JPS5938332A - 移動焼入れによる閉端面を有する筒体の内周壁全長焼入れ装置 - Google Patents

移動焼入れによる閉端面を有する筒体の内周壁全長焼入れ装置

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JPS5938332A
JPS5938332A JP14850482A JP14850482A JPS5938332A JP S5938332 A JPS5938332 A JP S5938332A JP 14850482 A JP14850482 A JP 14850482A JP 14850482 A JP14850482 A JP 14850482A JP S5938332 A JPS5938332 A JP S5938332A
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cooling fluid
closed end
wall
heating coil
end surface
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JP14850482A
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Kazuhisa Naruse
成瀬 和久
Yoshimasa Tanaka
田中 嘉晶
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Neturen Co Ltd
Koshuha Netsuren KK
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Neturen Co Ltd
Koshuha Netsuren KK
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    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING 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
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/08Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
    • C21D9/14Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes wear-resistant or pressure-resistant pipes

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は移動焼入れによる閉端面を有する筒体の内周壁
全長移動焼入れ方法および装置に関する。
筒体の内周壁を全周にわたって焼入れする方法としては
、内周壁の全長に見合った巾の半巻回の加熱コイルや全
長に見合った長さに多巻回した加熱コイルを用い、当該
加熱コイルと筒体とを相対的(筒体を回転する場合を含
む)に定置して加熱焼入れする所謂定置ワンショット焼
入れと、内周壁の全長より巾の狭い半巻回の加熱コイル
を用い、当該加熱コイルと筒体とを相対的に移動させな
がら加熱焼入れする移動焼入れとがある。定f 177
シヨツト焼入れは比較的小径かつ被加熱内周壁長さの小
なる筒体の場合に適切であるが、大径の筒体や長尺の内
周壁の筒体の場合には大出力電源を必翠とするばかりで
なく、焼むらを生ずるので、小出力電源で均一焼入れが
可能な移動焼入れが推賞されている。
上記筒体の内周壁を移動焼入れする従来装置を第1図に
従って説明する。
第1図においてW′として示す筒体は両端面が開となっ
ている。Cは加熱コイルであって、筒体W′の内周壁と
所定間隙をへだてて対向可能な外周を有す如く半巻回し
て形成されており、リードRを介して図示しない電源に
接続されている。Jは例えば管材で形成された冷却流体
噴射環であって、図示しない冷却流体供給源に接続する
パイプPによって環内に供給される冷却流体を環の外周
壁に多数孔設されている噴射孔から噴射可能である。当
該冷却流体噴射]IIJと上記加熱コイルCとは一体構
造となっており、例えば矢印a4−+b方向へ移動可能
(構成されている。従って例えば第1図の如く軸方向を
上下方向として定置されている筒体W′に対して加熱コ
イルCが上下に、冷却流体噴射iJが下方になるように
、かつ筒体W′の軸線と・加熱コイルCの軸線とが一致
するようにして、一体構造の加熱コイルCと冷却流体噴
射環Jとを筒体W′のF )j端部から上方端面まで矢
印b←a方向へ移動させることによって、筒体W′の内
周壁には順次先行する加熱コイルCで加熱され、後行す
る冷却流体噴射3JJで被加熱部を急冷することによっ
て、全長にわたってhとして示される均一な焼入れを施
し得る。
ところが、均一な焼入れを内周壁全長にわたって施しう
ろことが可能な焼入れは、筒体がW′の如く両端面を開
とする場合にのみ可能であって、一方端面が閉である場
合には全長あるいは全深さまで焼入れを施すことが不可
能であった。例数ならば、第2図に示すように、一方端
部が閉となっている筒体Wを、閉端面を上方として配置
し、下方の開端面から一体構造とされている加熱コイル
Cと冷却流体噴射mJとを矢印に従ってb方向からa方
向へ上昇させた場合、先行する加熱コイルCは最上昇位
置で閉端面内壁あるいは底面に接続する内周壁αを加熱
するが、後行する冷却流体噴射*Jが上記加熱コイルC
より下方位置にあるため、αで示される内周壁には冷却
流体の噴射が施されず、従って急冷されないこととなり
、焼入れが施される内周壁はhで示す範囲にとどまって
いた。
本発明は筒体の内周壁を移動焼入れする従来装置に存す
る問題点を解決する目的でなされたものであって、閉端
面を有する筒体Wの内周壁をほぼ全長乃至全深さにわた
って均一に焼入れすることを可能とする移動焼入れ方法
および装置を提供するものである。
本願第1発明の要旨は (1)先行する加熱コイルによって加熱し、被加熱部を
後行する冷却流体噴射環より噴射される冷却流体で急冷
することによって閉端面を有する筒体の内周壁を焼入れ
する場合において、 (2)上記加熱コイルが閉端面側から筒体内に進入して
順次開端面方向から焼入れを施しつつ閉端面内壁近傍で
その前進を停止し、かつ加熱こ1イルへの通電を停止し
たのち、(3)加熱コイルの軸方向から閉端面内壁方向
へ冷却流体を噴射し、 (4)上記閉端面内壁に衝突した冷却流体を噴射圧によ
って閉端面内壁にそって全周方向へ拡散流出せしめるよ
うにし、 (5)閉端面内壁と加熱コイルとの間の間隙を介して隅
部に達した冷却流体が隅部近傍の全内周壁を流下するこ
とによって、 (6)  先行した加熱コイルで加熱されている上記隅
部近傍の内周壁を急冷する ことを特徴とする移動焼入れによる閉端面を有する筒体
の内周壁全長焼入れ方法にある。
而して本願第1発明にか\ろ方法を実施するための本願
第2発明の要旨は、 (1)所定外径を有する加熱コイルと冷却流体噴射環と
を備え、筒体の内周壁に対して相対移動しつつ先行する
加熱コイルで上記内周壁を加熱し、後行する冷却流体噴
射環から噴射する冷却流体で被加熱内周壁を順次急冷す
るものにおいて、 (2)上記加熱コイルの軸線または軸線にそって配置さ
れ、 (3)  一方端が当該加熱コイルの相対的前進方向端
面に開口するノズルからなり、 (4)他方端が電磁弁を介して冷却流体供給源に接続す
るパイプに連通ずる端部冷却器を設けた ことを特徴とする移動焼入れによろ閉端面を有する筒体
の内周面全長焼入装置にある。
本発明を第3図(a)および(b)に示す一実施例装置
に従って詳述する。
第3図(a)において、第2図に示す記号と同一記号の
ものは同一構成である。従って加熱コイルC1冷却流体
噴射環Jは従来移動焼入装置と同一であり、かつ両者が
一体構成となっている点も同一である。しかし、本発明
においては、EJとして示される端部冷却器が従来装置
に一体として付加される。当該端部冷却器EJは、例え
ば$J3図(、)に示す如く、加熱フィルCの軸線Xに
固定配置された中空の管材からなっており、その一方端
は加熱コイルCの相対的前進方向端面に開口してノズル
Nを形成し、他方端は電磁弁Bを介して冷却流体供給I
Tに接続するパイプEJPに連通している。本実施例で
は上記ノズルNは管材からなる端部冷却器EJを軸直角
方向に切断しただけの構造である。上記冷却流体供給源
Tは図示の如く独立して設けろか、あるいは前述の冷却
流体噴射環Jに冷却流体を供給する冷却流体供給源と共
用としてもよい。しかし端部冷却器EJへの冷却流体の
供給を制御する電磁弁Bは冷却流体噴射環Jへの冷却流
体の供給用のそれとは必ず別個に設けなければならない
。このように構成することにより、端部冷却器EJへは
所望の時期に所望の圧力による冷却流体の供給が可能と
なる。
−上記構成から″なる装置を用いて閉端面を有する筒体
Wの内周壁を移゛動焼入れする場合を次に説明する。
端部冷却器gJに連通するパイプEJPに取付けられて
いる電磁弁Bは閉成としてお衣、第3図(、)に示す如
く加熱コイルCを開端面を下方とした筒体Wの下方に位
置ぎめし、図示しない電源を閉成して加熱コイルCに通
電を開始し、ま、た冷却流体噴射環Jに図示しない冷却
流体供給源から冷却流体の供給を開始する1、ついで筒
体Wを下降せしめるか、あるいは加熱コイルC・冷却流
体噴射環訃よび端部冷却器EJが一体となっている装置
を上昇せしめるか、いずれかの相対的移動によって筒体
W内へ装置を挿入してゆく。筒体Wの内周壁は加熱コイ
ルCが進入するに従って下方開端面方向から順次誘導加
熱され、ついで加熱コイルCに追随する如く配置されて
いる冷却流体噴射環Jから噴射される冷却流体によって
被加熱部は急冷され、順次筒体Wの内周壁は開口端側か
ら閉端面方向へと焼入れされる。
加熱コイルCが筒体Wの閉端面内壁乃至底面に近接した
時点で相対移動を停止する。この状態において筒体Wの
内周壁は第3図(b)にβとして示す部分に焼入れが施
されているが、αとして示す閉端面近傍内周壁部分は加
熱中である。ついで所定時素後加熱11イルCの電源を
断とし、つついて電磁弁Bを開成とする。
冷却流体は第3図(b)に示す如く端部冷却器EJのノ
ズルNから噴射され、閉端面内壁に衝突のうえ、噴射圧
によって当該内壁を伝って四方へ拡散し、加熱コイルC
の上方端面と閉端面内壁との間の間隙を通って内周壁方
向へ噴流し、隅部から内周壁を流下する。これにより内
周壁のα部分は急冷される。所定時間経過後電磁弁Bを
閉成として端部冷却器EJへの冷却流体の供給を停止す
る。尚、冷却流体噴射環Jへの冷却流体の供給停止は端
部冷却器EJへの冷却流体の供給開始と同時に行うか、
所定時間経過後に行うか、いづれであってもよい。
かくして筒体Wの内周壁は装置の相対移動中にβ部分の
、また相対移動停止後にα部分のノ111熱と急冷とが
施されほぼ全長乃至全区さにわたっても均一な焼入れが
施される。
焼入れ終了後、装置は相対移動によって筒体W内から脱
出し全移動焼入れ工程が完了する。
上記の実施例において端部冷却器EJのノズルNから噴
射された冷却流体が閉端面内壁に衝突のうえ当該閉端面
内壁にそって拡散流出する範囲は圧力、流量およびノズ
ルと内壁との間隙によって異る。従って冷却流体を閉端
面内壁の隅部1で拡散流出すしめるには予・め計算によ
りあるいは実験によって上記諸元を設定すればよい。
上記実施例のノズルNは管体である端部冷却器FJJを
軸直角切断しただけのものであるので、構造上管径が制
限されたり、閉端面内壁面が大・・筒体Wの内径が大・
・・・・・であったりすると、たとえ圧力をあげても噴
射される冷却流体が重力にまけて閉端面を隅部まで十分
拡散せず、途中で落下する場合がある。
上記のような場合に対処するには、第4図(a)および
(b)に示すようなノズルN′を用いればよい。ノズル
N′は端部冷却器EJの先端方向に所定角度で開く、当
該端部冷却器EJ本体の管内から360°方向に開口す
るスリットSを有しており、その断面形状はY字型とな
る。
当該スリットSから噴射される冷却流体は隅部に近い閉
端面内壁に環状となって衝突し、閉端面内壁にそって隅
部まで拡散流出し、隅部に至って内周壁を流下する。尚
図中epはノズルN′の端板であり、ephは端板ep
の支持部材である。
さらに筒体Wの内径が大の場合には複数の端部冷却器E
Jを用いることも可能である。
例えば第5図(、)および(b)において、端部冷却器
はEJ、、EJ、およびEJ、で示される3箇が使用さ
れており、それぞれの先端には閉端面内壁に斜方向から
120°の範囲に冷却流体を噴射可能なスリットSを有
する扇形のノズルf、 、 N//lおよびN”、が形
成されていて、筒体Wの内周壁全周方向を噴射冷却流体
が流下するように配置される。この場合、それぞれの端
部冷却器EJ、〜EJ3に冷却流体を供給するパイプE
JPK介挿されている電磁弁Bは同一信号によって開閉
されるように構成されることは勿論である。
尚本発明は筒体Wを軸中心回転させつつ焼入れする場合
にも適用される。
本発明を実施することにより、従来不可能とされていた
移動焼入れによろ閉端面を有する筒体の内周壁の全長焼
入が可能となり、誘導加熱表面焼入れの摘要範囲を拡大
することとなり燵業上に及ぼす効果が顕著である。
【図面の簡単な説明】
第1図は筒体の内周壁の移動焼入に用いられる装置を説
明するための断面正面図、第2図は閉端面を有する筒体
の内周壁に従来装置を用いた場合の問題点を説明するた
めの断面正面図、第3図(a)および(b)はそれぞれ
本発明実施例装置の断面正面図、第4図(a)は本発明
の他の実施例装置の断面正面図、第4図(bJは第4図
(a)におけるA−A線断面平面図、第5図(alは本
発明の第3の実施例装置の断面平面図、第5図(b)は
第5図(alにおけるB−C線断面正面図である。 C・・・加熱コイル、   J・・・冷却流体噴射環、
W・・・閉端面を有する筒体、 EJ、EJ、、EJ、 、EJ、・・・端部冷却器、N
、N’、塙 、ゴー、鳩・・・ノズル、EJP・・・パ
イプ、   B・・・を磁弁、T・・・冷却流体供給源
。 特許出願人 高周波熱錬株式会社 代坤人 弁理士小林  傳 第1図 第 2 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)先行する加熱コイルによって加熱し、被加熱部を後
    行する冷却流体噴射環より噴射される冷却流体で急冷す
    ることによって閉端面を有する筒体の内周壁を焼入れす
    る場合において、上記加熱コイルが開端面側から筒体内
    に進入して順次開端面方向から焼入れを施しつつ閉端面
    内壁近傍でその前進を停止し、かつ加熱コイルへの通電
    を停止したのち、加熱コイルの軸方向から閉端面内壁方
    向へ冷却流体を噴射し、上記閉端面内壁に衝突した冷却
    流体を噴射圧によって閉端面内壁にそって全周方向へ拡
    散流出せしめるようにし、閉端面内壁と加熱コイルとの
    間の間隙を介して隅部に達した冷却流体が隅部近傍の全
    内周壁を流下することによって、先行した加熱コイルで
    加熱されている上記隅部近傍の内周壁を急冷することを
    特徴とする移動焼入れによる閉端面を有する筒体の内周
    壁全長焼入れ方法。 2)所定外径を有する加熱コイルと冷却流体噴射環とを
    備え、筒体の内周壁に対して相対移動しつつ先行する加
    熱コイルで上記内周壁を加熱し、後行する冷却流体噴射
    環から噴射する冷却流体で被加熱内周壁を順次急冷する
    ものにおいて、上記加熱コイルの軸線または軸線にそっ
    て配置され、一方端が当該加熱コイルの相対的前進方向
    端面に開口するノズルからなり、他方端が電磁弁を介し
    て冷却流体供給源に接続するパイプに連通ずる端部冷却
    器を設けたこと金特徴とする移動焼入れによる閉端面を
    有する筒体の内周壁全長焼入装置。 3)端部冷却器が加熱コイルの軸線に配置された単数の
    管材からなり、一方端に開口するノズルが上記管材を軸
    直角方向に切断されている特許請求の範囲第2項記載の
    移動焼入れによる閉端面を有する筒体の内周壁全長焼入
    れ装置。 4) 端部冷却器が加熱コイルの軸線に配置された単数
    の管材からなり、一方端に開口するノズルが断面形状で
    Y字型に形成されていて、上記管材の管内から360°
    方向へ開口するスリットを有している特許請求の範囲第
    2項記載の移動焼入れによる閉端面を有する筒体の内周
    壁全長焼入装置。 5)端部冷却器が加熱コイルの軸線にそって配置された
    複数の管材からなり、それぞれの管材の一方端に開口す
    るノズルが当該管材の管内から所定角度範囲にわたる閉
    端面内壁の周方向へ開口するスリットを有し、当該スリ
    ットの開口部それぞれの所定角度の合計が360°とな
    るように構成上れている特許請求の範囲第2項記載の移
    動焼入れによる閉端面を有する筒体の内周壁全長焼入装
    置。
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