JPH09143548A - 熱処理装置における冷却装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被熱処理材ごとに被熱処理材特有の加熱冷却
コイルを必要とし、多数の加熱冷却コイルを用意する必
要があった。 【解決手段】 加熱冷却コイルの冷却剤噴射穴を被熱処
理材に対応して変え、冷却剤の噴射圧力、量を変えるよ
うにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は例えば鉄鋼材料を例
えば誘導加熱により加熱した後冷却剤を噴射して冷却す
る熱処理装置において、被熱処理材に対応して冷却剤の
噴射圧力、量を変えるようにした冷却装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】誘導加熱を利用した熱処理法は広範囲を
熱処理するのに適した移動熱処理法と部分的に熱処理を
行うのに適した定置熱処理法に大きく分けられる。これ
ら熱処理装置に使用される加熱冷却コイルは、被熱処理
材の形状や熱処理範囲更には被熱処理材の径に合わせて
設計されるのが一般的である。また定置熱処理法におい
ては、径の異なる被熱処理材を熱処理する場合は加熱冷
却コイルを被熱処理材の寸法に合わせ被熱処理材ごとに
製作されているのが実状である。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の定置熱処理法で
は、熱処理範囲または径の異なる被熱処理材ごとに専用
の加熱冷却コイルを作成していたため、膨大な時間と費
用更に加熱冷却コイルの保管場所を確保しなければなら
ない等の問題があった。また加熱冷却コイルの冷却剤を
噴射する冷却剤噴射穴は、加熱冷却コイルが完成した後
に冷却剤を噴射させ、適切な噴射圧力と冷却効果が得ら
れるよう穴径修正を施すのが一般的である。この場合、
内径が小さい加熱冷却コイルでは噴射穴の追加工が困難
であり、再び加熱冷却コイルを製作しなければならない
という例も少なくなかった。更に径の異なる被熱処理材
を加熱冷却する際、従来の加熱冷却コイルでは、噴射穴
の径は固定されているため、冷却剤の噴射圧力を変化さ
せるとそれに伴い冷却剤の量も変化し時として過剰な量
となって均一な冷却が困難となり、熱処理後の性状及び
変形に影響を及ぼす原因となっていた。本発明の目的
は、上記した従来技術の欠点をなくし、１個の加熱冷却
コイルで異種多数の被熱処理材を効率よく冷却できるよ
うにすることである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的は、前記冷却剤
噴射穴の大きさを被熱処理材に応じて変えられるように
することにより達成される。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下実施例図面を参照して本発明
を説明する。本発明加熱冷却コイルは、絶縁板６を挾ん
で設けられ、一端が図示しない高周波電源に接続される
一対の電極用銅板５、銅板５の他端に接続された中空で
一対の半円筒型コイル１、半円筒型コイル１内に例えば
水等の冷却剤を供給する一対のパイプ３等から構成され
る。一対の半円筒型コイル１は、銅または銅合金から形
成され、図示しない被熱処理材を介して対向し、対向面
には複数の冷却剤噴射穴７が設けられている。半円筒型
コイル１の対向面の前面には、前記冷却剤噴射穴７とほ
ぼ同一形状の冷却剤噴射穴８を有する半円筒状の可動リ
ング２が設けられている。一対の半円筒型コイル１、可
動リング２の間には絶縁体４が介在されている。可動リ
ング２は通常円筒型コイル１と同じ穴位置でセットされ
ているが、必要に応じて絶縁体４を外し、張り応力を緩
めて長手方向に移動することにより、半円筒型コイル１
との間で穴面積を調節できるようになっている。

【０００６】図２は半円筒型コイル１の冷却剤噴射穴７
と可動リング２の冷却剤噴射穴８との関係を示すもの
で、図２（ａ）は冷却剤噴射穴７、８を一致させた状態
を示し、図２（ｂ）は可動リング２を若干下方に移動さ
せ冷却剤噴射穴８を下方にずらした状態を示す。図２
（ｂ）の場合、冷却剤噴射穴７、８が重なり噴射穴の面
積が減少し、それに伴い冷却剤の噴射圧力が上昇する。
噴射穴７、８の形状としては楕円形または長方形のもの
が有効である。

【０００７】次に本発明による熱処理法の一例を図３、
図４で説明する。外径φ１５で熱処理範囲が４０ｍｍの
シャフト９と、外径φ３０で熱処理範囲が同様に４０ｍ
ｍのシャフト１０の２種類のシャフトを被熱処理材とし
た。本発明加熱冷却コイルを用いることにより、１個の
加熱冷却コイルで２種類のシャフト９、１０の熱処理を
行うことが可能となる。通常、このように外径が異なる
シャフトを熱処理する際には、夫々の条件にあった加熱
冷却コイルを製作する必要があり、多くの製作時間及び
費用がかかっていた。

【０００８】シャフト９、１０の材質はＳＣＭ４３５で
熱処理後の硬度は同じである。シャフト９の熱処理条件
は冷却剤の均一噴射化及びシャフト９の加熱による変形
を考慮し、縦型方式の定置誘導加熱熱処理法を採用し
た。発振周波数は１００ｋＨｚ、発振出力は５ｋＷ、加
熱時間を３秒、シャフト９の回転数は１２０ｒｐｍ、冷
却剤には水溶性焼入れ油を使用し、冷却剤の噴射圧力を
０．５ｋｇ／ｃｍ²、冷却剤の量を３０ｌ／分、冷却時
間を５秒とした。またシャフト９の熱処理の際には、半
円筒型コイル１及び可動リング２の冷却剤噴射穴７、８
の位置は一致させた。

【０００９】シャフト１０の熱処理条件はシャフト９に
比べ断面積が約４倍で、半円筒型コイル１とシャフト１
０のクリアランスが７．５ｍｍ少なくなるため、シャフ
ト９と同加熱条件を設定した。冷却条件は逆に半円筒型
コイル１とシャフト１０のクリアランスが少なくなった
ため、シャフト９と同条件で行うと過剰な冷却剤が半円
筒型コイル１上面から溢れ出て、均一な噴射冷却するこ
とが困難となってしまうと共に冷却速度の不均一化によ
る焼入れ組織、硬度更に熱処理変形に悪影響を及ぼす。
シャフト１０の冷却条件はシャフト９の冷却速度と同等
の冷却速度を得るため、可動リング２を長手方向下方に
２ｍｍ移動し、冷却剤噴射穴８の面積を約１／２となる
位置に設定する。これにより、シャフト９の冷却条件に
比べ冷却剤噴射圧力を約２倍にすることが可能となり、
シャフト１０は各部の冷却速度の均一化を図れ、シャフ
ト９と同等の性状が得られる。

【００１０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば１個の加熱
冷却コイルにより多数の被熱処理材をほぼ同じ条件で冷
却することが可能となり、加熱冷却コイルの製作時間、
費用及び段取り工数の低減を図れると共にに加熱冷却コ
イル数の低減による省スペース化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例を示す一部断面斜視図。

【図２】 本発明の原理説明図。

【図３】 本発明による熱処理法を示す斜視図。

【図４】 本発明による熱処理法を示す斜視図。

【符号の説明】

１は半円筒型コイル、２は可動リング、３は冷却剤吸入
パイプ、４は絶縁体、５は電極用銅板、６は絶縁板、
７、８は冷却剤噴射穴、９、１０はシャフトである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対向面に複数の冷却剤噴射穴を有する中
   空で一対の加熱冷却コイルを被熱処理材を介して対向さ
   せ、加熱冷却コイルによって被熱処理材を加熱した後に
   加熱冷却コイル内に冷却剤を供給して噴射穴から冷却剤
   を被熱処理材に噴射させて被熱処理材を冷却するように
   した熱処理装置において、 前記冷却剤噴射穴の大きさを変え、噴射される冷却剤の
   噴射圧力、量を変えるようにしたことを特徴とする熱処
   理装置における冷却装置。
2. 【請求項２】 前記一対の加熱冷却コイルの前に複数の
   冷却剤噴射穴を有する一対の可動リングを設け、可動リ
   ングを移動させることにより噴射される冷却剤の噴射圧
   力、量を変えるようにしたことを特徴とする請求項１記
   載の熱処理装置における冷却装置。