JPS6247424A - 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、自動車用部品としてのクランクシ
ャフトなどの鋳物素材を熱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、クランクシャフトなどの鋳物
素材をＡ１変態点（共析温度のことで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５９−１５７２２
１号公報に記載の如く既に公知である。

しかし、上述の熱処理を具体的に装置化するには、熱処
理装置が大型化、複雑化して処理ラインのコンパクト化
が図れない問題点があり、また上述のオーステンパー処
理以外の、例えば、焼入れなどの調質、焼戻し処理を一
連の装置にて行なうことができない問題点を有していた
。

（発明の目的） この発明は、搬送手段による鋳物素材の搬送途中で、該
素材を所定温度まで急冷さけることにより、焼入れ性能
がよく、装置の小型化および熱処理能力の向上を図るこ
とが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、鋳物素材をオーステナイト化処理する加熱
炉と、オーステナイト化処理後の鋳物素材を熱処理する
処理炉と、上記加熱炉および処理炉間に設けて、オース
テナイト化処理後の鋳物素材を所定温度としての例えば
恒温変態温度まで急冷する冷却装置と、オーステナイト
信地１！！！後の鋳物素材を把持して冷却装置に搬送し
、急冷後の鋳物素材を上記処理炉へ投入づ゛る搬送手段
とを備えた鋳物の熱処理装置であることを特徴とする。

（発明の効果） この発明にＪ：れば、搬送ロボット等により４１４成す
る上述の搬送手段による鋳物素材の搬送途中で、上述の
冷却装置により鋳物素材を所定温度まで急冷するので、
同素材に対する焼入れ性能が良く、またソルト浴等を用
いて冷却するものと比較して、装置の小型化および熱処
理能力の向上を図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図において、円
形の金型テーブル１に合計８七−ルドの縦割り金型２・
・・を配設し、これら各金型２・・・の中央部に配設し
たモールド肌着装置３で、内側の金型を移動させて金型
２・・・の型ばらし、締イ」番ノ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
には溶解給湯機４．４を配設し、この溶解給湯（幾４．
４により、上述の金型テーブル１のす、イクルにマツチ
ングして注湯を行イ≧うように＋１°４成している。

ここで、上述の溶解、給温機４は、高周波溶解炉、低周
波溶解炉により形成し、溶Ｍ′原材料を選択することに
より、ねずみ鋳鉄、ダクタイル鋳鉄、さらには鋳鋼の溶
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材溶解が可能である。

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、金型数は前述の
モールド脱着装置３を交換することにより、１６Ｔ：−
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ｇＭ
は出場サイクルと連動し、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、離型剤塗布のサイクルが
順次繰返し行なわれる機能を備えている。

上述の金型テーブル１の後段にｔよ、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
変態点以上の温度に均熱し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に搬送する搬送口ボッ１−〇を配設している。

上述の搬送１コボツト６は、回転機能、前後・左右方向
への移０Ｊ機能、ワーク挟持のための移動位置決定機能
を備えている。

また、−り述の均熱炉５は、炉温を８５０〜９２０℃の
Ａ１変態点く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、炉５内でのワー
クの移動はモータ７によりウオーキングビーム式搬送コ
ンベア８を駆動して行ない、上述のモータ７で同コンベ
ア８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のか体前後には、開閉扉（図示せ
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搬
送手段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の雰囲気は通常大気雰囲気である
が、スケール付着による焼入れ性不良を防止するために
、還元雰囲気にしてしよいことは言うまでもない。

このＪ：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熱処理する処理炉とし
ての恒温炉９と焼戻し炉１０とを並設している。

上述の恒温炉９は、例えば、電気炉、ガス炉、ソルト炉
等により形成し、炉内温度を２２０〜４５０℃に保って
、Ａ−ステナイ１へ化処理後の鋳物素材を恒温変態処理
する。

また、前述の焼戻し炉１０は、炉温を、例えば、５５０
〜５８０℃に保って、油焼入れ後の鋳物素材を焼戻し、
組織の安定化を図る。

前述の均熱炉５と恒温炉９との間には、オーステナイト
化処理後の鋳物素材を恒温変態温度（例えば２２０〜４
５０℃）まで急冷する冷却装置としての水焼入れ装置１
１を設けている。

また、上述の均熱炉５と焼戻し炉１０との間には、オー
ステナイト化処理後の鋳物素材を所定温度まで急冷する
冷却装置としての油焼入れ装置１２を設けている。

ここで、上１本の水焼入れ装置１１は、多数の噴射ノズ
ルを備え、オーステナイト化処理後の鋳物素材を散水冷
却、いわゆるミストにＪ：す２２０〜４５０°Ｃまで急
冷する。

また、前述の油焼入れ装置１２は、焼入れ油、例えば、
鉱油を貯留した油槽内に油撹拌用のファン１３を備え、
オーステナイト化処理後の鋳物素材を、上述の焼入れ油
により所定温度まで急冷する。

前述の均熱炉５、恒温炉９、焼戻し炉１０、水焼入れ装
置１１、油焼入れ装置１２の配設位置のほぼ中央部位に
は搬送手段としての搬送ロボット１４を設置している。

この搬送ロボット１４は、ワーク把持用ヂｊｐツタ１．
４ａで均熱炉５でオーステナイト化処理された鋳物素材
を把持して焼入れ装置ａ１１，１２に搬送し、該焼入れ
装置１１．１２による急冷後の持物素材を恒温炉９、焼
戻しか１０に投入するロボットで、この搬送ロボット１
４は、回転機能、前後・左右方向への移動機能、ワーク
把持のための移動位置決定機能、並びにワーク把持用チ
ャックの自転機能を備えている。

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、まず鋳鉄を約１５７０℃で溶解給湯
機４にて溶解し、この鋳鉄溶湯を所定のキ１νビティを
有する金型２にて鋳造する。

次に、溶湯が凝固した後、鋳鉄の表面温度が、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、鋳鉄累月を
取出すと、鋳鉄組織は微細な黒鉛とフェライト、パーラ
イト地および多量のチル（セメンタイト）を右Ｊる組織
となる。

上述の型ばらし後の鋳物素材を搬送ロボット６で挟持し
て均熱炉５に搬送する。

上１本の均熱炉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ｒ−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による処理時間５〜６０分、具体的には
１５分前後で、残留セメンタイトを分解し、微細黒鉛化
すると共に、オーステナイトの均一化、安定化を図る。

つまり、凝固後のセメンタイト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セメンタイトの黒
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Ａ゛−ステナイト化処理された１ノーク
（第１図のＷで示す）を前述の搬送ロボット１４のワー
ク把持用チャック１４ａで把持し、このワークを恒温炉
９へ搬送する途中、上述のワークＷを水焼入れ装置１１
へ搬送し、同装置１１内において散水冷却により急冷す
る。

この急冷は、上述の搬送ロボット１４でワークＷを把持
および回転させながら約２２０〜４５０℃の恒温変態温
度まで急冷処理する。

このようにして恒温変態温度まで急冷されたワークＷを
、再び上述の搬送ロボット１４により後段の恒温炉９に
搬送する。

そして、この恒温炉９内にて恒温変態処理を行なう。

つまり、上述の恒温炉９の温度を２２０〜４５０℃、望
ましくは３９５℃に保って、同炉凡９内にワークを３０
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■の微細の黒鉛を含んだ、靭性、耐摩耗性、切
削性に優れた鋳鉄品となる。

一方、前述の均熱炉５でのオーステナイト化処理後のワ
ークを、搬送ロボット１４で油焼入れ装置１２に搬送し
、しかる後に、焼戻し炉１０に搬入して、上述のオース
テナイト化処理後のワークに油焼入れ、および焼戻し処
理を行なうこともぐきる。

以上型Ｊるに、前述の均熱炉５でオース信地ィ１〜化処
理された後の鋳物素材を、上述の搬送ロボット１４で搬
送する途中に、上ｊホの冷却装置としての焼入れ装置１
１．１２によって鋳物素材を所定温度まで急冷するので
、焼入れ性能が良く、また装置の小型化および熱処理能
力の向上を図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、 処理炉は、恒温炉９および焼戻し炉１０に対応し、 冷却装置は、焼入れ装ｆｆ１１１．１２に対応し、搬送
手段は、搬送ロボット１４に対応するも、この発明は、
上３，１．の実施例の構成のみに限定されるものではな
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ず平面図、第２図は鋳物
の熱処理を温度と時間との関係で示すピー１〜パターン
説明図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、鋳物素材をオーステナイト化処理する加熱炉と、 オーステナイト化処理後の鋳物素材を熱処理する処理炉
   と、 上記加熱炉と処理炉との間に設けられ、オーステナイト
   化処理後の鋳物素材を所定温度までの急冷する冷却装置
   と、 オーステナイト化処理後の鋳物素材を把持して冷却装置
   に搬送し、急冷後の鋳物素材を上記処理炉へ投入する搬
   送手段とを備えた 鋳物の熱処理装置。