JPS6247423A - 鋳物の熱処理装置 - Google Patents

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、例えば、自ｏＪ車用部品としてのクランク
シ１１フトなどの鋳物素材をＡ−ステンバー処理（熱浴
焼入れ処理）するような鋳物の熱処理装置に関する。

（従来技術） 従来、鋳物の型ばらし後、クランクシャツ１−などの鋳
物素材をＡ１変態点（共析温１ηのことで７２７℃）以
上に保った状態で均熱処理し、次に恒温変態処理するオ
ーステンパー処理方法は、例えば、特開昭５９−１５７
２２１号公報に記載の如く既に公知である。

しかし、溶湯の鋳込み温度のばらつきや金型鋳造する際
の金型温度の制御不良が生じた際には型ばらし時の鋳物
素材の温度が低下してＡ１′！！Ｌ態点以下になる場合
があり、このＡ１変態点以下の渇麿の鋳物素材を均熱炉
に搬入し、Ａ１変態点以上の温度にある鋳物素材を効率
よく処理する温度Ｊ３よび時間でオーステナイト化処理
すると、均一安定なオーステナイト化を達成できず、さ
らに結晶粒界に不純物などが晶出し、靭性が低下するの
で、品質不良のワークとなるばかりでなく、不良品に対
する無駄な熱処理を行なうので、熱エネルギの損失が大
となる問題点を右していた。

（発明の目的） この発明は、鋳物素材を加熱炉に投入する搬送手段に、
不良品の搬出機能を持たけることにより、装置の小型化
を図ることができ、また不良品に対する無駄な熱処理を
確実に防止することができ、加えて、熱処理後にＪ３い
て高品質のワークを得ることかできる鋳物の熱処理装置
の提供を目的とする。

（発明の構成） この発明は、型ばらし後の鋳物素材をオーステナイト化
処理する加熱炉と、型ばらし後の鋳物素材を高温状態で
上記加熱炉に投入する搬送手段と、型ばらし後の鋳物素
材の温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段
からの出力信号により、上記加熱炉に投入される曲に、
Ａ１変態点以下の温度不良の鋳物素材を上記搬送手段で
処理ライン外へ搬出制御する制御手段とを■＾えた鋳物
の熱処１！ｌＨ￥置であることを特徴とする。

（発明の効果） この発明によれば、鋳物素材を上述の加熱炉に投入する
搬送手段で、Ａ１変態点以下の温度不良のワークを処理
ライン外へ搬出するので、装置の小型化を図ることがで
き、また上述の不良品に対する加熱炉による無駄な熱処
理を確実の防止することができる効果がある。

加えて、結晶粒界に不純物が晶出ηる等の品質不良の要
因を抑制するこ１きるので、熱処理後においで高品質の
ワークを得ることができる効果がある。

（実施例〉 この発明の一実施例を以下図面に基づいて詳述する。

図面は、鋳物の熱処理装置を示し、第１図にａ３いて、
円形の金型テーブル１に合計８モールドの縦割りの金型
２・・・を配設し、これら各金型２・・・の中央部に配
設したモールドＩＩｆ２着装置３で、内側の金型を移動
させて金型２・・・の型ばらし、締付Ｃ）を行なうよう
に構成している。

また、上述の金型テーブル１の２つの金型２゜２の上方
には溶解給湯Ｉａ４．４を配設し、この溶解給１Ｊ２１
ｆｌ／１．４により上述の金型テーブル１のサイクルに
マツチングして注湯を行なうように構成している。

ここで、上述の溶解給温１ａＩ／ｌは、高周波溶解炉、
低周波溶解炉により形成し、溶解原材料を選択すること
により、ねずみｖＪ鉄、ダクタイル鋳鉄、さらにはｔ５
鋼の溶解が可能であり、また上述の溶解給湯機４は２基
以上の同時操業および異種の鋳鉄の混在溶解が可能であ
る。

また、前述の金型２は、他のモールド（砂型など）、他
の金型との交換が可能な固定板を有し、金型数は前）ホ
のモールド！ｌＩ２５ｒｉ装置３を交換することにより
、１６モールドまで設定可能である。

さらに、上述のモールド脱着装置３による金型２の脱着
は出湯サイクルと連動し、金型テーブル１の回転サイク
ルにより制御され、これに対応して、モールドの型締め
、鋳込み、型ばらし、型清掃、離型剤塗布のり°イクル
が順次繰返し行なわれる機能を備えている。

前述の金型テーブル１の後段には、金型鋳造され、かつ
型ばらし後の鋳物素材、例えば、クランクシャフトなど
のワークを、Ａ１変態点以上に保ってオーステナイト化
処理する加熱炉としての均熱炉５を設置している。

そして、この均熱炉５と上述の金型テーブル１との間に
は、型ばらし後の高温状態のワークを挟持して、均熱炉
５に搬送する搬送ロボット６を配設している。

この搬送ロボット６には、制御手段としてのＣＰｔＪ７
を電気接続し、このＣＰｔＪ７の入力段に温度検出手段
としての温度ヒンナ８を接続している。

上述の温度センサ８は、例えば、赤外線センサによって
構成し、このセンサ８を搬送ロボット６によるチャッキ
ング位置の金型２部分に対向させて、この温度センサ８
により、型ばらし俊の鋳物素材の温度を検出するように
構成している。

上述の温度センサ８からの出力信号をＣＰＵ７に入力し
、ＣＰＵ７は、この入力とＲＡＭに予め記憶させたＡ１
変態点以上の所定温度（例えば９００℃）に相当する電
気量とを比較して、Ａ１変態点以下の温度不良の鋳物素
材を、上述の搬送ロボット６で処理ライン外の不良品貯
留ライン９へ搬出すべく、この搬送口ボッｌ−６を制御
する。

また、型ばらし後の所定高温のワークは上述の搬送ロボ
ット６で次段の均熱炉５に搬送する。

上述の搬送ロボット６は、回転機能、前後・左右方向へ
の移！ｌｌ１１機能、ワーク挟持のための移動位置決定
（１能を屁えている。

また、前）本の均熱炉５は、炉温を８５０〜９２０℃の
Ａ１変態点（７２７℃）以上に保ら、温度制御は自動・
手動切換可能に構成している。そして、類５内でのワー
クの移動はモータ１０によりウオーキングご−ム式搬送
コンベア１１を駆動して行ない、上述のモータ１０で同
コンベア１１のワーク搬送速度の変速制御を行なうこと
もできるように構成している。

さらに、この均熱炉５の炉体前後には、開閉扉（図示Ｖ
ず）を配設し、前側の開閉扉は搬送ロボット６によるワ
ーク装入と連動して開閉し、後側の開閉扉は後述する分
配ロボット１２のワーク取出しと連動して開閉するよう
に構成している。

なお、上述の均熱炉５の雰囲気は通常人気雰囲気である
が、スケール付着による焼入れ性不良を防止するために
還元雰囲気にしてもよいことは云うまでもない。

このように構成した上述の均熱炉５の後方には、オース
テナイト化処理後の鋳物素材を、後段の２基のソルトバ
ス（ｓａｌｔ　　ｂａｔｈ）に分配投入する分配ロボッ
ト１２を配設している。

上述の２１５のツルミルバス１３．１４は、溶融塩の温
度を２２０〜４５０℃に保ち、Ａ１変態点以上の高温で
均熱処理したワークを恒温に温度低下処理する。

このソルトバス１３．１４としては、例えば、電極式塩
浴炉、外熱式塩浴炉、黒鉛電極塩浴炉を用いることがで
きる。

製のエンドレスベルト１６とを備えて、上ｉＬのワ一り
を塩浴内搬送すべく構成している。

なお、上述のソルトバス１３．１４では恒温変態処理を
行なわず、塩害の問題や炉管理が比較釣片しいソルトバ
ス１３．１４を小型の２つのバス１３．１４に分離して
、これらソルトバス１３゜１４のメンデナンス性の向上
を図ると共に、ソルトバス１３．１４の設備の大幅なコ
ンパクト化を図っている。

これらの各ソルトバス１３．１４の後段には搬送ロボッ
ト１７および恒温炉１８を配設し、前述の恒温変態処理
を、この恒温か１８で行なうように構成している。

すなわち、電気炉、ガス炉等ににり形成する上述の恒温
が１８の炉温を２２０〜４５０℃に保って、Ａ−ステン
パー処理する。

なお、前述のソルトバス１４の側方には、例えば、クラ
ンクシャフトのベアリングキャップを焼鈍処理づ゛るた
めの焼鈍用熱処理炉１９を設置し、オーステンパー処理
以外の熱処理どして、上述の焼鈍を、例えば、７５０℃
前後、約１時間にて行ない、デル分解およびオーステナ
イト安定化の後の、上述のべ７リングキ１？ツブ等のワ
ークをフェライト焼鈍して、切削性をよくするために用
いるように構成している。

図示実施例は上記の如く構成するものにして、以下作用
を説明する。

第２図に示づ如く、まずＩｉを約１５７０℃で溶解給湯
機４にて溶解し、この鋳鉄溶湯を所定のキャビティを有
する金型２にてｖｉ造する。

次に、溶湯が凝固した後、鋳鉄の表面）晶瓜が、Ａ１変
態点以上、例えば、約９００℃で型ばらしを行なう。

このようにして、Ａ１変態点以上で離型し、鋳鉄素材を
取出すと、鋳鉄組織は微ｍな黒鉛とフェライト、パーラ
イト地および多ｔａのチル（セメンタイト）を有する組
織となる。

上述の型ばらし後の鋳物素材の）３度を、温度センサ８
で検出し、Ａ１変態点以上の所定高温であれば、ＣＰＵ
７は搬送ロボット６を制御して、離型したワークを該ロ
ボット６で挾持して均熱炉５に搬送する。

また、Ａ１変態点以下の湿度不良品である場合には、Ｃ
ＰＵ７は搬送ロボット６を制御して、離型したワークを
該ロボット６で挟持しで、処理ライン外の不良品貯留ラ
イン９へ搬出する。

上述の均熱炉５では、Ａ１変態点以上のワークの自己保
有熱を有効利用し、炉温を８５０〜９２０℃、具体的に
は９００℃に保ってワークをオーステナイト化処理する
。

上述の均熱炉５による処理日間５〜６０分、具体的には
１５分前後で、残Ｉ￥ルメンタイトを分解し、微細黒鉛
化するど共に、Ａ−ステナイトの均一化、安定化を図る
。

つまり、凝固後のレメンタイ１−は熱的に不安定な状態
であるから、短時間かつ低い分解温度でしメンタイトの
黒鉛化が図れ、結晶粒界等への不純物、介在物、偏析傾
向の強い元素の偏析抑制が助長され、結晶粒界の脆化が
起りにくくなる。

このようにしてオーステナイト化処理されたワークを分
配ロボット１２により挾持して、次段のソルトバス１３
．１４に分配する。

この分配は、上述のワークを１個ずつ分配してｂよく、
また所定数ｍのワークを定期的に分配してもよい。

上述のソルトバス１３．１４に分配搬送されたワーク≦
よ、このソルトバス１３．１４で約１５分間、所定温度
、例えば、２２０〜４５０℃、望ましくは３９５℃まで
冷却処理される。

上述のソルトバス１３．１４で冷却処理されたワークは
、搬送ロボット１７で挟持され順次後段の恒温炉１８に
搬送され、この恒温か１８内にて恒温変態処理される。

つまり、上述の恒温炉１８の温度を２２０〜４５０℃、
望ましくは３９５℃に保って、同炉１８内にワークを３
０分乃至３時間、具体的には１２０分保持すると、ワー
クはベイナイトと残留オーステナイトの基地組織となり
、２０μ以下の微細の黒鉛を含んだ、靭性、耐摩耗性、
切削性に優れた訪鉄品となる。

以上要ケるに、鋳物素材を前述の均熱炉５に投入する搬
送ロボット６で、Ａ１変態点以下の温度不良のワークを
、処理ライン外に配設した不良品貯留ライン９に搬出す
ることができるから、装置の小型化を図ることができ、
また上述の不良品に対する均熱炉５での無駄な熱処理を
確実に防止して、熱エネルギの損失を小とすることかで
きる効果がある。

また、均熱炉５にてオーステティ１〜化処理されるワー
クは、離型後の温度がＡ１変態点以上の所定高温である
から、結晶粒界に不純物が晶出する等の品質不良となる
要因を抑制Ｊ゛ることができるので、熱処理後において
高品質のワークを得ることができる効果がある。

この発明の構成と、上述の実施例との対応において、 この発明の加熱炉は、実施例の均熱炉５に対応し、以下
同様に、 搬送手段は、搬送ロボット６に対応し、温度検出手段は
、温度センサ８に対応し、制御手段は、ＣＰＵ７に対応
するも、 この発明は、上述の実施例の構成のみに限定されるもの
ではなく、例えば、温度センサ８からの出力信号により
分配ロボット１２を制御するＣＰＵを設（）、均熱炉５
投入前にＡ１変態点以下の不良品の位置をＲＡＭに記憶
ざヒ、この不良品が均熱炉５を出炉した時、上述の分配
ロボット１２で不良品貯留ラインへ該不良品を搬出処理
するように構成してもよい。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の一実施例を示し、 第１図は鋳物の熱処理装置を示す平面図、第２図は鋳物
のオーステンパー処理を時間と温度との関係で示す熱処
理作業図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、型ばらし後の鋳物素材をオーステナイト化処理する
   加熱炉と、 型ばらし後の鋳物素材を高温状態で上記加熱炉に投入す
   る搬送手段と、 型ばらし後の鋳物素材の温度を検出する温度検出手段と
   、 該温度検出手段からの出力信号により、上記加熱炉に投
   入される前に、Ａ＿１変態点以下の温度不良の鋳物素材
   を、上記搬送手段で処理ライン外へ搬出制御する制御手
   段とを備えた 鋳物の熱処理装置。