WO2019093041A1 - ワーク処理装置及び酸化スケール除去方法 - Google Patents

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WO2019093041A1
WO2019093041A1 PCT/JP2018/037349 JP2018037349W WO2019093041A1 WO 2019093041 A1 WO2019093041 A1 WO 2019093041A1 JP 2018037349 W JP2018037349 W JP 2018037349W WO 2019093041 A1 WO2019093041 A1 WO 2019093041A1
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processing apparatus
casing
abrasive
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幸人 松原
弘至 大倉
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マコー株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a work processing apparatus and an oxidation scale removal method.
  • This oxidation scale removal method solves the problems of immersion in chemicals such as hydrochloric acid and dissolution removal, and methods of accelerating and projecting steel balls and breaking and removing oxide scales, etc. Can be removed.
  • the above-mentioned oxide scale removing method is carried out using a work processing apparatus (hereinafter referred to as a conventional apparatus) provided with a slurry injection part for injecting a slurry which is a mixture of liquid and abrasive grains
  • a conventional apparatus work processing apparatus
  • the abrasive grain (stainless steel) used in this process has its specific gravity and cutting force compared to the abrasive grains (alumina, silicon carbide) used so far. It was found that the wear at each portion of the conventional apparatus was severe, particularly at the slurry pumping section 52 for pumping the slurry to the slurry jetting section.
  • the slurry pumping unit 52 is provided with the rotating body 58 in the casing 57, and the slurry introduction port 54 is provided in the bottom portion 53 of the casing 57,
  • the slurry outlet port 56 is provided in the side wall 55 continuously provided around the bottom 53, and the rotor 58 is provided with a blade 59 having a length in the radial direction from the rotation center of the rotor 58. It is done.
  • wing part 59 is the structure which coat
  • the slurry 30 introduced into the casing 57 from the slurry inlet 54 is radially induced from the rotation center of the rotating body 58 by the vanes 59, and is pumped out of the slurry outlet 56.
  • wear of the tip of the slurry extrusion surface 59a in the blade portion 59 is remarkable (see FIG. 15), so that the conventional device frequently requires replacement of the blade portion 59, resulting in high cost.
  • the present applicant focused on the above-mentioned problems and as a result of repeating various experiments and researches, developed an innovative work processing apparatus and an oxide scale removing method which are unprecedented.
  • a first aspect of the present invention is a work processing apparatus provided with a slurry injection unit 1 for injecting a slurry 30 which is a mixture of a liquid 30a and abrasive grains 30b together with compressed air onto a work W, wherein the slurry injection unit
  • the slurry pumping unit 2 is provided with a slurry pumping unit 2 for pressure-feeding the slurry 30.
  • the slurry pumping unit 2 is provided with a rotating body 8 in a casing 7.
  • a slurry inlet port 4 is formed in the bottom 3 of the casing 7.
  • the slurry outlet 6 is provided on the side wall 5 continuously provided around the bottom 3 of the casing 7, and the rotor 8 is elongated in the radial direction from the rotation center of the rotor 8.
  • the slurry 30 which has a large diameter and is convexly curved in the rotational direction is provided, and the slurry 30 introduced into the casing 7 from the slurry inlet 4 is the rotation center of the rotating body 8 by the blade 9. Induced radially from the
  • the present invention relates to a work processing apparatus characterized in that it is configured to be pressure fed and derived from the slurry outlet 6.
  • a second aspect of the present invention relates to the work processing apparatus according to the first aspect, wherein a plurality of the blade portions 9 are provided at predetermined intervals.
  • the blade portion 9 has a cross-sectional arc shape in which the width a becomes thicker as it goes outward from the rotation center portion of the rotating body 8
  • the present invention relates to a work processing apparatus characterized by the present invention.
  • the blade 9 has a cross-sectional arc shape in which the width a becomes thicker as it goes outward from the rotation center of the rotating body 8
  • the present invention relates to a work processing apparatus characterized by the present invention.
  • the work processing apparatus according to the first aspect, wherein the bottom 3 of the casing 7 has a downward slope toward the slurry inlet 4. is there.
  • a sixth aspect of the present invention relates to the work processing apparatus according to the second aspect, wherein the bottom 3 of the casing 7 has a downward slope toward the slurry inlet 4. is there.
  • a seventh aspect of the present invention relates to the work processing apparatus according to the third aspect, wherein the bottom 3 of the casing 7 has a downward slope toward the slurry inlet 4. is there.
  • An eighth aspect of the present invention relates to the work processing apparatus according to the fourth aspect, wherein the bottom 3 of the casing 7 has a downward slope toward the slurry inlet 4. is there.
  • a ninth aspect of the present invention relates to the work processing apparatus according to the fifth aspect, wherein a slope of the bottom 3 is 8 to 12 degrees.
  • a tenth aspect of the present invention relates to the work processing apparatus according to the sixth aspect, wherein a slope of the bottom 3 is 8 to 12 degrees.
  • An eleventh aspect of the present invention relates to the work processing apparatus according to the seventh aspect, wherein the slope of the bottom portion 3 is 8 to 12 degrees.
  • a twelfth aspect of the present invention relates to the work processing apparatus according to the eighth aspect, wherein a slope of the bottom 3 is 8 to 12 degrees.
  • the slurry passage 21 formed between the rotating body 8 and the side wall portion 5 of the casing 7 is the slurry outlet port.
  • the present invention relates to a work processing apparatus characterized in that it is configured to be gradually wider toward the part 6.
  • a fourteenth aspect of the present invention is a method for removing the oxide scale formed on the surface of a workpiece W using the workpiece processing apparatus according to the first aspect, wherein a liquid 30 a and the surface of the workpiece W are removed.
  • the present invention relates to an oxide scale removing method characterized in that a slurry 30, which is a mixture with the abrasive particles 30b described below, is mixed with compressed air and jetted.
  • the abrasive particles 30b are made of stainless steel, the abrasive particles 30b have a Vickers hardness of 700 to 800 Hv, and 85% (by weight) of the abrasive particles 30b have a particle diameter of 90 ⁇ m to less than 200 ⁇ m.
  • the chromium content of the abrasive grain 30b is 30% (by weight) or more.
  • a sixteenth aspect of the present invention relates to the method for removing oxide scale according to the fourteenth aspect, characterized in that amorphous particles shown in FIG. 10 are adopted as the abrasive grains 30b.
  • a seventeenth aspect of the present invention relates to the oxide scale removing method according to the fifteenth aspect, wherein the irregular shaped particles shown in FIG. 10 are adopted as the abrasive grains 30b.
  • An eighteenth aspect of the present invention relates to the oxide scale removing method according to the fourteenth aspect, wherein an abrasive having an average particle diameter of about 150 ⁇ m is adopted as the abrasive 30b.
  • a nineteenth aspect of the present invention relates to the oxide scale removing method according to the fifteenth aspect, wherein an abrasive having an average particle diameter of about 150 ⁇ m is employed as the abrasive 30b.
  • the twentieth aspect of the present invention relates to the oxide scale removing method according to the sixteenth aspect, wherein an abrasive having an average particle diameter of about 150 ⁇ m is employed as the abrasive 30b.
  • a twenty-first aspect of the present invention relates to the oxide scale removing method according to the seventeenth aspect, wherein abrasive grains having an average particle diameter of about 150 ⁇ m are adopted as the abrasive grains 30 b.
  • a twenty-second aspect of the present invention is the oxide scale removing method according to any one of the fourteenth to twenty-first aspects, wherein a long wire having a Vickers hardness of 200 to 400 Hv is adopted as the work W. Pertaining to
  • the present invention can dramatically improve the durability in the slurry pressure-feeding section, and thus becomes an innovative work processing apparatus and oxide scale removing method which have not been achieved before.
  • the slurry 30 which is a mixture of the liquid 30 a and the abrasive grains 30 b is jetted onto the work W together with the compressed air
  • the slurry 30 is pressure-fed from the slurry pumping unit 2 to the slurry jetting unit 1.
  • the slurry 30 introduced into the casing 7 from the slurry inlet 4 in accordance with the rotation of the rotating body 8 is radially induced from the rotation center of the rotating body 8 by the vanes 9 to conduct the slurry
  • the pressure is delivered from the outlet 6.
  • the blade portion 9 provided on the rotating body 8 of the present invention has a shape having a length in the radial direction from the rotation center portion of the rotating body 8 and convexly curved in the rotational direction. Wear is reduced as much as possible.
  • the slurry extrusion surface 9a of the blade portion 9 of the present invention is not a flat surface (linear surface) but a convexly curved surface, but the slurry 30 intensively collides with a part. Because the slurry 30 escapes favorably and smoothly outward along the convex curve, the collision of the slurry 30 is not concentrated and dispersed, and the wear of the slurry extrusion surface 9a is reduced as much as possible. It is guessed.
  • This embodiment is a work processing apparatus provided with a slurry injection unit 1 for injecting a slurry 30 which is a mixture of a liquid 30a and abrasive grains 30b together with compressed air onto a work W, and is made of metal as the work W described later It is used when implementing the method of removing the oxide scale S which arose on the surface by heat-processing the elongate material W for wire-drawing.
  • a slurry injection unit 1 for injecting a slurry 30 which is a mixture of a liquid 30a and abrasive grains 30b together with compressed air onto a work W, and is made of metal as the work W described later It is used when implementing the method of removing the oxide scale S which arose on the surface by heat-processing the elongate material W for wire-drawing.
  • the workpiece processing apparatus includes a workpiece conveyance unit 11 that conveys the wire for drawing long W, and a wire for drawing long wire conveyed by the workpiece conveyance unit 11.
  • the workpiece processing unit 12 performs wet blasting on W.
  • the work transfer unit 11 is configured by arranging a plurality of feed rollers 11a for placing the wire-drawing long material W in a bridged state in a box-like base 10 with a space between them. And a lead-out part disposed on the other side (downstream side) of the base 10 from an introduction part disposed on one side (upstream side) of the base 10 and a long wire W for wire drawing to be treated To be continuously transported.
  • the long wire W for wire drawing conveyed by the work conveyance unit 11 is wet-blasted by the work processing unit 12 at the time of conveyance.
  • the workpiece processing unit 12 is disposed on the base 10 that allows the wire for drawing W to pass, and is disposed below the slurry jetting unit 1.
  • the slurry storage unit 13 and a slurry transfer unit 14 for transferring the slurry 30 from the slurry storage unit 13 to the slurry injection unit 1 via the slurry pumping unit 2 described later, the slurry 30 injected from the slurry injection unit 1 Is sent to the slurry reservoir 13 for reuse.
  • a plurality (six) of the slurry jet units 1 are provided in the base 10 and around the long wire W for wire drawing conveyed by the work conveyance unit 11 as illustrated in FIGS.
  • the slurry transport unit 14 described above is connected to each slurry injection unit 1, and a compressed air transport unit 15 a provided in a separate circuit and extended from the compressed air supply unit 15 is connected to the slurry transport unit 14.
  • the slurry 30 supplied from the above is accelerated by the compressed air supplied from the compressed air conveying unit 15a, and the slurry 30 is injected from the slurry injection unit 1 at a predetermined injection speed.
  • each slurry injection unit 1 is positioned at a predetermined distance in the conveyance direction of the long wire W for wire drawing (the axial deviation of the long wire W for wire drawing is equally spaced Position, and are provided at positions shifted at equal intervals (60 degree intervals) in the circumferential direction of the wire for drawing long wire W, and the circumferential direction of the wire for drawing long wire W is provided by six pieces.
  • the slurry 30 is jetted over the entire surface.
  • the slurry 30 can be jetted to the long wire W for wire-drawing favorably without the slurries 30 jetted from the slurry jet units 1 colliding with each other.
  • two slurry injection units for injecting the slurry 30 over the entire circumferential direction of the wire for drawing long W by the six slurry jet units 1 are two in the conveying direction of the wire for drawing long W It is provided. Therefore, a total of 12 slurry jet units 1 are provided in the transport direction of the long wire W for wire drawing. In addition, the number of the slurry injection parts 1 is set suitably.
  • the present embodiment includes the slurry pumping unit 2 that pumps the slurry 30 to the slurry injection unit 1.
  • the slurry pumping unit 2 is configured such that a rotating body 8 is provided in a casing 7 as illustrated in FIGS.
  • the casing 7 is configured by providing a hollow portion at the lower end portion of the cylindrical base 16 at the upper end portion of which the drive motor 17 is disposed, and the first case half integrally formed at the lower end of the base 16 It comprises a body 7 'and a second case half 7' 'which is fixed to the first case half 7' by polymerization.
  • a communication port 7a communicating with the inner space 16a of the base 16 is provided at the central portion of the top wall of the casing 7, and the drive motor penetrates the inner space 16a of the base 16 through the communication port 7a.
  • the tips of the seventeen rotational drive shafts 17 a are disposed in the casing 7.
  • a rotary body 8 is provided at the tip of the rotation drive shaft 17a.
  • a gap is provided between the inner space 16a of the base 16 and the circumferential surface of the rotary drive shaft 17a.
  • the gap is an excess slurry passing portion 18 through which excess slurry 30 not drawn out from the slurry outlet 6 described later among the slurry 30 introduced into the casing 7 passes.
  • An excess slurry discharge unit 19 is provided to discharge the excess slurry 30 that has passed through the passage unit 18.
  • a stainless steel cylindrical member 20 whose surface is plated with chromium is fitted around the rotation drive shaft 17a, and the inner surfaces of the excess slurry passing portion 18 and the casing 7 are synthetic resin. It is covered with a manufactured member (urethane).
  • the portions covered with the cylindrical body 20 and the synthetic resin member are protected so that the abrasive grains 30b do not come in contact with each other, and abrasion is prevented.
  • a slurry inlet 4 is provided at the bottom 3 of the casing 7, and a slurry outlet 6 is provided at the side wall 5 continuously provided around the bottom 3.
  • the bottom 3 of the casing 7 has a downward slope toward the slurry inlet 4.
  • the abrasive particles 30b in the slurry 30 try to deposit on the bottom portion 3.
  • the bottom portion 3 has a slope, the abrasive particles 30b flow Deposition reduces the deposition.
  • the slope of the bottom 3 is set to about 10 degrees (see FIG. 7).
  • the slurry passage 21 formed between the rotor 8 and the blades 9 and the casing 7 (the bottom 3, the side wall 5 and the top) described later is directed to the slurry outlet 6 It is configured to become wider gradually (see FIG. 5).
  • the rotation center of the rotor 8 and the opening axis of the slurry introduction opening 4 coincide with each other, and the distance from the rotation center of the rotation body 8 and the opening axis of the slurry introduction opening 4 to the side wall 5 of the casing 7 is As it goes to the slurry outlet 6, it is configured to be longer.
  • the casing 57 (the first case half 57 'integrally formed on the lower end of the base 60 in the conventional device is polymerized and fixed) While it takes 3000 hours to replace the case half 57 "), it takes 5000 hours to replace the casing 7 (second case half 7") in this embodiment.
  • the time and leap has been extended dramatically.
  • a rotating body 8 provided at the tip of the rotation drive shaft 17a is disposed.
  • the rotating body 8 is a disk-shaped body, and on the surface of the rotating body 8 is provided a blade portion 9 having a length in the radial direction from the rotation center of the rotating body 8 and convexly curved in the rotational direction. There is.
  • the rotation of the rotating body 8 causes the slurry 30 of the slurry reservoir 13 to be drawn in and introduced from the slurry inlet 4, and the slurry 30 introduced into the casing 7 from the slurry inlet 4 is made by the blade 9. It is induced in the radial direction from the rotation center of the rotating body 8 and is pumped out of the slurry outlet 6.
  • the blade portion 9 has a structure in which a metal core material 9 ′ provided detachably at the lower end portion of the rotation drive shaft 17a is covered with a synthetic resin (blade member 9 ′ ′), and in the present embodiment A plurality (six) are provided at predetermined intervals (equal intervals) in the direction.
  • the wing portion 9 has a cross-sectional arc shape in which the width a becomes thicker as it goes outward from the rotation center portion of the rotating body 8, and the lower surface (tip surface in the height direction) has a shape along the bottom 3 (parallel ) (See FIG. 3).
  • the slurry pressing surface 9a of the blade portion 9 is a convex curved surface.
  • the convex curved surface (the slurry pressing surface 9a) is preferably a circular arc having a radius of 50 mm to 60 mm, and is set to 54.5 mm in this embodiment.
  • the present embodiment is configured as described above, when the slurry 30 which is a mixture of the liquid 30a and the abrasive particles 30b is sprayed onto the work W together with the compressed air, the slurry 30 is pumped from the slurry pumping unit 2 to the slurry jetting unit 1 Be done.
  • the slurry 30 introduced into the casing 7 from the slurry inlet 4 in accordance with the rotation of the rotating body 8 is radially induced from the rotation center of the rotating body 8 by the vanes 9 to conduct the slurry
  • the pressure is fed out from the outlet 6 (see FIG. 6).
  • the blade portion 9 provided on the rotating body 8 of the present embodiment has a shape having a length in the radial direction from the rotation center portion of the rotating body 8 and convexly curved in the rotational direction. Wear is reduced as much as possible.
  • the time until the replacement of the blade portion 59 in the conventional device is required is 700 hours, while the blade portion in the present embodiment is The time to need to replace 9 increased dramatically with 2000 hours.
  • the durability of the slurry pumping unit 2 can be dramatically improved.
  • the slurry 30 can be reliably guided.
  • the blade portion 9 has a circular arc shape in which the width a becomes thicker as going outward from the rotation center portion of the rotating body 8, the above-described effects can be reliably achieved. .
  • the bottom 3 of the casing 7 has a downward slope toward the slurry inlet 4, the wear of the bottom 3 can be reduced while suppressing the deposition of the abrasive particles 30 b.
  • the slope of the bottom portion 3 is 8 to 12 degrees, the above-described effects can be reliably achieved.
  • the slurry passage 21 formed between the rotating body 8 and the side wall 5 of the casing 7 is configured to be gradually wider toward the slurry outlet 6. Also in this point, the collision of the slurry 30 is not concentrated and dispersed, and the durability of the slurry pumping unit 2 can be improved.
  • the workpiece processing apparatus which concerns on a present Example is used when implementing the method of removing the oxide scale S which arose on the surface by heat-processing the metal long wire W for wiredrawings.
  • the slurry 30, which is a mixture of the liquid 30a and the abrasive grains 30b, is mixed with compressed air and sprayed onto the surface of the long wire W for drawing.
  • stainless steel irregular-shaped particles As the abrasive grains 30b, stainless steel irregular-shaped particles (see FIG. 10) having the composition shown in FIG. 9 are employed.
  • the surface treatment was carried out on a long wire W for wire drawing (Vickers hardness 200 to 400 Hv) under the following conditions.
  • Abrasive grain Stainless steel grid / Vickers hardness 700 to 800Hv / Average particle diameter 150 ⁇ m (85% (weight) particle diameter 90 ⁇ m or more and less than 200 ⁇ m) Air pressure ⁇ ⁇ ⁇ 0.4MPa Processing speed (conveyance speed of long wire W for wire drawing) ... 30 m / min
  • the average particle diameter of the abrasive particles 30 referred to in the present specification is defined by the mode diameter (the particle diameter with the highest frequency of appearance in the distribution), and the numerical value thereof using a measurement method of irradiating the particles with laser light and measuring. You are getting
  • the oxide scale S formed on the surface of the wire for drawing W was well removed, and the abrasive grains 30 themselves were not broken.
  • the roughness (arithmetic mean roughness and roughness pitch) of the surface of the wire for drawing W after processing is smaller in this embodiment than in the prior art.
  • oxide scale S is removed from the surface of the long wire W for drawing but also fine irregularities are formed on the surface of the long wire W for drawing, Lubricant during wire drawing can be well retained.
  • the surface to be treated with a large average particle diameter (steel ball with an average particle diameter of 0.3 to 1 mm) is treated to strike the treated surface.
  • the surface of the long wire W for wire drawing is treated because it is treated so as to scrape the treated surface with abrasive grains having a smaller average particle diameter than the conventional method. It is reduced as much as possible.
  • the abrasive particles 30 of this example are extremely resistant to rusting because the content of chromium which is a passive film to prevent rusting is 30% (by weight) or more, and in this respect as well, the abrasive used in wet blasting treatment Useful as grain 30.
  • the present invention is not limited to this embodiment, and the specific configuration of each component can be designed as appropriate.

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Abstract

本発明は、従来にない画期的なワーク処理装置及び酸化スケール除去方法を提供することを目的とする。ワーク(W)に圧縮空気とともに液体(30a)と砥粒(30b)との混合物であるスラリ(30)を噴射するスラリ噴射部(1)が設けられたワーク処理装置であって、前記スラリ噴射部(1)に前記スラリ(30)を圧送するスラリ圧送部(2)が設けられ、このスラリ圧送部(2)は、ケーシング(7)内に回転体(8)が設けられたもので、このケーシング(7)の底部(3)にはスラリ導入口部(4)が設けられ、このケーシング(7)の底部(3)の周囲に連設される側壁部(5)にはスラリ導出口部(6)が設けられ、前記回転体(8)には該回転体(8)の回転中心部から放射方向に長さを有し且つ回転方向に凸湾曲する羽根部(9)が設けられたものである。

Description

ワーク処理装置及び酸化スケール除去方法
 本発明は、ワーク処理装置及び酸化スケール除去方法に関するものである。
 従来から、金属製の伸線用長尺材を、熱処理と伸線加工を繰り返して必要な径まで伸ばした後、そのまま棒材や線材として利用したり、切断してボルトやナットなどに成形したりしている。
 ところで、伸線用長尺材を熱処理した際、この伸線用長尺材の表面に硬い酸化スケールが生じてしまうが、この酸化スケールが表面に付いたままの状態で伸線加工すると、この伸線加工時に脱落した酸化スケールによって材料表面に傷がつく為、この伸線加工前に酸化スケールを除去する必要がある。
 そこで、本出願人は、特願2017-210538号に開示される酸化スケール除去方法を提案している。
 この酸化スケール除去方法は、塩酸などの薬品に浸漬して溶解除去する方法や、スチール球を加速投射して酸化スケールを叩き割って除去する方法などが有する問題点を解消し、良好に酸化スケールを除去することができるものである。
特願2017-210538号公報
 ところで、前述した酸化スケール除去方法は、液体と砥粒との混合物であるスラリを噴射するスラリ噴射部が設けられたワーク処理装置(以下、従来装置)を用いて行なうが、実際、この従来装置を用いて酸化スケールの除去処理を行ったところ、この処理で使用される砥粒(ステンレス)は、これまで使用されてきた砥粒(アルミナ、シリコンカーバイト)に比してその比重と切削力が高い為、従来装置の各部位における摩耗が激しく、特にスラリ噴射部にスラリを圧送するスラリ圧送部52における摩耗が激しいことが判明した。
 即ち、このスラリ圧送部52は、図12,13に図示したように、ケーシング57内に回転体58が設けられたもので、このケーシング57の底部53にはスラリ導入口部54が設けられ、この底部53の周囲に連設される側壁部55にはスラリ導出口部56が設けられ、回転体58には該回転体58の回転中心部から放射方向に長さを有する羽根部59が設けられている。尚、羽根部59は、金属製の芯材59’に合成樹脂を被覆した構造である。
 従って、スラリ導入口部54からケーシング57内に導入されたスラリ30は、羽根部59により回転体58の回転中心部から放射方向に誘導されてスラリ導出口部56から圧送導出されることになるが(図14参照)、羽根部59におけるスラリ押出面59aの先端部位の摩耗が著しく(図15参照)、よって、従来装置は、羽根部59の交換が頻繁に必要となりコスト高となってしまう欠点があった。これは、羽根部59のスラリ押出面59aが平坦面(直線状の面)であるから、スラリ30の衝突圧が集中するためと推測される。
 本出願人は、上述した問題点に着目し、種々の実験・研究を重ねた結果、従来にない画期的なワーク処理装置及び酸化スケール除去方法を開発した。
 添付図面を参照して本発明の要旨を説明する。
 本発明の第1の態様は、ワークWに圧縮空気とともに液体30aと砥粒30bとの混合物であるスラリ30を噴射するスラリ噴射部1が設けられたワーク処理装置であって、前記スラリ噴射部1に前記スラリ30を圧送するスラリ圧送部2が設けられ、このスラリ圧送部2は、ケーシング7内に回転体8が設けられたもので、このケーシング7の底部3にはスラリ導入口部4が設けられ、このケーシング7の底部3の周囲に連設される側壁部5にはスラリ導出口部6が設けられ、前記回転体8には該回転体8の回転中心部から放射方向に長さを有し且つ回転方向に凸湾曲する羽根部9が設けられ、前記スラリ導入口部4から前記ケーシング7内に導入された前記スラリ30は、前記羽根部9により前記回転体8の回転中心部から放射方向に誘導されて前記スラリ導出口部6から圧送導出されるように構成されていることを特徴とするワーク処理装置に係るものである。
 本発明の第2の態様は、前記第1の態様において、前記羽根部9は、所定間隔を介して複数設けられていることを特徴とするワーク処理装置に係るものである。
 本発明の第3の態様は、前記第1の態様において、前記羽根部9は、前記回転体8の回転中心部から外方へ行くに従い幅aが肉厚となる断面円弧状であることを特徴とするワーク処理装置に係るものである。
 本発明の第4の態様は、前記第2の態様において、前記羽根部9は、前記回転体8の回転中心部から外方へ行くに従い幅aが肉厚となる断面円弧状であることを特徴とするワーク処理装置に係るものである。
 本発明の第5の態様は、前記第1の態様において、前記ケーシング7の底部3は前記スラリ導入口部4に向けて下り傾斜の勾配を有することを特徴とするワーク処理装置に係るものである。
 本発明の第6の態様は、前記第2の態様において、前記ケーシング7の底部3は前記スラリ導入口部4に向けて下り傾斜の勾配を有することを特徴とするワーク処理装置に係るものである。
 本発明の第7の態様は、前記第3の態様において、前記ケーシング7の底部3は前記スラリ導入口部4に向けて下り傾斜の勾配を有することを特徴とするワーク処理装置に係るものである。
 本発明の第8の態様は、前記第4の態様において、前記ケーシング7の底部3は前記スラリ導入口部4に向けて下り傾斜の勾配を有することを特徴とするワーク処理装置に係るものである。
 本発明の第9の態様は、前記第5の態様において、前記底部3の勾配は8~12度であることを特徴とするワーク処理装置に係るものである。
 本発明の第10の態様は、前記第6の態様において、前記底部3の勾配は8~12度であることを特徴とするワーク処理装置に係るものである。
 本発明の第11の態様は、前記第7の態様において、前記底部3の勾配は8~12度であることを特徴とするワーク処理装置に係るものである。
 本発明の第12の態様は、前記第8の態様において、前記底部3の勾配は8~12度であることを特徴とするワーク処理装置に係るものである。
 本発明の第13の態様は、前記第1~12いずれか1つの態様において、前記回転体8と前記ケーシング7の側壁部5との間に形成されるスラリ通過路21は、前記スラリ導出口部6に向かって徐々に広くなるように構成されていることを特徴とするワーク処理装置に係るものである。
 本発明の第14の態様は、前記第1の態様に記載のワーク処理装置を用いてワークWの表面に生じた酸化スケールを除去する方法であって、前記ワークWの表面に、液体30aと下記の砥粒30bとの混合物であるスラリ30を圧縮空気と混合して噴射することを特徴とする酸化スケール除去方法に係るものである。                    
                 記
 前記砥粒30bはステンレス製であり、また、前記砥粒30bはビッカース硬度が700~800Hvであり、更に、前記砥粒30bの85%(重量)は粒子径が90μm以上200μm未満である。
 本発明の第15の態様は、前記第14の態様において、前記砥粒30bのクロム含有量は30%(重量)以上であることを特徴とする酸化スケール除去方法に係るものである。
 本発明の第16の態様は、前記第14の態様において、前記砥粒30bとして図10に示す不定形粒子を採用したことを特徴とする酸化スケール除去方法に係るものである。
 本発明の第17の態様は、前記第15の態様において、前記砥粒30bとして図10に示す不定形粒子を採用したことを特徴とする酸化スケール除去方法に係るものである。
 本発明の第18の態様は、前記第14の態様において、前記砥粒30bとして平均粒子径が約150μmの砥粒を採用したことを特徴とする酸化スケール除去方法に係るものである。
 本発明の第19の態様は、前記第15の態様において、前記砥粒30bとして平均粒子径が約150μmの砥粒を採用したことを特徴とする酸化スケール除去方法に係るものである。
 本発明の第20の態様は、前記第16の態様において、前記砥粒30bとして平均粒子径が約150μmの砥粒を採用したことを特徴とする酸化スケール除去方法に係るものである。
 本発明の第21の態様は、前記第17の態様において、前記砥粒30bとして平均粒子径が約150μmの砥粒を採用したことを特徴とする酸化スケール除去方法に係るものである。
 本発明の第22の態様は、前記第14~21いずれか1つの態様において、前記ワークWとしてビッカース硬度が200~400Hvの伸線用長尺材を採用したことを特徴とする酸化スケール除去方法に係るものである。
 本発明は上述のように構成したから、スラリ圧送部における耐久性を飛躍的に向上することができるなど、従来にない画期的なワーク処理装置及び酸化スケール除去方法となる。
本実施例に係るワーク処理装置の使用状態説明図である。 本実施例に係るワーク処理装置を用いた酸化スケール除去方法の説明図である。 本実施例に係る要部の説明断面図である。 本実施例に係る要部の分解斜視図である。 本実施例に係る要部の説明図である。 本実施例に係る要部の動作説明図である。 本実施例に係る要部の説明断面図である。 本実施例に係る要部の摩耗状態を示す写真である。 本実施例に係る酸化スケール除去方法で使用する砥粒30bの組成を示す表である。 本実施例に係る酸化スケール除去方法で使用する砥粒30bの拡大写真である。 本実施例に係る酸化スケール除去方法と従来法との比較実験結果を示す表である。 従来例に係る要部の説明断面図である。 従来例に係る要部の斜視図である。 本実施例に係る要部の動作説明図である。 本実施例に係る要部の摩耗状態を示す写真である。
 好適と考える本発明の実施形態を、図面に基づいて本発明の作用を示して簡単に説明する。
 ワークWに圧縮空気とともに液体30aと砥粒30bとの混合物であるスラリ30を噴射する際、スラリ圧送部2からスラリ噴射部1へスラリ30が圧送される。
 具体的には、回転体8の回転に伴い、スラリ導入口部4からケーシング7内に導入されたスラリ30は、羽根部9により回転体8の回転中心部から放射方向に誘導されてスラリ導出口部6から圧送導出される。
 ところで、本発明の回転体8に設けられる羽根部9は、該回転体8の回転中心部から放射方向に長さを有し且つ回転方向に凸湾曲する形状であり、この構成から羽根部9の摩耗が可及的に低減される。
 即ち、本発明の羽根部9のスラリ押出面9aは、前述した従来装置と異なり、平坦面(直線状の面)ではなく凸湾曲した面であるが、スラリ30が一部分に集中的に衝突することが無く、凸湾曲に沿ってスラリ30は外方へ良好且つ円滑に逃げる為、スラリ30の衝突が集中せず分散することになり、スラリ押出面9aの摩耗が可及的に低減するものと推測される。
 本発明の具体的な実施例について図面に基づいて説明する。
 本実施例は、ワークWに圧縮空気とともに液体30aと砥粒30bとの混合物であるスラリ30を噴射するスラリ噴射部1が設けられたワーク処理装置であり、後述するワークWとしての金属製の伸線用長尺材Wを熱処理することで表面に生じた酸化スケールSを除去する方法を実施する際に使用される。
 具体的には、ワーク処理装置は、図1,2に図示したように伸線用長尺材Wを搬送するワーク搬送部11と、このワーク搬送部11により搬送される伸線用長尺材Wにウエットブラスト処理を行うワーク処理部12とを具備している。
 ワーク搬送部11は、図1に図示したようにボックス状の基体10内に伸線用長尺材Wを架設状態に載置する複数の送りローラー11aを間隔を介して並設して構成されており、処理対象となる伸線用長尺材Wを、基体10の一側(上流側)に配設される導入部から、基体10の他側(下流側)に配設される導出部へ連続的に搬送するものである。
 このワーク搬送部11で搬送される伸線用長尺材Wはその搬送途時にワーク処理部12でウエットブラスト処理が行われる。
 具体的には、ワーク処理部12は、図1,2に図示したように伸線用長尺材Wを通過せしめる基体10に配設され、スラリ噴射部1と、下方位置に配設されるスラリ貯留部13と、このスラリ貯留部13から後述するスラリ圧送部2を介してスラリ噴射部1へスラリ30を搬送するスラリ搬送部14とを具備し、スラリ噴射部1から噴射されたスラリ30はスラリ貯留部13へ送られて再利用される構成である。
 スラリ噴射部1は、図1,2に図示したように基体10内にしてワーク搬送部11で搬送される伸線用長尺材Wの周囲に複数(6個)設けられている。
 この各スラリ噴射部1には前述したスラリ搬送部14が接続されるとともに、別回路で設けられ圧縮空気供給部15から延設される圧縮空気搬送部15aが接続されており、スラリ搬送部14から供給されるスラリ30を圧縮空気搬送部15aから供給される圧縮空気により加速して、所定の噴射速度でスラリ噴射部1から噴射されるように構成されている。
 また、各スラリ噴射部1は、図2に図示したように伸線用長尺材Wの搬送方向となる所定間隔を介した位置(伸線用長尺材Wの軸方向の等間隔のずれた位置)に設けられ、更に、伸線用長尺材Wの周方向の等間隔(60度間隔)のずれた位置に設けられており、6個によって伸線用長尺材Wの周方向全面にスラリ30が噴射されるように構成されている。
 従って、各スラリ噴射部1から噴射されるスラリ30同士が衝突することなく良好に伸線用長尺材Wにスラリ30を噴射することができる。
 また、本実施例は、6個のスラリ噴射部1によって伸線用長尺材Wの周方向全面にスラリ30を噴射するスラリ噴射ユニットを、伸線用長尺材Wの搬送方向に2つ設けている。従って、伸線用長尺材Wの搬送方向に合計12個のスラリ噴射部1が設けられている。尚、スラリ噴射部1の数は適宜設定するものである。
 また、本実施例は、スラリ噴射部1にスラリ30を圧送するスラリ圧送部2を具備している。
 このスラリ圧送部2は、図1,3に図示したようにケーシング7内に回転体8が設けられた構成である。
 具体的には、ケーシング7は、上端部に駆動モーター17が配される筒状の基体16の下端部に中空状部を設けて構成され、基体16の下端に一体成形される第一ケース半体7’と、この第一ケース半体7’に重合止着される第二ケース半体7”とで構成されている。
 また、ケーシング7の天壁中央部には基体16の内空間16aと連通する連通口部7aが設けられており、この連通口部7aを介して基体16の内空間16aを貫通させた駆動モーター17の回動駆動軸17aの先端部がケーシング7内に配されている。尚、回動駆動軸17aの先端部には回転体8が設けられている。
 また、基体16の内空間16aと回転駆動軸17aの周面との間には隙間が設けられている。
 この隙間は、ケーシング7内に導入されたスラリ30のうち、後述するスラリ導出口部6から導出されない余剰のスラリ30が通過する余剰スラリ通過部18であり、更に、基体16にはこの余剰スラリ通過部18を通過した余剰のスラリ30を排出する余剰スラリ排出部19が設けられている。
 また、本実施例では、回転駆動軸17aの周囲には表面にクロムメッキが施されたステンレス製の筒状体20が被嵌され、更に、余剰スラリ通過部18及びケーシング7の内面は合成樹脂製の部材(ウレタン)で被覆されている。
 従って、この筒状体20及び合成樹脂製の部材で被覆された各部位は、砥粒30bが接触しないように保護され摩耗が防止される。
 また、ケーシング7の底部3にはスラリ導入口部4が設けられ、この底部3の周囲に連設される側壁部5にはスラリ導出口部6が設けられている。
 また、このケーシング7の底部3は、スラリ導入口部4に向けて下り傾斜の勾配を有している。
 従って、駆動モーター17が停止することでスラリ30の流れが止まった際、このスラリ30中の砥粒30bは底部3に堆積しようとするが、この底部3が勾配を有するため砥粒30bは流下することで堆積が低減される。
 本実施例では、この底部3の勾配は約10度に設定されている(図7参照)。
 これは、底部3の勾配が急になるほど砥粒30bは堆積しにくくなるが、勾配が急であるとスラリ導入口部4から導入されるスラリ30が勢いよく衝突することになるため摩耗が激しくなる。
 そこで、本出願人は、種々の角度を試したところ、底部3への砥粒30bの堆積を抑制しつつ、底部3が摩耗しにくい角度として、約10度(8~12度の範囲)が適していることを見い出した。
 また、本実施例では、後述する回転体8と羽根部9とケーシング7(底部3,側壁部5及び天部)との間に形成されるスラリ通過路21は、スラリ導出口部6に向かって徐々に広くなるように構成されている(図5参照)。
 即ち、回転体8の回転中心とスラリ導入開口部4の開口軸心は一致し、この回転体8の回転中心及びスラリ導入開口部4の開口軸心からケーシング7の側壁部5までの距離がスラリ導出口部6に行くに従い長くなるように構成されている。
 これは、回転体8の回転により誘導されたスラリ30の速度が最も上がって摩耗し易いスラリ導出口部6付近の摩耗を可及的に低減するためである。
 実際に、本実施例及び従来装置の耐久性に関する比較試験を行ったところ、従来装置におけるケーシング57(基体60の下端に一体成形される第一ケース半体57’に重合止着される第二ケース半体57”)の交換が必要になるまでの時間が3000時間であるのに対し、本実施例におけるケーシング7(第二ケース半体7”)の交換が必要になるまでの時間が5000時間と飛躍的に延びた。
 また、ケーシング7内には、回動駆動軸17aの先端部に設けられた回転体8が配設されている。
 この回転体8は円盤形状体であり、この回転体8の表面には該回転体8の回転中心部から放射方向に長さを有し且つ回転方向に凸湾曲する羽根部9が設けられている。
 この回転体8が回転することでスラリ貯留部13のスラリ30を引き込んでスラリ導入口部4から導入させ、このスラリ導入口部4からケーシング7内に導入されたスラリ30は、羽根部9により回転体8の回転中心部から放射方向に誘導されてスラリ導出口部6から圧送導出される。
 また、羽根部9は、回転駆動軸17aの下端部に着脱自在に設けられた金属製の芯材9’を合成樹脂(羽根部材9”)で被覆した構造であり、本実施例では、周方向に所定間隔(等間隔)を介して複数(6つ)設けられている。
 また、羽根部9は、回転体8の回転中心部から外方へ行くに従い幅aが肉厚となる断面円弧状であり、下面(高さ方向先端面)は底部3に沿った形状(平行)である(図3参照)。
 従って、羽根部9のスラリ押圧面9aは凸湾曲面となる。
 この凸湾曲面(スラリ押圧面9a)は、半径50mm~60mmの円弧が望ましく、本実施例では54.5mmに設定されている。
 本実施例は上述のように構成したから、ワークWに圧縮空気とともに液体30aと砥粒30bとの混合物であるスラリ30を噴射する際、スラリ圧送部2からスラリ噴射部1へスラリ30が圧送される。
 具体的には、回転体8の回転に伴い、スラリ導入口部4からケーシング7内に導入されたスラリ30は、羽根部9により回転体8の回転中心部から放射方向に誘導されてスラリ導出口部6から圧送導出される(図6参照)。
 本実施例の回転体8に設けられる羽根部9は、該回転体8の回転中心部から放射方向に長さを有し且つ回転方向に凸湾曲する形状であり、この構成から羽根部9の摩耗が可及的に低減される。
 実際に、本実施例及び従来装置の耐久性に関する比較試験を行ったところ、従来装置における羽根部59の交換が必要になるまでの時間が700時間であるのに対し、本実施例における羽根部9の交換が必要になるまでの時間が2000時間と飛躍的に延びた。
 よって、本実施例によれば、スラリ圧送部2における耐久性を飛躍的に向上することができる。
 また、本実施例は、羽根部9は、所定間隔を介して複数設けられているから、スラリ30を確実に誘導することができる。
 また、本実施例は、羽根部9は、回転体8の回転中心部から外方へ行くに従い幅aが肉厚となる断面円弧状であるから、前述した作用効果を確実に奏することになる。
 また、本実施例は、ケーシング7の底部3はスラリ導入口部4に向けて下り傾斜の勾配を有するから、砥粒30bの堆積を抑制しつつ、底部3の摩耗を低減することができる。
 また、本実施例は、底部3の勾配は8~12度であるから、前述した作用効果を確実に奏することになる。
 また、本実施例は、回転体8とケーシング7の側壁部5との間に形成されるスラリ通過路21は、スラリ導出口部6に向かって徐々に広くなるように構成されているから、この点においてもスラリ30の衝突が集中せず分散することになり、スラリ圧送部2の耐久性を向上することができる。
 また、本実施例に係るワーク処理装置は、金属製の伸線用長尺材Wを熱処理することで表面に生じた酸化スケールSを除去する方法を実施する際に使用される。
 具体的には、伸線用長尺材Wの表面に、液体30aと砥粒30bとの混合物であるスラリ30を圧縮空気と混合して噴射する。
 この砥粒30bとしては、図9に示す組成を有するステンレス製の不定形粒子(図10参照)を採用している。
 以上の構成からなるワーク処理装置を使用し、以下のような条件下で伸線用長尺材W(ビッカース硬度200~400Hv)の表面処理を行った。
   砥粒・・・ステンレスグリッド/ビッカース硬度700~800Hv
        /平均粒子径150μm(85%(重量)の粒子径が90
        μm以上200μm未満)
   エアー圧力・・・0.4MPa
   処理速度(伸線用長尺材Wの搬送速度)・・・30m/min
 尚、本明細書で言う砥粒30の平均粒子径は、モード径(分布中最も出現頻度の高い粒子径)で定義され、粒子にレーザー光を照射して計測する計測法を用いてその数値を得ている。
 以上の条件で処理した場合、伸線用長尺材Wの表面に生じた酸化スケールSは良好に除去され、砥粒30自体も破損することはなかった。
 また、本実施例と従来から行われている処理法(ショットブラスト)との比較実験した結果は図11の通りである。
 処理後の伸線用長尺材Wの表面の粗さ(算術平均粗さ及び粗さピッチ)は、本実施例は従来例に比して小さい。
 従って、本実施例は、伸線用長尺材Wの表面から酸化スケールSが除去されるだけでなく、伸線用長尺材Wの表面には微細な凹凸が形成されることになり、伸線加工する際の潤滑剤を良好に保持し得ることになる。
 また、本実施例は、従来法に比して処理後の表面硬度が低い。
 これは、従来法は、平均粒子径の大きな砥粒(平均粒子径0.3~1mmのスチール球)で処理面を叩くように処理することになるため、伸線用長尺材Wの表面を硬化させてしまうが、これに対し、本実施例は、従来法よりも平均粒子径の小さな砥粒で処理面を削るように処理することになるため、伸線用長尺材Wの表面を硬化させてしまうことが可及的に低減される。
 よって、本実施例によれば、伸線用長尺材Wの処理方法として有効と言える(伸線用長尺材Wの表面が硬くなることは伸線加工には良くないとされる。)。
 また、本実施例の砥粒30は、錆を防止する不導態被膜となるクロムの含有量は30%(重量)以上であるから極めて錆びにくく、この点においてもウエットブラスト処理で使用する砥粒30として有用である。
 尚、本発明は、本実施例に限られるものではなく、各構成要件の具体的構成は適宜設計し得るものである。

Claims (22)

  1.  ワークに圧縮空気とともに液体と砥粒との混合物であるスラリを噴射するスラリ噴射部が設けられたワーク処理装置であって、前記スラリ噴射部に前記スラリを圧送するスラリ圧送部が設けられ、このスラリ圧送部は、ケーシング内に回転体が設けられたもので、このケーシングの底部にはスラリ導入口部が設けられ、このケーシングの底部の周囲に連設される側壁部にはスラリ導出口部が設けられ、前記回転体には該回転体の回転中心部から放射方向に長さを有し且つ回転方向に凸湾曲する羽根部が設けられ、前記スラリ導入口部から前記ケーシング内に導入された前記スラリは、前記羽根部により前記回転体の回転中心部から放射方向に誘導されて前記スラリ導出口部から圧送導出されるように構成されていることを特徴とするワーク処理装置。
  2.  請求項1記載のワーク処理装置において、前記羽根部は、所定間隔を介して複数設けられていることを特徴とするワーク処理装置。
  3.  請求項1記載のワーク処理装置において、前記羽根部は、前記回転体の回転中心部から外方へ行くに従い幅が肉厚となる断面円弧状であることを特徴とするワーク処理装置。
  4.  請求項2記載のワーク処理装置において、前記羽根部は、前記回転体の回転中心部から外方へ行くに従い幅が肉厚となる断面円弧状であることを特徴とするワーク処理装置。
  5.  請求項1記載のワーク処理装置において、前記ケーシングの底部は前記スラリ導入口部に向けて下り傾斜の勾配を有することを特徴とするワーク処理装置。
  6.  請求項2記載のワーク処理装置において、前記ケーシングの底部は前記スラリ導入口部に向けて下り傾斜の勾配を有することを特徴とするワーク処理装置。
  7.  請求項3記載のワーク処理装置において、前記ケーシングの底部は前記スラリ導入口部に向けて下り傾斜の勾配を有することを特徴とするワーク処理装置。
  8.  請求項4記載のワーク処理装置において、前記ケーシングの底部は前記スラリ導入口部に向けて下り傾斜の勾配を有することを特徴とするワーク処理装置。
  9.  請求項5記載のワーク処理装置において、前記底部の勾配は8~12度であることを特徴とするワーク処理装置。
  10.  請求項6記載のワーク処理装置において、前記底部の勾配は8~12度であることを特徴とするワーク処理装置。
  11.  請求項7記載のワーク処理装置において、前記底部の勾配は8~12度であることを特徴とするワーク処理装置。
  12.  請求項8記載のワーク処理装置において、前記底部の勾配は8~12度であることを特徴とするワーク処理装置。
  13.  請求項1~12いずれか1項に記載のワーク処理装置において、前記回転体と前記ケーシングの側壁部との間に形成されるスラリ通過路は、前記スラリ導出口部に向かって徐々に広くなるように構成されていることを特徴とするワーク処理装置。
  14.  請求項1記載のワーク処理装置を用いてワークの表面に生じた酸化スケールを除去する方法であって、前記ワークの表面に、液体と下記の砥粒との混合物であるスラリを圧縮空気と混合して噴射することを特徴とする酸化スケール除去方法。
                   記
     前記砥粒はステンレス製であり、また、前記砥粒はビッカース硬度が700~800Hvであり、更に、前記砥粒の85%(重量)は粒子径が90μm以上200μm未満である。
  15.  請求項14記載の酸化スケール除去方法において、前記砥粒のクロム含有量は30%(重量)以上であることを特徴とする酸化スケール除去方法。
  16.  請求項14記載の酸化スケール除去方法において、前記砥粒として図10に示す不定形粒子を採用したことを特徴とする酸化スケール除去方法。
  17.  請求項15記載の酸化スケール除去方法において、前記砥粒として図10に示す不定形粒子を採用したことを特徴とする酸化スケール除去方法。
  18.  請求項14記載の酸化スケール除去方法において、前記砥粒として平均粒子径が約150μmの砥粒を採用したことを特徴とする酸化スケール除去方法。
  19.  請求項15記載の酸化スケール除去方法において、前記砥粒として平均粒子径が約150μmの砥粒を採用したことを特徴とする酸化スケール除去方法。
  20.  請求項16記載の酸化スケール除去方法において、前記砥粒として平均粒子径が約150μmの砥粒を採用したことを特徴とする酸化スケール除去方法。
  21.  請求項17記載の酸化スケール除去方法において、前記砥粒として平均粒子径が約150μmの砥粒を採用したことを特徴とする酸化スケール除去方法。
  22.  請求項14~21いずれか1項に記載の酸化スケール除去方法において、前記ワークとしてビッカース硬度が200~400Hvの伸線用長尺材を採用したことを特徴とする酸化スケール除去方法。
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