JPS59107026A - 鉄系部品の熱処理方法 - Google Patents
鉄系部品の熱処理方法Info
- Publication number
- JPS59107026A JPS59107026A JP21735082A JP21735082A JPS59107026A JP S59107026 A JPS59107026 A JP S59107026A JP 21735082 A JP21735082 A JP 21735082A JP 21735082 A JP21735082 A JP 21735082A JP S59107026 A JPS59107026 A JP S59107026A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fluidizing
- furnace
- bainite
- iron
- ferrous
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- C21D1/34—Methods of heating
- C21D1/53—Heating in fluidised beds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (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】
本発明は鉄系部品の熱処理方法に関するものである。
一般に鋳鉄、鋼など鉄系部品を固溶体形成温度（２３０
〜１０００℃）に一定時間加熱保持してオーステナイト
化した後、急冷して例えば、２２θ〜り００℃の温度に
所定時間恒温保持するいわゆるオーステンパー処理を施
すと、この鉄系部品がベイトナイト組織となってその靭
性が大巾に向上することは周知である。そして、かかる
熱処理を施した鉄系部品としては、例えは強靭性を要求
されるステアリングナックル、コンロノド、差動機のリ
ングギヤなどの自動車用部品等がある。
〜１０００℃）に一定時間加熱保持してオーステナイト
化した後、急冷して例えば、２２θ〜り００℃の温度に
所定時間恒温保持するいわゆるオーステンパー処理を施
すと、この鉄系部品がベイトナイト組織となってその靭
性が大巾に向上することは周知である。そして、かかる
熱処理を施した鉄系部品としては、例えは強靭性を要求
されるステアリングナックル、コンロノド、差動機のリ
ングギヤなどの自動車用部品等がある。
従来、上記オーステンパー処理を施すにあたっては、鉄
系部品をオーステナイト化した後、例えはベイナイト生
成温度に保持した塩浴中に焼入れ、ここで組織が完全に
ベイナイトに変化するまで保持する方法が一般にとられ
ている。また、かかる焼入れを炉内にエア等の気体で浮
遊流動する流動用粒体を入れた流動床炉で行なう方法も
一般に知られており、炉内の温度管理が容易なことから
種々の熱処理に使用されている。しかるに、かかるオー
ステンパー処理においては、ベイナイト変態途中、軟ら
かいオーステナイト組織と硬いベイナイト組織とが共存
して応力が発生し、ベイナイト変態進行に伴って被処理
物に若干の変形が起こるさいつ問題がある。従って、前
記ステアリングナックルのような高い寸法精度を要求さ
れる鉄系部品にオーステンパー処理を施しても所望の寸
法精度を得るのが難しいという不具合があり、緋に形状
の複雑な鉄系部品において、かかる不具合が顕著にあら
れれているのが実状である。
系部品をオーステナイト化した後、例えはベイナイト生
成温度に保持した塩浴中に焼入れ、ここで組織が完全に
ベイナイトに変化するまで保持する方法が一般にとられ
ている。また、かかる焼入れを炉内にエア等の気体で浮
遊流動する流動用粒体を入れた流動床炉で行なう方法も
一般に知られており、炉内の温度管理が容易なことから
種々の熱処理に使用されている。しかるに、かかるオー
ステンパー処理においては、ベイナイト変態途中、軟ら
かいオーステナイト組織と硬いベイナイト組織とが共存
して応力が発生し、ベイナイト変態進行に伴って被処理
物に若干の変形が起こるさいつ問題がある。従って、前
記ステアリングナックルのような高い寸法精度を要求さ
れる鉄系部品にオーステンパー処理を施しても所望の寸
法精度を得るのが難しいという不具合があり、緋に形状
の複雑な鉄系部品において、かかる不具合が顕著にあら
れれているのが実状である。
本発明は、かかる点に鑑み、鉄系部品を流動床炉で熱処
理する方法であって、鉄系部品を一定温度に保持するに
あたり、まず流動用気体の供給を停止し、次いで流動用
粒体の上面をカバーで覆って炉内の真空引きを行ない、
流動床炉を単に流動用粒体が流動した状態で使用するだ
けでなく、流動用粒体を固定化した状態で使用すること
により、前記鉄系部品を拘束した状態で熱処理し、例え
は、オーステンパー処理において、ベイナイ）変ｌ！進
行に伴う鉄系部品の変形を防止できるようにした熱処理
方法を提供するものである。
理する方法であって、鉄系部品を一定温度に保持するに
あたり、まず流動用気体の供給を停止し、次いで流動用
粒体の上面をカバーで覆って炉内の真空引きを行ない、
流動床炉を単に流動用粒体が流動した状態で使用するだ
けでなく、流動用粒体を固定化した状態で使用すること
により、前記鉄系部品を拘束した状態で熱処理し、例え
は、オーステンパー処理において、ベイナイ）変ｌ！進
行に伴う鉄系部品の変形を防止できるようにした熱処理
方法を提供するものである。
以下、本発明の構成を実施例につき図面に基づいて説明
する。
する。
実施例はオーステンパー処理に関するもので、第１図に
処理工程が示されている。すなわち、第１工程において
鉄系部品を高温加熱炉に装入し、オーステナイト化温度
（２５０〜７０００℃）に加熱する。高温加熱炉の雰囲
気としては、大気状態、真空状態、アルゴンや窒素など
の不活性ガスあるいは浸炭性ガスを充満させた状態のい
ずれてもよい。
処理工程が示されている。すなわち、第１工程において
鉄系部品を高温加熱炉に装入し、オーステナイト化温度
（２５０〜７０００℃）に加熱する。高温加熱炉の雰囲
気としては、大気状態、真空状態、アルゴンや窒素など
の不活性ガスあるいは浸炭性ガスを充満させた状態のい
ずれてもよい。
第２工程においては、高温加熱炉から取り出した鉄系部
品を直ちに流動床炉へ入れて焼入れする。
品を直ちに流動床炉へ入れて焼入れする。
第２図には流動床炉１の一例が示されている。同図にお
いて、２は炉体で、下部に多数の通気孔を全体に亘って
均一に開設した分流板６が固定され、該分流板６の上位
置に流動用粒体が通ることがでる多数の孔を開設したト
レイ支え台４が取り付けられている。炉体２の外周には
加熱ヒータ５が設けられ、また、炉体２の底部には通気
管６が連結されている。通気管６は二手に分岐し、一方
は第１バルブ７を介してエアポンプ８に、他方は第２バ
ルブ９を介して真空ポンプ１０にそれぞれ連結されてい
る。両バルブ７．９にはバルブの開閉を制御するコント
ローラ１１か接続されている。流動用粒体としては、セ
ラミック、例えは１１２０３゜５ｉ０２ 、 ｚｒｏ３
、ＭｑＯｆｉどの金属酸化物、ＴｉＣ，Ｂ４Ｃなどの
炭化物、サーメット類が用いられる。流動用気体として
は空気の他、窒素、アルゴン、炭酸ガスなどを用いても
よい〇 しかして、焼入れにあたっては、予め第１バルブ７を開
いてエアポンプ８により空気を分流板６の下方からその
上方へ供給して流動用粒体を浮遊流動せしめておく。ま
た、流動用粒体の温度は加熱ヒータ５によりベイナイト
生成温度（２，２０〜グ０θ℃）に保持しておく。この
状態で、トレイ１２に載置した鉄系部品を制温加熱炉か
ら流動床炉１に移し、トレイ支え台４に載せる。トレイ
１２にはトレイ支え台４と同様の多数の孔が開設されて
いる。鉄系部品は、流動用粒体との接触ｌこよりｊ〜７
６分程度でオーステナイト化温度よりベイナイト生成温
度まで急冷する。
いて、２は炉体で、下部に多数の通気孔を全体に亘って
均一に開設した分流板６が固定され、該分流板６の上位
置に流動用粒体が通ることがでる多数の孔を開設したト
レイ支え台４が取り付けられている。炉体２の外周には
加熱ヒータ５が設けられ、また、炉体２の底部には通気
管６が連結されている。通気管６は二手に分岐し、一方
は第１バルブ７を介してエアポンプ８に、他方は第２バ
ルブ９を介して真空ポンプ１０にそれぞれ連結されてい
る。両バルブ７．９にはバルブの開閉を制御するコント
ローラ１１か接続されている。流動用粒体としては、セ
ラミック、例えは１１２０３゜５ｉ０２ 、 ｚｒｏ３
、ＭｑＯｆｉどの金属酸化物、ＴｉＣ，Ｂ４Ｃなどの
炭化物、サーメット類が用いられる。流動用気体として
は空気の他、窒素、アルゴン、炭酸ガスなどを用いても
よい〇 しかして、焼入れにあたっては、予め第１バルブ７を開
いてエアポンプ８により空気を分流板６の下方からその
上方へ供給して流動用粒体を浮遊流動せしめておく。ま
た、流動用粒体の温度は加熱ヒータ５によりベイナイト
生成温度（２，２０〜グ０θ℃）に保持しておく。この
状態で、トレイ１２に載置した鉄系部品を制温加熱炉か
ら流動床炉１に移し、トレイ支え台４に載せる。トレイ
１２にはトレイ支え台４と同様の多数の孔が開設されて
いる。鉄系部品は、流動用粒体との接触ｌこよりｊ〜７
６分程度でオーステナイト化温度よりベイナイト生成温
度まで急冷する。
第３工程においては、鉄系部品がベイナイト生成温度に
なった時点て、直ちにエアポンプ８の作動を止めること
により炉体２内へのエアの供給を停止し、次いで、流動
用粒体の上面をカバー１６で覆う。なお、第２図におい
て、１４はシーリング材であり、炉体２とカバー１６と
の間隙をシールするものである。
なった時点て、直ちにエアポンプ８の作動を止めること
により炉体２内へのエアの供給を停止し、次いで、流動
用粒体の上面をカバー１６で覆う。なお、第２図におい
て、１４はシーリング材であり、炉体２とカバー１６と
の間隙をシールするものである。
第グ工程においては、コントローラ１１の作動により第
１バルブ７を閉じるとともに、第２バルブ９を開き、真
空ポンプ１０を作動せしめて、炉体２内の真空引きを行
なう。これにより、流動用粒体はカバー１６とともに下
方へ付勢されて固定化する。すなわち、トレイ１２の上
の鉄系部品は流動用粒体の固定化により、該流動用粒体
て拘束される。真空度は４１０θＴＯｒｒ以下とする。
１バルブ７を閉じるとともに、第２バルブ９を開き、真
空ポンプ１０を作動せしめて、炉体２内の真空引きを行
なう。これにより、流動用粒体はカバー１６とともに下
方へ付勢されて固定化する。すなわち、トレイ１２の上
の鉄系部品は流動用粒体の固定化により、該流動用粒体
て拘束される。真空度は４１０θＴＯｒｒ以下とする。
この第グ丁程の所要時間は鉄系部品の大き４さにより異
なるか、５〜３００分程度で程度、本工程により、鉄系
部品は恒温変態、つまり、オーステナイト組織からベイ
ナイト組織へ変態する。この変態の途中において、鉄系
部品の内部にはオーステナイト組織とベイナイト組織の
！相が共存することにより応力が生じるが、鉄系部品は
流動用粒体で拘束されているため、前記応力による変形
が阻止される０ 第ｊ工程においては、鉄系部品のベイナイト化が完了し
た後、真空゛ポンプ１Ｕの作動を停止し、コントローラ
１１の作動により第２バルブ９を閉して第１バルブ７を
開き、カバー１６を除去するトトモにエアポンプ８を作
動せしめて空気を炉体２内へ供給し、流動用粒体を流動
状態にする。つまり、鉄系部品の拘束を解き、しかる後
、該鉄系部品を炉１本２内から取り出し、炉外て冷却す
る。
なるか、５〜３００分程度で程度、本工程により、鉄系
部品は恒温変態、つまり、オーステナイト組織からベイ
ナイト組織へ変態する。この変態の途中において、鉄系
部品の内部にはオーステナイト組織とベイナイト組織の
！相が共存することにより応力が生じるが、鉄系部品は
流動用粒体で拘束されているため、前記応力による変形
が阻止される０ 第ｊ工程においては、鉄系部品のベイナイト化が完了し
た後、真空゛ポンプ１Ｕの作動を停止し、コントローラ
１１の作動により第２バルブ９を閉して第１バルブ７を
開き、カバー１６を除去するトトモにエアポンプ８を作
動せしめて空気を炉体２内へ供給し、流動用粒体を流動
状態にする。つまり、鉄系部品の拘束を解き、しかる後
、該鉄系部品を炉１本２内から取り出し、炉外て冷却す
る。
次に、本発明方法と流動床炉で流動状態で恒温変態せし
める従来方法との比較例をａＢｌ’Ｊする。
める従来方法との比較例をａＢｌ’Ｊする。
供試材は自動車のステアリングナノ、クルであり、その
材質はダクタイル鋳鉄である。該鋳鉄の組成（重量％）
（まＣ，３，６０％＋５ｉ−２，乙２％、Ｍｎθ、２Ｊ
％、 ＭＯＯ，，３６％、Ｓθ、θ／ｊ％、 Ｍｑ Ｏ
，０グ／％。
材質はダクタイル鋳鉄である。該鋳鉄の組成（重量％）
（まＣ，３，６０％＋５ｉ−２，乙２％、Ｍｎθ、２Ｊ
％、 ＭＯＯ，，３６％、Ｓθ、θ／ｊ％、 Ｍｑ Ｏ
，０グ／％。
残Ｆｅ である。また、供試材には前処理として９６０
℃で５時間保持した後、炉冷を行う所謂焼鈍処理を施し
た。
℃で５時間保持した後、炉冷を行う所謂焼鈍処理を施し
た。
比較試験においては、本発明方法および従来方法のいず
れにかかる供試材も前記第／工程および第２工程を同一
条件で行ない、しかる後、本発明にかかる供試材は前記
第３工程乃至第ｊ工程を続けて行ない、従来方法にかか
る供試材は流動用粒体を流動させた状態で恒温変態を行
１ｊわしめた０第１工程における処理温度は♂５？θ℃
、処理時間は／、６時間であり、また、流動床炉の温度
は３００℃とし、本発明方法における第グ工程の処理時
間は２時間とした。本発明方法の場合の処理温度と処理
時間との関係を第３図に示す。また、第７図乃至第７図
に供試材、つまり、ステアリングナックル１５を示す。
れにかかる供試材も前記第／工程および第２工程を同一
条件で行ない、しかる後、本発明にかかる供試材は前記
第３工程乃至第ｊ工程を続けて行ない、従来方法にかか
る供試材は流動用粒体を流動させた状態で恒温変態を行
１ｊわしめた０第１工程における処理温度は♂５？θ℃
、処理時間は／、６時間であり、また、流動床炉の温度
は３００℃とし、本発明方法における第グ工程の処理時
間は２時間とした。本発明方法の場合の処理温度と処理
時間との関係を第３図に示す。また、第７図乃至第７図
に供試材、つまり、ステアリングナックル１５を示す。
上記ステアリングナックル１５において、１６は第１連
結部、１７は第２連結部、１８は第３連結部、１９は第
グ連結部、２０は第５連結部である。しかして、本発明
゛方法および従来方法のいずれの供試材もオーステンパ
ー理の後、第７図乃至第７図に示す各部の寸法ｐ１〜ρ
８を測定した。測定結果を第２図に示す。ＩＳお、第２
図中、・・ノチング枠は本発明方法を示し、空枠は従来
方法を示ず０ 第２図から、本発明方法においては、各寸法ｒ１〜氾８
のいずれをとってみても寸法の変化量が少なく、鉄系部
品を流動床炉の真空引きにより流動用粒体で拘束するこ
とが鉄系部品の変形を阻止するのに大きな効を奏してい
ることがわかる。
結部、１７は第２連結部、１８は第３連結部、１９は第
グ連結部、２０は第５連結部である。しかして、本発明
゛方法および従来方法のいずれの供試材もオーステンパ
ー理の後、第７図乃至第７図に示す各部の寸法ｐ１〜ρ
８を測定した。測定結果を第２図に示す。ＩＳお、第２
図中、・・ノチング枠は本発明方法を示し、空枠は従来
方法を示ず０ 第２図から、本発明方法においては、各寸法ｒ１〜氾８
のいずれをとってみても寸法の変化量が少なく、鉄系部
品を流動床炉の真空引きにより流動用粒体で拘束するこ
とが鉄系部品の変形を阻止するのに大きな効を奏してい
ることがわかる。
なお、上記実施例はオーステンパー処理に関するもので
あるが、本発明方法が他の恒温処理にも使用できること
はもちろんである。
あるが、本発明方法が他の恒温処理にも使用できること
はもちろんである。
また、鉄系部品の材質さしては、上記タフタイル鋳鉄以
外の他の鋳鉄や鋼でもよい。
外の他の鋳鉄や鋼でもよい。
さらに、流動用粒体の上面を覆うカバー七しては、流動
床炉が高温の場合、金属やセラミックスなど耐熱材料で
形成したピストン状のものを炉体に同じく耐熱拐料で形
成したスリーブを介して嵌める形成のものを採用し、ま
た、低温の場合は、テフロンなどの耐熱性ポリマーの７
−トを流動用粒体の上面にかぶせる形式のものを採用し
てもよい○ 以上のように、木兄り１によれば、流動床炉での熱処理
において、流動用気体の供給を停止し、逆に真空引きし
て流動用粒体を固定化することにより、鉄系部品を流動
用粒体で拘束して一定温度に保持することができ、流動
床炉の熱処理における応用範囲が広がり、例えば、オー
ステンパー処理においては、鉄系部品の拘束状態で恒温
処理により、ベイナイト変態進行に伴なう鉄系部品の変
形を小さく抑えるこ♂が可能になるなどという優れた効
果が得られる。
床炉が高温の場合、金属やセラミックスなど耐熱材料で
形成したピストン状のものを炉体に同じく耐熱拐料で形
成したスリーブを介して嵌める形成のものを採用し、ま
た、低温の場合は、テフロンなどの耐熱性ポリマーの７
−トを流動用粒体の上面にかぶせる形式のものを採用し
てもよい○ 以上のように、木兄り１によれば、流動床炉での熱処理
において、流動用気体の供給を停止し、逆に真空引きし
て流動用粒体を固定化することにより、鉄系部品を流動
用粒体で拘束して一定温度に保持することができ、流動
床炉の熱処理における応用範囲が広がり、例えば、オー
ステンパー処理においては、鉄系部品の拘束状態で恒温
処理により、ベイナイト変態進行に伴なう鉄系部品の変
形を小さく抑えるこ♂が可能になるなどという優れた効
果が得られる。
図面は本発明の実施態様を例示し、第１図は熱処理の工
程図、第２図は流動床炉の全体構成図、第３図は処理温
度と処理時間との関係を示すグラフ図、第７図はステア
リングナックルの平面図、第５図は同側面図、第３図は
同正面図、第７図は第グ連結部を示す正面図、第２図は
オーステンパー処理における鉄系部品の寸法変化量につ
いて本発明方法と従来方法とを比較したグラフ図である
。
程図、第２図は流動床炉の全体構成図、第３図は処理温
度と処理時間との関係を示すグラフ図、第７図はステア
リングナックルの平面図、第５図は同側面図、第３図は
同正面図、第７図は第グ連結部を示す正面図、第２図は
オーステンパー処理における鉄系部品の寸法変化量につ
いて本発明方法と従来方法とを比較したグラフ図である
。
Claims (1)
- （１）鉄系部品を流動床炉を用いて熱処理する方法であ
って、該鉄系部品を一定の温度で保持する際に、ます、
流動用気体の供給を停止し、次いで流動用粒体の上面を
カバーで覆って真空引きし、流動用粒体を固定化さ−ま
るこさを特徴とする鉄系部品の熱処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21735082A JPS59107026A (ja) | 1982-12-10 | 1982-12-10 | 鉄系部品の熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21735082A JPS59107026A (ja) | 1982-12-10 | 1982-12-10 | 鉄系部品の熱処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59107026A true JPS59107026A (ja) | 1984-06-21 |
Family
ID=16702791
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21735082A Pending JPS59107026A (ja) | 1982-12-10 | 1982-12-10 | 鉄系部品の熱処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59107026A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0196327A (ja) * | 1987-10-08 | 1989-04-14 | Daido Steel Co Ltd | 金属熱処理用流動層炉 |
| JP2016156040A (ja) * | 2015-02-24 | 2016-09-01 | 浜松ヒートテック株式会社 | 冷却装置 |
| CN106424585A (zh) * | 2016-11-01 | 2017-02-22 | 佛山市南海奔达模具有限公司 | 一种铸造铝合金转向节模具的冷却系统 |
-
1982
- 1982-12-10 JP JP21735082A patent/JPS59107026A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0196327A (ja) * | 1987-10-08 | 1989-04-14 | Daido Steel Co Ltd | 金属熱処理用流動層炉 |
| JP2016156040A (ja) * | 2015-02-24 | 2016-09-01 | 浜松ヒートテック株式会社 | 冷却装置 |
| CN106424585A (zh) * | 2016-11-01 | 2017-02-22 | 佛山市南海奔达模具有限公司 | 一种铸造铝合金转向节模具的冷却系统 |
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