JPS6121289B2 - - Google Patents
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- JPS6121289B2 JPS6121289B2 JP8364280A JP8364280A JPS6121289B2 JP S6121289 B2 JPS6121289 B2 JP S6121289B2 JP 8364280 A JP8364280 A JP 8364280A JP 8364280 A JP8364280 A JP 8364280A JP S6121289 B2 JPS6121289 B2 JP S6121289B2
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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
- C21D1/56—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering characterised by the quenching agents
- C21D1/60—Aqueous agents
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は金属の熱処理に際し高温の金属を液
体中に浸漬し膜沸騰冷却を利用して所定の冷却速
度で冷却する熱処理、とくに温水を用いて広い範
囲の冷却速度が得られる熱処理方法およびその装
置に関するものである。
体中に浸漬し膜沸騰冷却を利用して所定の冷却速
度で冷却する熱処理、とくに温水を用いて広い範
囲の冷却速度が得られる熱処理方法およびその装
置に関するものである。
高温の金属を急冷、あるいは徐冷して熱処理を
する方法として気体、ミスト、蒸気、水滴などを
吹きつけ、ソルト浴、鉛などの金属浴へ浸漬、温
水、冷水、油などの液体に浸漬、あるいはサンド
などの流動層に浸漬するなどの各種の方法が用途
に応じて用いられている。この中、冷水、温水、
水溶液、懸濁液などを用いる場合高温の金属を浸
漬すると金属表面に蒸気の膜が生じて熱伝達を害
し冷却速度が遅くなる。とくに温水の場合は蒸気
膜が強固に生成するので、かかる温水中に浸漬し
てこの膜沸騰を利用して高炭素鋼線をバテンチン
グする場合に冷却速度が遅く太い線材では所望の
抗張力が得られない現象がある。これに対し従来
温水中に浸漬した鋼材を揺動して液と金属に相対
速度を与えて冷却効果を高めたり、液を循環ある
いはスクリユーで撹拌して冷却速度を早くしたり
しているがいずれも装置が大型、複雑で効果も不
充分な場合が多い。
する方法として気体、ミスト、蒸気、水滴などを
吹きつけ、ソルト浴、鉛などの金属浴へ浸漬、温
水、冷水、油などの液体に浸漬、あるいはサンド
などの流動層に浸漬するなどの各種の方法が用途
に応じて用いられている。この中、冷水、温水、
水溶液、懸濁液などを用いる場合高温の金属を浸
漬すると金属表面に蒸気の膜が生じて熱伝達を害
し冷却速度が遅くなる。とくに温水の場合は蒸気
膜が強固に生成するので、かかる温水中に浸漬し
てこの膜沸騰を利用して高炭素鋼線をバテンチン
グする場合に冷却速度が遅く太い線材では所望の
抗張力が得られない現象がある。これに対し従来
温水中に浸漬した鋼材を揺動して液と金属に相対
速度を与えて冷却効果を高めたり、液を循環ある
いはスクリユーで撹拌して冷却速度を早くしたり
しているがいずれも装置が大型、複雑で効果も不
充分な場合が多い。
この発明は上記欠点を改良し、温水（温水溶液
などを含む）中に空気、N2などのガスを単位時
間当り大量に液槽の底部側から吹き込み、温水を
あたかも強い核沸騰状の強撹拌状態、すなわち流
動撹拌状態として金属の冷却速度を早め、かつ冷
却速度を制禦可能とする熱処理方法および装置で
ある。
などを含む）中に空気、N2などのガスを単位時
間当り大量に液槽の底部側から吹き込み、温水を
あたかも強い核沸騰状の強撹拌状態、すなわち流
動撹拌状態として金属の冷却速度を早め、かつ冷
却速度を制禦可能とする熱処理方法および装置で
ある。
以下本発明の方法および装置を図面によつて説
明する。第１図に示すように液槽２の底部に細孔
３を多数もうけた床板４をもうけて、床板４と液
槽２の底板との間に空気室５が形成してある。空
気室５にはバルブ６、圧力計７をつけた加圧空気
の注入パイプ８がついている。この液槽２に温水
（温水溶液などを含む）を入れ注入パイプ８から
圧縮空気を吹き込むと空気は床板４の細孔３から
温水中に吹き出し温水は激しい流動撹拌状態とな
る。空気の吹込み量はバルブ６によつて空気の圧
力を調節することによつて加減できる。
明する。第１図に示すように液槽２の底部に細孔
３を多数もうけた床板４をもうけて、床板４と液
槽２の底板との間に空気室５が形成してある。空
気室５にはバルブ６、圧力計７をつけた加圧空気
の注入パイプ８がついている。この液槽２に温水
（温水溶液などを含む）を入れ注入パイプ８から
圧縮空気を吹き込むと空気は床板４の細孔３から
温水中に吹き出し温水は激しい流動撹拌状態とな
る。空気の吹込み量はバルブ６によつて空気の圧
力を調節することによつて加減できる。
本発明者らは第１図の装置を用いて金属類を流
動撹拌状態の液中に浸漬して次の結果を得た。す
なわち水を100℃近くに保ちうるように加熱（沸
騰させず）しつつ温水槽下部の空気室から圧縮空
気を吹き込み、これに0.8％のＣを含有する直径
10mmの900℃に加熱してオーステナイト化した高
炭素鋼線材を浸漬してパテンチング処理を行い得
られる抗張力を測定した。その結果は第２図に示
すとおりであり横軸に示す床面積当りの吹込温度
における空気吹込量が増すにしたがつて抗張力が
増加した。この事実は空気吹込量増加するにした
がつて冷却速度が増加することを示し、したがつ
て空気吹込量を調節することによつて冷却速度を
制禦できることがわかる。
動撹拌状態の液中に浸漬して次の結果を得た。す
なわち水を100℃近くに保ちうるように加熱（沸
騰させず）しつつ温水槽下部の空気室から圧縮空
気を吹き込み、これに0.8％のＣを含有する直径
10mmの900℃に加熱してオーステナイト化した高
炭素鋼線材を浸漬してパテンチング処理を行い得
られる抗張力を測定した。その結果は第２図に示
すとおりであり横軸に示す床面積当りの吹込温度
における空気吹込量が増すにしたがつて抗張力が
増加した。この事実は空気吹込量増加するにした
がつて冷却速度が増加することを示し、したがつ
て空気吹込量を調節することによつて冷却速度を
制禦できることがわかる。
この発明の槽において空気の吹込量が床面積１
平方米当り20／sec以上になると液は流動撹拌
状態となつて全表面は強い均一な沸騰現象に似た
状態となり激しい揺動現象が得られ、第２図から
わかるように冷却速度の上昇も著るしくなる。た
だし100／m2sec以上になると液が蒸発霧散して
液の消耗が激しく、またガス冷却に近くなつて冷
却速度の飽和点に達しそれを越すと逆に冷却速度
が低下するし、また湯温低下を補うに足る加熱コ
ストが大きくなるので好ましくない。このような
効果は(1)温水および気体（泡）の激しい流動によ
る被処理材表面の沸騰膜の破壊。(2)気泡の消滅集
合時に発生する超音波振動による沸騰膜と被処理
材表面間の熱伝達の促進、などによるものと考え
られる。
平方米当り20／sec以上になると液は流動撹拌
状態となつて全表面は強い均一な沸騰現象に似た
状態となり激しい揺動現象が得られ、第２図から
わかるように冷却速度の上昇も著るしくなる。た
だし100／m2sec以上になると液が蒸発霧散して
液の消耗が激しく、またガス冷却に近くなつて冷
却速度の飽和点に達しそれを越すと逆に冷却速度
が低下するし、また湯温低下を補うに足る加熱コ
ストが大きくなるので好ましくない。このような
効果は(1)温水および気体（泡）の激しい流動によ
る被処理材表面の沸騰膜の破壊。(2)気泡の消滅集
合時に発生する超音波振動による沸騰膜と被処理
材表面間の熱伝達の促進、などによるものと考え
られる。
第３図、第４図は本発明の他の実施例を示すも
ので温水槽の一部に空気室をもうけたものであ
る。第３図は線材を連続的に熱処理するための本
発明の装置である。温水槽２の中央近くに仕切板
１０をもうけて温水槽を２分しその一方の側の底
部に空気室５をもうけたものである。加熱された
線材１１は図面の矢印の方向にガイドローラー９
によつて導かれて温水槽２の空気吹出部に浸漬さ
れて熱処理され、つぎに通常の温水部に入つて冷
却されるようになつている。第４図においては温
水槽２の底の一部に空気室５がもうけられ、また
コンベイヤー１３がもうけられている。高温の線
材１１は捲取機１２によつてコイル状にされ上か
ら温水槽の空気室の上部にもうけられたコンベイ
ヤーの上に落下して冷却、熱処理されて傾斜コン
ベヤーによつて斜めに拡げられたコイルの状態で
取り出される。線材は空気室の上の温水中に落下
するので早い速度で冷却され完全な熱処理がなさ
れる。
ので温水槽の一部に空気室をもうけたものであ
る。第３図は線材を連続的に熱処理するための本
発明の装置である。温水槽２の中央近くに仕切板
１０をもうけて温水槽を２分しその一方の側の底
部に空気室５をもうけたものである。加熱された
線材１１は図面の矢印の方向にガイドローラー９
によつて導かれて温水槽２の空気吹出部に浸漬さ
れて熱処理され、つぎに通常の温水部に入つて冷
却されるようになつている。第４図においては温
水槽２の底の一部に空気室５がもうけられ、また
コンベイヤー１３がもうけられている。高温の線
材１１は捲取機１２によつてコイル状にされ上か
ら温水槽の空気室の上部にもうけられたコンベイ
ヤーの上に落下して冷却、熱処理されて傾斜コン
ベヤーによつて斜めに拡げられたコイルの状態で
取り出される。線材は空気室の上の温水中に落下
するので早い速度で冷却され完全な熱処理がなさ
れる。
以上の説明においては液体として温水に限定し
たが発泡性のない界面活性剤、その他の薬品の温
水溶液や温懸濁液を使用しても、また他の冷媒を
使用しても膜沸騰冷却を主体として利用する場合
には本発明は応用可能である。吹き込む気体は一
般に空気又は空気と水蒸気との併用又は混合気体
でよいが被冷却金属材料の表面酸化防止、あるい
は液に添加された薬品の劣化防止のてんからN2
ガスなどの不活性ガス、あるいは還元性ガスも使
用できる。また液体の温度は沸点以下の温度でよ
く、とくに温水溶液の場合には一般に添加薬品に
よつて45℃以上で膜沸騰が安定するのでこの温度
以上で沸点迄の任意の温度が望ましい。その温度
に合わせて吹き込み気体を予熱し、あるいは気体
として高温の過熱蒸気を使用することも可能であ
る。
たが発泡性のない界面活性剤、その他の薬品の温
水溶液や温懸濁液を使用しても、また他の冷媒を
使用しても膜沸騰冷却を主体として利用する場合
には本発明は応用可能である。吹き込む気体は一
般に空気又は空気と水蒸気との併用又は混合気体
でよいが被冷却金属材料の表面酸化防止、あるい
は液に添加された薬品の劣化防止のてんからN2
ガスなどの不活性ガス、あるいは還元性ガスも使
用できる。また液体の温度は沸点以下の温度でよ
く、とくに温水溶液の場合には一般に添加薬品に
よつて45℃以上で膜沸騰が安定するのでこの温度
以上で沸点迄の任意の温度が望ましい。その温度
に合わせて吹き込み気体を予熱し、あるいは気体
として高温の過熱蒸気を使用することも可能であ
る。
以上詳しく説明したように本発明の方法および
装置は温水槽の底部に空気室をもうけて空気を吹
き出す簡単な装置を使用するものであり、これを
使用すると広範囲の冷却条件を得ることができ、
同時に温水も充分撹拌されて温度が均一となるな
ど金属の熱処理方法および装置として非常に有用
である。
装置は温水槽の底部に空気室をもうけて空気を吹
き出す簡単な装置を使用するものであり、これを
使用すると広範囲の冷却条件を得ることができ、
同時に温水も充分撹拌されて温度が均一となるな
ど金属の熱処理方法および装置として非常に有用
である。
第１図、第３図、第４図は本発明の実施例を示
す断面図であり、第２図は本発明の装置によつて
熱処理した線材の引つ張り強さを示す図表であ
る。 １：温水、液、２：槽、３：細孔、４：床板、
５：空気室、６：バルブ、７：圧力計、８：空気
注入パイプ、９：ガイドローラー、１０：仕切り
板、１１：線材、１２：捲取機、１３：コンベイ
ヤー。
す断面図であり、第２図は本発明の装置によつて
熱処理した線材の引つ張り強さを示す図表であ
る。 １：温水、液、２：槽、３：細孔、４：床板、
５：空気室、６：バルブ、７：圧力計、８：空気
注入パイプ、９：ガイドローラー、１０：仕切り
板、１１：線材、１２：捲取機、１３：コンベイ
ヤー。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 高温の金属を温液体様に浸漬して膜沸騰冷却
を利用して冷却、熱処理する方法において、温液
体を45℃以上、沸騰点以下に加熱保持し、温液体
中の処理域の下方あるいはその一部から気体を吹
込み流動撹拌状態となつた温液体中に高温の金属
を浸漬することを特徴とする金属類の熱処理方
法。 ２ 温液体が温水、温水溶液、または温水の懸濁
液であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の金属類の熱処理方法。 ３ 吹き込み気体が空気、水蒸気、不活性ガス、
または還元性ガス或いはこれらの２種以上の併用
及至混合気体であることを特徴とする特許請求の
範囲第１項もしくは第２項記載の金属類の熱処理
方法。 ４ 吹き込み気体を予熱することを特徴とする特
許請求の範囲第１項及至第３項のいずれかに記載
の金属類の熱処理方法。 ５ 気体の吹き込み量を温液体中の吹き込み必要
域での水平断面積１平方米当り、吹込温度の体積
で20／秒以上とすることを特徴とする特許請求
の範囲第１項及至第５項いずれかに記載の金属類
の熱処理方法。 ６ 高温の金属を温液体中に浸漬して膜沸騰冷却
を利用して冷却、熱処理する装置において、温液
体を加熱又は冷却して45℃以上、沸騰点以下に保
持する機構を有し、温液体槽中の処理域の下方も
しくは下方の一部は多数の細孔をもうけ、該細孔
より気体を温液体中に吹き出すようにした温液体
槽を有することを特徴とする金属類の熱処理装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8364280A JPS579826A (en) | 1980-06-19 | 1980-06-19 | Method and device for heat treatment of metals |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8364280A JPS579826A (en) | 1980-06-19 | 1980-06-19 | Method and device for heat treatment of metals |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS579826A JPS579826A (en) | 1982-01-19 |
| JPS6121289B2 true JPS6121289B2 (ja) | 1986-05-26 |
Family
ID=13808095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8364280A Granted JPS579826A (en) | 1980-06-19 | 1980-06-19 | Method and device for heat treatment of metals |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS579826A (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0126481B1 (en) * | 1983-05-24 | 1988-09-07 | Sumitomo Electric Industries Limited | Method and apparatus for direct heat treatment of medium- to high-carbon steel rods |
| JPS59219417A (ja) * | 1983-05-24 | 1984-12-10 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 中高炭素鋼線材の直接バテンチング方法及びその装置 |
| JPS6096726A (ja) * | 1983-10-28 | 1985-05-30 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 鋼線材の直接熱処理方法 |
| JPS60248824A (ja) * | 1984-05-24 | 1985-12-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 中、高炭素鋼線材の直接熱処理方法及び装置 |
| JPH01123031A (ja) * | 1987-11-06 | 1989-05-16 | Nippon Steel Corp | 機械構造用部品の熱処理方法 |
| WO1994026939A1 (en) * | 1993-05-18 | 1994-11-24 | Aluminum Company Of America | A method of heat treating metal with liquid coolant containing dissolved gas |
| DE10019306C1 (de) * | 2000-04-19 | 2001-09-13 | Vaw Mandl & Berger Gmbh Linz | Verfahren und Vorrichtung zum gesteuerten Abschrecken von Leichtmetallstücken in einem Flüssigkeitsbad |
| JP4732819B2 (ja) * | 2005-07-19 | 2011-07-27 | 古河スカイ株式会社 | 焼入れ方法 |
| JP6007952B2 (ja) * | 2013-09-11 | 2016-10-19 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 鋼材の冷却方法、鋼材の冷却設備、鋼材の製造方法および鋼材の製造設備 |
-
1980
- 1980-06-19 JP JP8364280A patent/JPS579826A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS579826A (en) | 1982-01-19 |
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