が斜め下向
に設定されており、且つ前記筒状体近傍の鍛造品
の搬送取出部に、冷却水の噴出方向が上向の冷却
水噴出ノズルが配設されていることを特徴とする
ものである。

（作用） 本発明の鍛造品焼入冷却装置によれば、筒状体
に配設される、冷却水の噴射方向が斜め上向の冷
却水噴射ノズルから噴出される冷却水によつて、
筒状体中の冷却水を落下する鍛造品に対して向流
方向の水流を発生することができるため、鍛造品
表面からすみやかに泡や蒸気を除去することがで
きる。しかも、筒状体の下端部近傍に配設され
る、冷却水の噴射方向が斜め下向の冷却水噴射ノ
ズルから噴出される冷却水によつて、筒状体中の
冷却水が均一に混合され、冷却水を均一温度にす
ることができるため、前記すみやかな泡や蒸気の
除去と相俟つて均一な冷却・焼入が為されている
鍛造品を得ることができる。

更に、筒状体近傍の鍛造品の搬送取出部に配設
されている冷却水の噴出方向が上向の冷却水噴出
ノスルによつて、筒状体内で不足する冷却を補う
ことができるため、筒状体を小型にすることがで
き、装置全体をコンパクトにすることができる。

（実施例） 以下には本発明を具体化した好適な実施例を挙
げ、図面を参照して詳述する。

第１図は鍛造品焼入冷却装置１８の正面断面
図、第２図に平面図を示す。そして、第１図に示
すように、左右方向に長い長方形の水槽１０右端
近傍に、角形筒体１２からなる冷却水噴出ノズル
部１４を立設する。角形筒体１２は上面と下面が
抜けており、この上面から鍛造品が落下し、角形
筒体１２下方の水平な金網製の搬送・取出部とし
てのチエーンコンベヤ２０上に載置される。

前記角形筒体１２上端は２本のアングル２２に
よつて、水槽１０上端縁に懸吊されており、角形
筒体上部には、水槽１０の冷却水液面位置に相等
する個所の左右に水平のスリツト２４，２４が設
けられている。

角形筒体１２は、第４図に示す様に、筒体の中
途部左右に縦方向の長さが異なるジヤケツト２６
ａ，２６ｂが設けられ、ジヤケツト２６ａ，２６
ｂの筒体側内面には、第５図に示す如く、数本の
短アングル２８，２８が設けられており、これら
短アングル２８，２８が位置する角形筒体１２の
壁面には斜め45゜上向に冷却水を噴出す冷却水噴
出ノズル１３が設けられている。

更に、ジヤケツト２６ａよりも長いジヤケツト
２６ｂの下方の短アングル二本が位置する角形筒
体１２の壁面には斜め45゜下向に冷却水を噴出す
る冷却水噴出ノズル３０が併設されている。

かかるジヤケツト２６ａ，２６ｂの外方側面の
中央には、第２図に示す冷却水噴出用ポンプ３２
から噴出量調節バルブ３４を介して配管される冷
却水パイプ３６を接続するために第４〜５図に示
すソケツト３８，３８が設けられている。

角形筒体１２の下方のチエーンコンベア２０
は、第１図に示す如く、水槽１０内の右端底部か
ら左方に水平に延び水槽１０左中央において斜め
45゜上方に起き上がり、第３図に示す水槽１０左
上方に設けられている水平搬送コンベア４０の上
方において終端する循環路を構成する。

かかるチエーンコンベア２０の角形筒体１２下
方よりも若干左方には、冷却水を上方に噴出する
冷却水噴出ノズルを有する水平管４２が略平行に
５本設けられており、水平管４２の各々は第３図
に示す槽内循環ポンプ４４にパイプ３５を介して
連結されている。

この様な本実施例の鍛造品焼入冷却装置におい
ては、冷却水噴出用ポンプ３２から送り出される
冷却水は、冷却水パイプ３６を介して噴射量調節
バルブ３４よつて適性な噴射量に調整されて冷却
水噴射ノズル１３，３０から噴射される。

冷却水噴射ノズル１３から噴射される、斜め
45゜上方の角形筒体１２の中央部方向への冷却水
によつて、鍛造品表面が極めて均一に冷却される
と共に、角形筒体１２内の冷却水に上方への水流
を生じさせ、温度上昇した角形筒体１２内の冷却
水４６をスリツト２４からオーバーフローさせて
水槽１０の本体中に戻し、低温の冷却水４６を角
形筒体１２の下方から流入させる。

この際に、角形筒体１２の下方に設けられてい
る冷却水噴出ノズル３０から噴出される、斜め
45゜下方の角形筒体１２の中央部方向への冷却水
によつて、角形筒体１２内の冷却水は均一に混合
され、均一温度とすることができる。

また、槽内循環ポンプ４４から送り出された冷
却水は、角形筒体１２下方の若干左方のチエーン
コンベア２０に設けられている水平管４２の冷却
水噴出ノズルから上方に噴出され、角形筒体１２
の冷却水中を落下して冷却されチエーンコンベア
２０の網目上に載置されている鍛造品を、更に充
分に冷却する。

この水平管４２から噴出される冷却水は、４
ｍ／秒程度の流速として鍛造品表面に泡が生じさ
せないないようにする。

水平管４２から噴出される冷却水による冷却が
完了した鍛造品は、チエーンコンベア２０に裁置
され、水槽１８内で徐冷されつつ移動して焼入れ
が完了した状態で冷却水から引き上げられる。

すなわち、本実施例の鍛造品焼入冷却装置によ
れば、鍛造品は、臨界区域においては、できるだ
けすみやかに均一に冷却され、その後の冷却に因
る変態、例えばオーステナイト相からマルテンサ
イト相への変態に基づく膨脹を伴う区域（いわゆ
る危険区域）においては、ゆつくりと冷却されて
焼入れが完了されるため、焼割れを防止すること
ができる。

更に、本実施例の鍛造品焼入冷却装置において
は、チエーンコンベア２０にも冷却水噴出ノズル
が設けられており、角形筒体１２の鍛造品の冷却
を補うことができるため、角形筒体１２を小型と
することができ、装置全体をコンパクトにするこ
とができる。

また、冷却水が74℃程度の高温で分離する水溶
性エマルジヨン、例えばポリアルキレングリコー
ルを有する水溶性焼入剤である場合には、角形筒
体１２内において鍛造品表面に有機物の膜が形成
されては次の瞬間にジエツト水流で飛ばされるこ
とによつて、水を使用しながら油冷したのと同様
の均一ですばやく、かつあまり急すぎない冷却が
行える。

なお、ノズルやソケツト３８等は角形筒体１２
の左右の面のみでなく前後面に設けても良く、冷
却水噴出ノズル４２の分布やチエーンコンベヤ２
０の配置とその各運転速度・水温等を被冷却物や
その冷却曲線に応じて変更することが好ましい。

（発明の効果） このように本発明によるときは鍛造品表面に泡
等を生じることがないように最初に鍛造品が冷却
水に触れる際に高速の冷却水流を加える鍛造とし
たため、鍛造品の上下の温度差、泡による熱ムラ
などがなく全表面が均一にすばやく冷却され、か
つ焼割れ等の品質低下なしに水溶性焼入剤あるい
は冷却水のみを使用しての冷却速度を調節した鍛
造品焼入れが行え、両方の条件を満たすことがで
きるうえに油冷のごとき公害や危険も無く、極め
て安全かつローコストでの優れた焼入れ処理が行
える。また、装置も極めて簡易であり自動オーバ
ーフロー手段によつて、製品の品質の均一化が図
れるという著効を奏する。

以上本発明につき好適な実施例を挙げて種々説
明したが、本発明はこの実施例に限定されるもの
ではなく、発明の精神を逸脱しない範囲内で多く
の改変を施し得るのはもちろんのことである。

【図面の簡単な説明】

第１図は水槽正面断面図、第２図は同平面図、
第３図は鍛造品焼入冷却装置の正面図、第４図は
冷却水噴出ノズルの背面断面図、第５図は同左側
面図である。 １０……水槽、１２……角形筒体、１３……冷
却水噴出ノズル、１６……搬送・取出部、１８…
…鍛造品焼入冷却装置、２０……チエーンコンベ
ヤ、２２……アングル、２４……スリツト、２６
ａ，２６ｂ……ジヤケツト、２８……短アング
ル、３０……冷却水噴出ノズル、３２……冷却水
噴射用ポンプ、３４……噴射量調節バルブ、３６
……冷却水パイプ、３８……ソケツト、４０……
水平搬送コンベヤ、４２……冷却水噴出ノズル、
４４……槽内循環ポンプ、４６……冷却水。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 鍛造品が落下しつつ冷却される、複数個の冷
   却水噴出ノズルが縦方向に配設されている筒状体
   と、冷却された鍛造品を受けて水槽外部に取り出
   す鍛造品の搬送取出部とが設けられている水槽を
   具備する鍛造品焼入冷却装置であつて、該筒状体
   に配設されている主たる冷却水噴出ノズルの冷却
   水の噴出方向が斜め上向に設定されていると共
   に、筒状体の下端部近傍に配設されている冷却水
   噴出ノズルの冷却水の噴出方向が斜め下向に設定
   されており、且つ前記筒状体近傍の鍛造品の搬送
   取出部に、冷却水の噴出方向が上向の冷却水噴出
   ノズルが配設されていることを特徴とする鍛造品
   焼入冷却装置。