JPS61124530A

JPS61124530A - 薄肉円筒体の熱処理方法

Info

Publication number: JPS61124530A
Application number: JP24224184A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Yoshihara; 吉原　繁
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1984-11-19
Filing date: 1984-11-19
Publication date: 1986-06-12
Also published as: JPH0354166B2

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】（産業上の利用分野）この発明は、薄肉円筒体を用いる各種の構造物において
、前記薄肉円筒体を精度良く熱処理するのに利用される
薄肉円筒体の熱処理方法に関するものである。

（従来技術）薄肉円筒体を用いる各種の構造物を製造する過程におい
て、前記薄肉円筒体を製作するに際しては、例えば第３
図（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、円筒状の素材１に
対して機械加工およびフローフォーミング加工を施すこ
とによって中央部分に大径部２ａを有する薄肉円筒体２
を加工し、また、第３図（ｄ）（ａ）（ｆ）に示すよう
に、円筒状の素材３に対して機械加工およびフローフォ
ーミング加工を施すことにより全体が等肉厚の薄肉円筒
体４を加工し、次いで、前記各薄肉円筒体２．４の前記
機械加工およびフローフォーミング加工の後において当
該加工中に生じた応力を除去するために、第３図（ｇ）
に示すように、真空雰囲気中で溶体化処理をする熱処理
を行うようにしていた。

このような熱処理においては、第３図（ｇ）に示すよう
に、薄肉円筒体２．４の内面を当該薄肉円筒体２．４の
内部に嵌合したマンドレル５．６の外面でそれぞれ形状
保持し、マンドレル５．６の先端に設けた吊下部７，８
を介して熱処理治具２の腕部９ａ、９ｂに吊り下げるよ
うにし、この状態で熱処理治具２を薄肉円筒体２．４お
よびマンドレル５，６ど共に真空熱処理炉内に設置し、
この真空熱処理炉内で熱処理を行うことによって、前記
加工中に生じた応力を除去するようにし、前記マンドレ
ル５．６を用いることによって、薄肉円筒体２．４の形
状変化による真円度および真直度の偲下を防ぐようにし
ていた。

しかしながら、このような従来の熱処理方法では、薄肉
円筒体２，４の内面とマンドレル５，６の外面とが直接
に接触しているため、この状態で真空中における溶体化
熱処理を行うと、薄肉円筒体２．４の内面とマンドレル
５．６の外面とが拡散によって固着し、その後の冷却時
において前記固着部分が不均一に離れるため楕円形状と
なることがあり、薄肉円筒体２．４に要求される真円度
および真直度が十分精度良く得られないことがあるとい
う問題点があった。

（発明の目的）この発明は、上述した従来の問題点に着目してなされた
もので、薄肉円筒体の内面をマンドレルの外面で形状保
持しつつ溶体化処理等の熱処理を行った際に、薄肉円筒
体の内面とマンドレルの外面との間での拡散による固着
の発生を防ぐことができ、熱処理後において真円度およ
び真直度の著しく高い薄肉円筒体を得ることが可能であ
る薄肉円筒体の熱処理方法を提供することを目的として
いる。

（発明の構成）この発明は、薄肉円筒体の内面をマンドレルの外面によ
り形状保持しつつ熱処理を行うに際し、前記薄肉円筒体
の内面と前記マンドレルの外面との間にセラミックスを
介在させた状態で前記薄肉円筒体の内面を前記マンドレ
ルの外面により形状保持しつつ熱処理を行うようにした
ことを特徴としている。この発明が適用される薄肉円筒
体は。

薄肉であって溶体化処理等の熱処理時において変形を伴
ないやすいものが適しており１例えばマルエージング鋼
等の高張力鋼よりなるものが適しているが、その材質は
特に限定されず、また、切削加工および塑性加工等によ
り製作したことによって当該薄肉円筒体に加工歪が生じ
ているときに、その後の熱処理において応力除去を行う
ようにする場合に適してる。

また、マンドレルとしては、上記薄肉円筒体の内部に嵌
合して当該薄肉円筒体の内面をマンドレルの外面で形状
保持しうるようにしたものが用いられ、溶体化処理等の
熱処理によって表面にスケールが生じないものが良く、
通常の場合には、例えばステンレス鋼等からなるものが
使用される。

そして、この発明においては、薄肉円筒体の内面とマド
レルの外面との間にセラミックスを介在させた状態で両
者を嵌合するが、このセラミックスとしては窒化はう素
（ＢＮ）、炭化はう素（８４Ｃ）、窒化ジルコニウム（
ＺｒＮ）、アルミナ（Ａｌ２０３）、酸化けい素（Ｓ＋
０２）。

ジルコニア（Ｚ　ｒ　０２　）　　＋窒化けい素（Ｓｉ
３Ｎａ）などが使用される。そして、このようなセラミ
ックスを薄肉円筒体の内面とマンドレルの外面との間に
介在させるに際しては２例えば上記の窒化はう素の粉末
を有機溶剤等と共に混練して適切な粘度のペースト状と
し、このペースト状のセラミックスをマンドレルの外表
面に塗布したのち、前記薄肉円筒体とマンドレルとを嵌
合する手段あるいは、溶射等によってマンドレルの表面
にセラミックスを被覆したのち、前記薄肉円筒体とマン
ドレルとを嵌合する手段などを採用することができる。

そして、この嵌合状態において薄肉円筒体の内面を前記
セラミックスを介してマンドレルの外面で形状保持しつ
つ溶体化処理等の熱処理を行い、熱処理時に薄肉円筒体
の内面とマンドレルの外面との間で拡散による固着の発
生を防ぐと共に、前記薄肉円筒体とマンドレルとの接触
面に前記セラミックスによる潤滑作用をもたせて熱膨張
による薄肉円筒体とマンドレルとの間での摺動を容易に
して、熱処理後の薄肉円筒体の真円度および真直度が高
いものとなるようにする。

（実施例１）この実施例では、円筒素材を従来と同様に機械加工およ
びフローフォーミング加工等によって第１図に示す円筒
形状にした薄肉円筒体１１を熱処理する場合について説
明する。

この薄肉円筒体１１を熱処理するに際しては、同じく８
８１図に示す円筒形状のマンドレル１２を使用する。こ
の場合、マンドレル１２の外径寸法は、薄肉円筒体１１
の内径寸法に合わせて定められるが、この実施例では、
前記薄肉円筒体１１とマンドレル１２とを嵌合した状態
で０．５〜１．０ｍｍのクリアランスとなるように定め
ている。

なお、この実施例において、薄肉円筒体１１はマルエー
ジング鋼から形成され、マンドレル１２はステンレス鋼
から形成されている。

そこで、薄肉円筒体１１の応力除去を行う熱処理を施す
に際しては、前記マンドレル１２の外面に、窒化はう素
（Ｂ　Ｎ）粉末を有機溶剤等と共に混練して作成したペ
ースト状のセラミックス１３を均一に塗布する。

次いで、前記薄肉円筒体１１とマンドレル１２とを嵌合
した第１図に示す状態とし、マンドレル１２の先端にね
じ込み固定したフック１４により図示しない熱処理冶具
の腕部分に吊り下げ、この熱処理冶具と共に前記薄肉円
筒体１１およびマンドレル１２を図示しない真空熱処理
炉内に設置する。そして、この状態で真空雰囲気中で例
えば８２０℃に加熱する溶体化処理を行い１次いで。

１５０〜２００℃に冷却して溶体化処理を終える。

したがって、この実施例１に示す熱処理では、薄肉円筒
体１１の内面とマンドレル１２の外面との間にセラミッ
クス１３が介在させてあり、薄肉円筒体１１の内面とマ
ンドレル１２の外面との間で上記セラミックス１３によ
る潤滑作用が得られるため１両者の熱膨張・熱収縮差に
よる接触面での摺動が容易になる。したがって、薄肉円
筒体１１の内面とマンドレル１２の外面との間において
従来のような拡散による固着を生じることがなく、また
、冷却時において前記薄肉円筒体１１の内面とマンドレ
ル１２の外面との間で前記した従来の固着を生じた弱い
部分で部分的に離れて楕円形状になるというようなこと
もなく、熱処理後において真円度および真直度の著しく
高い薄肉円筒体１１が得られる。

（実施例２）この実施例では、円筒素材を第３図に示したような機械
加工およびフローフォーミング加工等によって第２図に
示す形状にした薄肉円筒体２１を熱処理する場合につい
て説明する。

この薄肉円筒体２１を熱処理するに際しては、同じく第
２図に示す概略円筒形状のマンドレル２２を使用する。

この場合、マンドレル２２の外径寸法は、実施例１と同
様に薄肉円筒体２１との間で０，５〜１．０＋ｕ程度の
クリアランスが得られるように定める。

なお、この実施例において、薄肉円筒体２１はマルエー
ジング鋼から形成され、マンドレル２２はステンレス鋼
から形成されている。

そこで、薄肉円筒体２１の応力除去を行う熱処理を施す
に際しては、前記マンドレル２２の外面に、ジルコニア
（Ｚ　ｒ０２　）粉末を溶射によって被覆してセラミッ
クス２３の層を均一に形成する。

次いで、前記薄肉円筒体２１とマンドレル２２とを嵌合
した第２図に示す状態とする。そして。

薄肉円筒体２１およびマンドレル２２を図示しない真空
熱処理炉内に設置し、真空雰囲気中で例えば８２０℃に
加熱する溶体化処理を行い、次いで、１５０〜２００℃
に冷却して溶体化処理を終える。

したがって、この実施例２に示す熱処理では、薄肉円筒
体２１の内面とマンドレル２２の外面との間にセラミッ
クス２３が介在させであるため、薄肉円筒体２１の内面
とマンドレル２２の外面との特に近接部分において従来
のような拡散による固着を生じることがなく、また、前
記薄肉円筒体２１の内面とマンドレル２２の外面との間
で従来の固着を生じた場合にその弱い部分で部分的に離
れて楕円形状になるというようなこともなく、熱処理後
において真円度および真直度の著しく高い薄肉円筒体２
１が得られる。

（発明の効果）以上説明してきたように、この発明によれば、薄肉円筒
体の内面をマンドレルの外面により形状保持しつつ熱処
理を行うに際し、前記薄肉円筒体の内面と前記マンドレ
ルの外面との間にセラミックスを介在させた状態で前記
薄肉円筒体の内面を前記マンドレルの外面により形状保
持しつつ熱処理を行うようにしたから、薄肉円筒体の内
面とマンドレルの外面との間に介在させたセラミックス
によって両者の接触面における隔離ならびに潤滑作用が
得られるようになり、両者の熱膨張Φ熱収縮による摺動
が容易なものとなり、したがって、溶体化等の熱処理時
において薄肉円筒体の内面とマンドレルの外面との間で
従来のような拡散による固着が生じるのを防止すること
ができ、その後の冷却時において前記固着の弱いところ
で部分的な剥離が生じて真円度および真直度が低下する
というおそれもなく、熱処理後において真円度および真
直度の高い薄肉円筒体が得られるという非常に優れた効
果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例工において薄肉円筒体とマン
ドレルとを嵌合した状態を示す左右破断部位の異なる縦
断面説明図、第２図はこの発明の実施例２において薄肉
円筒体とマンドレルとを嵌合した状態を示す左右破断部
位の異なる縦断面説明図、第３図（ａ）（ｂ）（ｃ）お
よび（ｄ）（ｅ）（ｆ）は各々従来において円筒素材か
ら機械加工およびフローフォーミング加工によって薄肉
円筒体を製作する工程を順次示す説明図、第３図（ｇ）
は上記薄肉円筒体を熱処理する要領を示す説明図である
。１１．２１・・・薄肉円筒体１２．２２・・・マンドレル１３．２３・・・セラミ−２クス特許出願人　　　日産自動車株式会社代理人弁理士　　小　　塩　　　　豊第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）薄肉円筒体の内面をマンドレルの外面により形状
保持しつつ熱処理を行うに際し、前記薄肉円筒体の内面
と前記マンドレルの外面との間にセラミックスを介在さ
せた状態で前記薄肉円筒体の内面を前記マンドレルの外
面により形状保持しつつ熱処理を行うことを特徴とする
薄肉円筒体の熱処理方法。