JPS58141323A - 焼入方法およびその装置 - Google Patents
焼入方法およびその装置Info
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- JPS58141323A JPS58141323A JP57019567A JP1956782A JPS58141323A JP S58141323 A JPS58141323 A JP S58141323A JP 57019567 A JP57019567 A JP 57019567A JP 1956782 A JP1956782 A JP 1956782A JP S58141323 A JPS58141323 A JP S58141323A
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- Japan
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- liquid
- gas
- cooling
- hardened
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28C—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA COME INTO DIRECT CONTACT WITHOUT CHEMICAL INTERACTION
- F28C3/00—Other direct-contact heat-exchange apparatus
- F28C3/005—Other direct-contact heat-exchange apparatus one heat-exchange medium being a solid
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/62—Quenching devices
- C21D1/667—Quenching devices for spray quenching
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
- F28F27/00—Control arrangements or safety devices specially adapted for heat-exchange or heat-transfer apparatus
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
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- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Heat Treatment Of Strip Materials And Filament Materials (AREA)
- Heat Treatments In General, Especially Conveying And Cooling (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明線焼割れおよび歪の発生しやすφ金属材料からな
る機械部品の焼入方法およびその装置に関す・るもので
ある。
る機械部品の焼入方法およびその装置に関す・るもので
ある。
従来の液体と気体、例えば水と空気の混合噴流を噴出す
るノズルは２種負に大別することができる。その一つは
、液体を高圧（２０〜１５０ ｋｇＺ備り化し、ノズル
の小孔から噴出する際に微粒化されるタイプの一流体噴
霧ノズルで、この−流体噴きノズルはデスケーリングな
どの目的に使用されるが、冷却用としてはほとんど使用
されていない。
るノズルは２種負に大別することができる。その一つは
、液体を高圧（２０〜１５０ ｋｇＺ備り化し、ノズル
の小孔から噴出する際に微粒化されるタイプの一流体噴
霧ノズルで、この−流体噴きノズルはデスケーリングな
どの目的に使用されるが、冷却用としてはほとんど使用
されていない。
他の一つは第１図に示す二流体噴霧ノズルで、このノズ
ルは液体（水）１と気体（空気）４を混合基３へ導入し
、この混合基３で微粒化された噴ｌ９１は外チップ出口
６から噴出されて水−空気混合噴流（以下噴霧流と称す
）ｔ−形成する。前記水１はニードルバルブ２により、
空気４はバルブ（図示せず）または円テップをＮｉＬ＃
えることによシそれぞれ調節される。前記噴ｌｌ流中の
水滴径分布は８２図つｌｌ−１≠具に示すように約５〜
２０／Ｊｍと非常に小さく、微粒化が良く行われている
。この噴霧流による冷却能力は比軟的に小さ−ので、特
に水冷付近の冷却能力を達成することは不可能である。
ルは液体（水）１と気体（空気）４を混合基３へ導入し
、この混合基３で微粒化された噴ｌ９１は外チップ出口
６から噴出されて水−空気混合噴流（以下噴霧流と称す
）ｔ−形成する。前記水１はニードルバルブ２により、
空気４はバルブ（図示せず）または円テップをＮｉＬ＃
えることによシそれぞれ調節される。前記噴ｌｌ流中の
水滴径分布は８２図つｌｌ−１≠具に示すように約５〜
２０／Ｊｍと非常に小さく、微粒化が良く行われている
。この噴霧流による冷却能力は比軟的に小さ−ので、特
に水冷付近の冷却能力を達成することは不可能である。
上記のように構成され九ノズルでに、空気圧を水圧よシ
小さくしなければならなｉはか９でなく、噴Ｓ流の性質
を自由に調節することが困龜で、かつ構造が複雑である
からコスト＾となる。またニードルパルプを介して小さ
な隙間から水が噴出されるため、目詰りを生じやすく、
保守・点検に一点がわる。
小さくしなければならなｉはか９でなく、噴Ｓ流の性質
を自由に調節することが困龜で、かつ構造が複雑である
からコスト＾となる。またニードルパルプを介して小さ
な隙間から水が噴出されるため、目詰りを生じやすく、
保守・点検に一点がわる。
上記二流体噴霧ノズルＩ７ｃ類似する噴霧ノズルを備え
る噴霧式焼入装置（％公開５５−９９２６）では、噴霧
ノズルに対して水量および空気流量が固定されておシ、
冷却能力線噴霧ノズルと被焼入物体の冷却面との間の距
離を変えることにより＃１４１Ｍされて−る。ところが
その噴霧ノズルは非常に多数設けられているため、被焼
入物体の形状が変化すると、これに対応して全ての噴霧
ノズルと冷却向との間の距離をセットし直すのに多大の
時間と労力を賛する欠点がある。
る噴霧式焼入装置（％公開５５−９９２６）では、噴霧
ノズルに対して水量および空気流量が固定されておシ、
冷却能力線噴霧ノズルと被焼入物体の冷却面との間の距
離を変えることにより＃１４１Ｍされて−る。ところが
その噴霧ノズルは非常に多数設けられているため、被焼
入物体の形状が変化すると、これに対応して全ての噴霧
ノズルと冷却向との間の距離をセットし直すのに多大の
時間と労力を賛する欠点がある。
通常、焼入冷却に要求される冷却能力は幅広く、これに
対し従来は空冷、油冷および水溶性油による冷却あるい
は水冷などの冷却方法で対処してｉる。冷却剤が変れば
、冷却方法および冷却装置も変わるため、熱処理設備と
熱処理作業が繁雑になる要因となっている。また冷却能
力の黴ｉｑ＊、例えば油冷と水冷の中間の冷却速度が必
要な場合、局所的な冷却および冷却過程において冷却速
度の変更が必要となる場合を生ずる。
対し従来は空冷、油冷および水溶性油による冷却あるい
は水冷などの冷却方法で対処してｉる。冷却剤が変れば
、冷却方法および冷却装置も変わるため、熱処理設備と
熱処理作業が繁雑になる要因となっている。また冷却能
力の黴ｉｑ＊、例えば油冷と水冷の中間の冷却速度が必
要な場合、局所的な冷却および冷却過程において冷却速
度の変更が必要となる場合を生ずる。
本発明は上記にかんがみ最適の冷却速度により、合理的
な焼入れを行って信頼性および耐久性を向上させること
を目的とするもので、液体と気体の混合噴流を噴出する
複数個のノズルを任意数のグループに分け、これらの各
グループのノズルから噴出される混合噴流を生成する液
体と気体との混合割合を調整し、この調整された混合噴
流によｐ被焼入物体の材質および形状に適合した冷却能
力を付与し、被焼入物体の表面の各焼入部に適正に焼入
れするようにし九ものである。
な焼入れを行って信頼性および耐久性を向上させること
を目的とするもので、液体と気体の混合噴流を噴出する
複数個のノズルを任意数のグループに分け、これらの各
グループのノズルから噴出される混合噴流を生成する液
体と気体との混合割合を調整し、この調整された混合噴
流によｐ被焼入物体の材質および形状に適合した冷却能
力を付与し、被焼入物体の表面の各焼入部に適正に焼入
れするようにし九ものである。
以下本発明の実施１ＰＩｌｔ図面につ−で説明する。
ｌ４３図において、１０は駆動装置１２によ〕回転され
る支持台１１上に鉛直に取付けられた被焼入物体で、そ
の支持台１１は焼入冷却過程において円周方向の焼むら
の発生を防止するために、５〜２０ｒｐｍ程・度の回＠
数で回転される。１３Ａ〜ＩＩＣは被焼入物体１０を堆
シ囲む支持体１４の内周壁における数段（図では３段）
の水平面円周上に任意数配置されたノズルで、これらの
ノズル１８Ａ〜１３Ｃは任意数のグループに分けられて
いる。前記ノズル１３λ〜１３０は第４図に示すように
水１５の噴出する１〜２ｆの噴口１７と、この噴口１７
と同一平面に、かつ同心に設けられた空気１６の噴出す
るリング状噴口１８とからなシ、その両噴口１７．１８
から噴出された水と空気は混合して水−空気混合噴流１
９ｔ−生成する。
る支持台１１上に鉛直に取付けられた被焼入物体で、そ
の支持台１１は焼入冷却過程において円周方向の焼むら
の発生を防止するために、５〜２０ｒｐｍ程・度の回＠
数で回転される。１３Ａ〜ＩＩＣは被焼入物体１０を堆
シ囲む支持体１４の内周壁における数段（図では３段）
の水平面円周上に任意数配置されたノズルで、これらの
ノズル１８Ａ〜１３Ｃは任意数のグループに分けられて
いる。前記ノズル１３λ〜１３０は第４図に示すように
水１５の噴出する１〜２ｆの噴口１７と、この噴口１７
と同一平面に、かつ同心に設けられた空気１６の噴出す
るリング状噴口１８とからなシ、その両噴口１７．１８
から噴出された水と空気は混合して水−空気混合噴流１
９ｔ−生成する。
前記りング状噴口１８は騒音および振動を少なくする喪
めと、空気消費量を低減する丸めに、０．２〜０．７−
程度に設定されて−る。
めと、空気消費量を低減する丸めに、０．２〜０．７−
程度に設定されて−る。
上記のような噴口１７，１ｇからなる二流体噴霧ノズル
で見られた水−空気混合噴流１９中に含まれる水滴の直
径は、Ｊｉｇ−５図の縦書蝿岑奏≠示すように５０〜２
００μｍと大きく微粒化が余シ進んでいなｉｏしたがっ
て前記混合噴流１９による冷却能力は大であり、ノズル
と冷却面との距１１１を小さくすれば、水冷付近の冷却
能力も十分に達成することが可能である。
で見られた水−空気混合噴流１９中に含まれる水滴の直
径は、Ｊｉｇ−５図の縦書蝿岑奏≠示すように５０〜２
００μｍと大きく微粒化が余シ進んでいなｉｏしたがっ
て前記混合噴流１９による冷却能力は大であり、ノズル
と冷却面との距１１１を小さくすれば、水冷付近の冷却
能力も十分に達成することが可能である。
前記ノズル１３Ａ〜１３Ｃｏ％水供給管２０および空気
供給管２１は各グループ毎に各果合簡弁２４Ａと電磁弁
２５Ａが設けられ、ま次果合簡２３と空気供給ｉ謳を接
続する糸路２７には、流量調節弁２４Ｂと゛電磁弁２５
Ｂが設けられている。
供給管２１は各グループ毎に各果合簡弁２４Ａと電磁弁
２５Ａが設けられ、ま次果合簡２３と空気供給ｉ謳を接
続する糸路２７には、流量調節弁２４Ｂと゛電磁弁２５
Ｂが設けられている。
前記流ｊ１ａ１１節弁２４Ａ、２４Ｂは予め決められた
冷却プログラムに対応した水流量および空気流量にし九
がって開閉さｎる。
冷却プログラムに対応した水流量および空気流量にし九
がって開閉さｎる。
上記プログラムは、例えは冷却開始時から３０秒間は空
気のみ噴出する空冷期間とし、３０秒から４５秒までの
１５秒間には水量１５ ｔ／ｊＩｌｌＫ（全流量で各ノ
ズルに均等に配分される）が噴出され、４５秒から６０
秒までの１５秒間は水１ｌｔ５ｔ／騙の冷却期間とし、
続く６０秒から９０秒までの３０秒間は水を噴出させず
に空気だけを噴出させる空冷期間とするような時間割り
である。このような冷却プログラムは被焼入物体の材質
、形状および焼入仕様によシ決定されるが、伝熱計算お
よびその材質のＣＣＴ←＝→曲線と、必要に応じて経験
に基づく試験体を用いた実験とから決定される。被焼入
物体の上手部と下半部に対するＡなる場合には、ノズル
群を分割しておき、それぞれ異なった冷却プログラムを
実行させることにょシ目的を達成することができる。
気のみ噴出する空冷期間とし、３０秒から４５秒までの
１５秒間には水量１５ ｔ／ｊＩｌｌＫ（全流量で各ノ
ズルに均等に配分される）が噴出され、４５秒から６０
秒までの１５秒間は水１ｌｔ５ｔ／騙の冷却期間とし、
続く６０秒から９０秒までの３０秒間は水を噴出させず
に空気だけを噴出させる空冷期間とするような時間割り
である。このような冷却プログラムは被焼入物体の材質
、形状および焼入仕様によシ決定されるが、伝熱計算お
よびその材質のＣＣＴ←＝→曲線と、必要に応じて経験
に基づく試験体を用いた実験とから決定される。被焼入
物体の上手部と下半部に対するＡなる場合には、ノズル
群を分割しておき、それぞれ異なった冷却プログラムを
実行させることにょシ目的を達成することができる。
第７図は他の実施例を示すもので、この実施例は水平回
転軸を有する被焼入物体１０に対して垂直なリング状体
２８の内周面にノズル１３を取付けた構造からなり、そ
のノズル１３は任意数のグループに分けられ、各グルー
プのノズルから噴出された混合噴流を被焼入物体１００
表面上の所要焼入個所へ噴射するように配列されている
。その他の構成は前記実施例と同様である。このように
構成された実施例は被焼入物体の焼入作業を自動化する
場合に好適である。
転軸を有する被焼入物体１０に対して垂直なリング状体
２８の内周面にノズル１３を取付けた構造からなり、そ
のノズル１３は任意数のグループに分けられ、各グルー
プのノズルから噴出された混合噴流を被焼入物体１００
表面上の所要焼入個所へ噴射するように配列されている
。その他の構成は前記実施例と同様である。このように
構成された実施例は被焼入物体の焼入作業を自動化する
場合に好適である。
以上説明し九本発明によれば、次に列記する効果がある
。
。
（１１ノズルから噴出される水量と空気流Ｉ１１′ｆｒ
そ１ぞれ独立して微調整できるため、冷却能力を空冷か
ら水冷まで連続的に行うことが可能であるばかシでなく
、いかなる焼入冷却条件にも対応することができる。
そ１ぞれ独立して微調整できるため、冷却能力を空冷か
ら水冷まで連続的に行うことが可能であるばかシでなく
、いかなる焼入冷却条件にも対応することができる。
（２）ノズルを被焼入物体の所要焼入個所に対応して集
中的に配列することにより、局所焼入冷却が可能となっ
て合理的な焼入れを実施することができる。
中的に配列することにより、局所焼入冷却が可能となっ
て合理的な焼入れを実施することができる。
（３） ノズルから噴出する水−空気混合噴流の性状
を、タイマー、流量調節弁および電磁弁により随時に変
更することができるので、焼入冷却過程においても冷却
能力を変化させることが可能である。したがって焼割れ
発生がなく、焼入歪の少ない理想的な焼入れを実施する
ことにより、信頼性および耐久性を向上させることがで
きる。
を、タイマー、流量調節弁および電磁弁により随時に変
更することができるので、焼入冷却過程においても冷却
能力を変化させることが可能である。したがって焼割れ
発生がなく、焼入歪の少ない理想的な焼入れを実施する
ことにより、信頼性および耐久性を向上させることがで
きる。
（４）焼入冷却剤として高分子系液体の代シに水と空気
を使用することによシ、焼入作業の合理化と環境の改善
をはかると共に、廃油処理が不要となるから無公害の焼
入装置を実現できる。
を使用することによシ、焼入作業の合理化と環境の改善
をはかると共に、廃油処理が不要となるから無公害の焼
入装置を実現できる。
第１図は従来の二流体噴霧ノズルの断面図、第明の焼入
装置の一実施例を示す概略図、第４図は同実施例のノズ
ル断面図、第５図はＩｓ４図のノズおよび気体の供給系
を示す図、纂７図は本発明に係わる他の実施例を示す概
略図である。 １３．１３Ａ〜１３Ｃ・・・ノズル、１７・・・液体噴
出部、１８・・・気体噴出部、１９・・・混合噴流、２
２゜２３・・・集合筒、２４人、２４Ｂ・・・流量調整
弁、２５Ａ、２５Ｂ・・・電磁弁。 ′ＷＪｔ 図 １ ７′ ’ＩＺ図 ￥Ｊ ３ 図 第 ４ 邑 ゝ、 １′ ￥０５ 国 ５０借１０″ トー４ ′１１５ｂ 図
装置の一実施例を示す概略図、第４図は同実施例のノズ
ル断面図、第５図はＩｓ４図のノズおよび気体の供給系
を示す図、纂７図は本発明に係わる他の実施例を示す概
略図である。 １３．１３Ａ〜１３Ｃ・・・ノズル、１７・・・液体噴
出部、１８・・・気体噴出部、１９・・・混合噴流、２
２゜２３・・・集合筒、２４人、２４Ｂ・・・流量調整
弁、２５Ａ、２５Ｂ・・・電磁弁。 ′ＷＪｔ 図 １ ７′ ’ＩＺ図 ￥Ｊ ３ 図 第 ４ 邑 ゝ、 １′ ￥０５ 国 ５０借１０″ トー４ ′１１５ｂ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、液体と気体の混合噴流を噴出する複数のノズルを任
意数のグループに分け、こｎらの各グループのノズルか
ら噴出される混合噴流を生成する液体と気体との混合割
合を調整し、この調整された混合噴流によシ被焼入物体
の材質および形状に適合した冷却能力を付与し、被焼入
物体表面の各焼入部に適正に焼入するようにしたことを
特徴とする焼入方法。 ２、各グループのノズルの液体噴出部および気体噴出部
へ供給する液体および気体の各流量を七ｔぞれ制御し、
焼入仕様から決定された冷却プログラムとおシの焼入れ
を行うことを特徴とする特許請求の範囲１８１項記載の
焼入方法。 ３、同一平面上に同心に設けた液体噴出部と気体噴出部
からなり、かつ垂直環状面上または数段の水平環状面上
に配列した複数個のノズルからなる任意数のグループと
、これらの各グループのノズルの液体噴出部および気体
噴出部にそれぞれ連通すると共に、液体供給源および気
体供給源にそれぞれ連通する集合筒と、前記両供給源と
集合筒との間に設けた流量ｆＩ４節弁および電磁弁とを
備えることを％黴とする焼入装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57019567A JPS58141323A (ja) | 1982-02-12 | 1982-02-12 | 焼入方法およびその装置 |
| US06/459,148 US4509995A (en) | 1982-02-12 | 1983-01-19 | Method and apparatus for quenching |
| FR838300781A FR2521712B1 (fr) | 1982-02-12 | 1983-01-19 | Procede et appareil pour refroidir brusquement un objet |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57019567A JPS58141323A (ja) | 1982-02-12 | 1982-02-12 | 焼入方法およびその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58141323A true JPS58141323A (ja) | 1983-08-22 |
| JPH034604B2 JPH034604B2 (ja) | 1991-01-23 |
Family
ID=12002864
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57019567A Granted JPS58141323A (ja) | 1982-02-12 | 1982-02-12 | 焼入方法およびその装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4509995A (ja) |
| JP (1) | JPS58141323A (ja) |
| FR (1) | FR2521712B1 (ja) |
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| WO2010092659A1 (ja) * | 2009-02-10 | 2010-08-19 | 株式会社Ihi | 熱処理装置及び熱処理方法 |
| CN110701869A (zh) * | 2019-11-08 | 2020-01-17 | 徐州汉腾汽车科技有限公司 | 一种用于金属配件加工的降温装置 |
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| JP2010249332A (ja) * | 2009-04-10 | 2010-11-04 | Ihi Corp | 熱処理装置及び熱処理方法 |
| CN101709360B (zh) * | 2009-12-07 | 2011-12-28 | 昆明理工大学 | 雾化气体淬火装置 |
| JP5588661B2 (ja) * | 2009-12-11 | 2014-09-10 | 株式会社Ｉｈｉ | ミスト冷却装置及び熱処理装置 |
| JP5906005B2 (ja) * | 2010-03-25 | 2016-04-20 | 株式会社Ihi | 熱処理方法 |
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| CN115029522B (zh) * | 2022-03-29 | 2023-10-20 | 山东思科工业介质有限公司 | 一种喷射式缸套热处理自动化平台 |
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1982
- 1982-02-12 JP JP57019567A patent/JPS58141323A/ja active Granted
-
1983
- 1983-01-19 US US06/459,148 patent/US4509995A/en not_active Expired - Lifetime
- 1983-01-19 FR FR838300781A patent/FR2521712B1/fr not_active Expired
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