JPH03253512A - 高温高圧ガス冷却によるオーステンパ処理方法 - Google Patents
高温高圧ガス冷却によるオーステンパ処理方法Info
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- JPH03253512A JPH03253512A JP5225790A JP5225790A JPH03253512A JP H03253512 A JPH03253512 A JP H03253512A JP 5225790 A JP5225790 A JP 5225790A JP 5225790 A JP5225790 A JP 5225790A JP H03253512 A JPH03253512 A JP H03253512A
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Landscapes
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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。
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〕
本発明は、高温高圧の不活性ガス雰囲気中で鋼などをオ
ーステンパ処理する方法に関する。
ーステンパ処理する方法に関する。
従来のオーステンパ処理方法として、■所定温度に加熱
された処理品を３００〜５００℃の温度範囲に設定され
た溶融塩浴中で焼入れする方法、■常温の高圧（６ｋｇ
／ｃｍ２）ガスを使用する冷却方法で、第４図に示すよ
うに所定温度に加熱された処理品に高圧ガスを吹付ける
ことによってオーステンパ処理温度まで急速に冷却した
後、ガスの圧力を減少し、冷却ファンの回転数を落とす
ことにより処理品の焼入れ温度に保持する方法、がある
。
された処理品を３００〜５００℃の温度範囲に設定され
た溶融塩浴中で焼入れする方法、■常温の高圧（６ｋｇ
／ｃｍ２）ガスを使用する冷却方法で、第４図に示すよ
うに所定温度に加熱された処理品に高圧ガスを吹付ける
ことによってオーステンパ処理温度まで急速に冷却した
後、ガスの圧力を減少し、冷却ファンの回転数を落とす
ことにより処理品の焼入れ温度に保持する方法、がある
。
前記のでは、溶融塩の熱伝達率が大きいためオーステン
パ処理に適しているが、溶融塩浴を使用するため、これ
らの塩で作業環境が汚染され、かつ、処理品に付着する
溶融塩を洗浄して洗い落すので、水質公害を起すおそれ
があるという問題がある。
パ処理に適しているが、溶融塩浴を使用するため、これ
らの塩で作業環境が汚染され、かつ、処理品に付着する
溶融塩を洗浄して洗い落すので、水質公害を起すおそれ
があるという問題がある。
■では、環境汚染、水質公害を避けるため、溶融塩の熱
伝達率より１／２に落ちる常温の高圧窒素ガスを用いて
冷却用媒体とするが、ガス圧力、冷却ファンの回転数、
加熱用ヒータ出力の制御が複雑で、これらの制御が極め
て難かしいという問題がある。また、実際の処理品には
熱電対を取り付けることができないため、予備テストに
よって予め冷却曲線を求めておかなければならない煩わ
しさがあると共に、実際のオーステンパ処理では予備テ
ストと同一な冷却曲線が得られるとは限らず、目標とす
るオーステンパ処理温度から外れ、正確なオーステンパ
処理ができないという問題がある。
伝達率より１／２に落ちる常温の高圧窒素ガスを用いて
冷却用媒体とするが、ガス圧力、冷却ファンの回転数、
加熱用ヒータ出力の制御が複雑で、これらの制御が極め
て難かしいという問題がある。また、実際の処理品には
熱電対を取り付けることができないため、予備テストに
よって予め冷却曲線を求めておかなければならない煩わ
しさがあると共に、実際のオーステンパ処理では予備テ
ストと同一な冷却曲線が得られるとは限らず、目標とす
るオーステンパ処理温度から外れ、正確なオーステンパ
処理ができないという問題がある。
特に、常温の高圧不活性ガスを処理品表面に吹付けて３
００〜５００℃範囲のオーステンパ処理温度に急速に冷
却すると、処理品表面温度の冷却速度に対し中心部温度
の冷却が追従しないため、不均一な組織になりやすい。
００〜５００℃範囲のオーステンパ処理温度に急速に冷
却すると、処理品表面温度の冷却速度に対し中心部温度
の冷却が追従しないため、不均一な組織になりやすい。
本発明は、上記に鑑みてなされたもので、環境汚染もな
く、無公害であって、処理品の質量、形状、寸法などに
関係なく、正確にオーステンパ処理する方法を提供する
ことを目的とするものである。
く、無公害であって、処理品の質量、形状、寸法などに
関係なく、正確にオーステンパ処理する方法を提供する
ことを目的とするものである。
上記の問題点を解決するために種々検討した結果、オー
ステンパ処理温度に保持された高圧の不活性ガスを用い
ることにより、正確なオーステンパ処理ができることを
見出して本発明を完成させたものである。
ステンパ処理温度に保持された高圧の不活性ガスを用い
ることにより、正確なオーステンパ処理ができることを
見出して本発明を完成させたものである。
本発明方法の構成は、オーステンパ処理において、所定
の温度に加熱された処理品を高圧冷却室内に収納し、次
いで高圧冷却室内を循環するオーステンパ処理温度に保
持された高圧の不活性ガスを、前記処理品の表面に高速
で均一に吹付けて、処理品を急速に冷却し、３００〜５
００℃範囲のオーステンパ処理温度に一定時間保持する
ことによってオーステンパ処理を行う方法である。
の温度に加熱された処理品を高圧冷却室内に収納し、次
いで高圧冷却室内を循環するオーステンパ処理温度に保
持された高圧の不活性ガスを、前記処理品の表面に高速
で均一に吹付けて、処理品を急速に冷却し、３００〜５
００℃範囲のオーステンパ処理温度に一定時間保持する
ことによってオーステンパ処理を行う方法である。
本発明方法の別の楕或は、所定の温度に加熱された処理
品を高圧冷却室に収納し、次いで高圧冷却室内にオース
テンパ処理温度に保持された高圧の不活性ガスを封入し
、高圧冷却室内に設置するファン、加熱用ヒータ、冷却
器の作動によって処理品を急速に冷却し、３００〜５０
０℃範囲のオーステンパ処理温度に一定時間保持するこ
とによってオーステンパ処理を行う方法である。
品を高圧冷却室に収納し、次いで高圧冷却室内にオース
テンパ処理温度に保持された高圧の不活性ガスを封入し
、高圧冷却室内に設置するファン、加熱用ヒータ、冷却
器の作動によって処理品を急速に冷却し、３００〜５０
０℃範囲のオーステンパ処理温度に一定時間保持するこ
とによってオーステンパ処理を行う方法である。
オーステンパ処理に適する高温および高圧の不活性ガス
の使用について、ガス圧を６ ｋｇ／ｃｍ”以上とする
のは、ガス圧が大きい程、熱伝達率が大きくなり、冷却
媒体としての熱交換性が良好となるためであって、２０
ｋｇ／ｃｍ２圧の窒素ガスの熱伝達率は溶融塩浴の約
１．４倍で、油焼入れの熱伝達率に近似するからで、好
ましくは６〜２０ ｋｇ／ｃｍ２である。使用する不活
性ガスとしては窒素、ヘリウム、アルゴンなどがあるが
、実用的には窒素ガスが最も好ましい。
の使用について、ガス圧を６ ｋｇ／ｃｍ”以上とする
のは、ガス圧が大きい程、熱伝達率が大きくなり、冷却
媒体としての熱交換性が良好となるためであって、２０
ｋｇ／ｃｍ２圧の窒素ガスの熱伝達率は溶融塩浴の約
１．４倍で、油焼入れの熱伝達率に近似するからで、好
ましくは６〜２０ ｋｇ／ｃｍ２である。使用する不活
性ガスとしては窒素、ヘリウム、アルゴンなどがあるが
、実用的には窒素ガスが最も好ましい。
所定温度に加熱された処理品の表面に常温の高圧不活性
ガスを吹付けて、３００〜５００℃範囲のオーステンパ
処理温度に急激に冷却させても、第４図に示すように、
冷却室内温度と処理品表面温度、処理品中心部温度とは
大きく異なり、特に表面温度の冷却速度に対し中心部温
度の冷却が追従しないため、マルテンサイト変態開始線
（Ｍｓ）上の温度制御、例えば３００℃に一定に保持す
ることが極めて難しくなる。
ガスを吹付けて、３００〜５００℃範囲のオーステンパ
処理温度に急激に冷却させても、第４図に示すように、
冷却室内温度と処理品表面温度、処理品中心部温度とは
大きく異なり、特に表面温度の冷却速度に対し中心部温
度の冷却が追従しないため、マルテンサイト変態開始線
（Ｍｓ）上の温度制御、例えば３００℃に一定に保持す
ることが極めて難しくなる。
すなわち、３００℃に保持させるためにガス圧、ファン
の回転数などを増、滅、停する微調整を繰返すが、その
ため処理品の表面温度は一定にならず、サイン波のサイ
クル状となるので、常温の高圧ガス冷却では正確なオー
ステンパ処理ができないおそれがある。
の回転数などを増、滅、停する微調整を繰返すが、その
ため処理品の表面温度は一定にならず、サイン波のサイ
クル状となるので、常温の高圧ガス冷却では正確なオー
ステンパ処理ができないおそれがある。
第３図は、本発明方法の一例として用いた球状黒鉛鋳鉄
のオーステナイトがある温度で恒温的に変態するときに
得た状態図例に、本発明方法のオースナンバ処理の冷却
曲線を重畳させたものである。
のオーステナイトがある温度で恒温的に変態するときに
得た状態図例に、本発明方法のオースナンバ処理の冷却
曲線を重畳させたものである。
本発明方法では、所定温度に加熱された処理品を高圧冷
却室に収納し、処理品の表面にオースナンバ処理温度に
保持された高圧の不活性ガス（例えば、３００℃１６，
５ｋｇ／ｃ＋ｗ”）を−気に吹付けて、冷却用媒体と処
理品との熱交換を行い３００℃のオースナンバ処理温度
に急速に冷却させるので、第３図に示すように、処理品
の冷却曲線は１００％オーステナイト相の領域を急速に
低下し、図中のＳ曲線のひざに相当する温度に接近する
につれて、処理品表面温度と処理品中心部温度が一致す
ることになる。
却室に収納し、処理品の表面にオースナンバ処理温度に
保持された高圧の不活性ガス（例えば、３００℃１６，
５ｋｇ／ｃ＋ｗ”）を−気に吹付けて、冷却用媒体と処
理品との熱交換を行い３００℃のオースナンバ処理温度
に急速に冷却させるので、第３図に示すように、処理品
の冷却曲線は１００％オーステナイト相の領域を急速に
低下し、図中のＳ曲線のひざに相当する温度に接近する
につれて、処理品表面温度と処理品中心部温度が一致す
ることになる。
更に、冷却用媒体として３００℃の高圧不活性ガスを用
いているので、短時間のうちに高圧冷却室内の温度と処
理品との温度とも３００℃に収斂される。したがって、
本発明方法では、複雑な温度制御を施すことなく、極め
て簡単な温度管理によって、オーステナイト相から靭性
のあるベーナイト相に変態させる正確なオースナンバ処
理ができる。
いているので、短時間のうちに高圧冷却室内の温度と処
理品との温度とも３００℃に収斂される。したがって、
本発明方法では、複雑な温度制御を施すことなく、極め
て簡単な温度管理によって、オーステナイト相から靭性
のあるベーナイト相に変態させる正確なオースナンバ処
理ができる。
以上説明した如く、本発明方法では溶融塩を使用するこ
となく、オースナンバ処理ができるため、作業環境が向
上でき、かつ無公害であって溶融塩処理のような洗浄工
程が不要である。
となく、オースナンバ処理ができるため、作業環境が向
上でき、かつ無公害であって溶融塩処理のような洗浄工
程が不要である。
また、従来技術にみられたように冷却室内での処理品温
度の管理が実質的に不可能であったのに比べ、単に冷却
室内の温度管理によって正確なオースナンバ処理が溶融
塩浴法と同様にできる。
度の管理が実質的に不可能であったのに比べ、単に冷却
室内の温度管理によって正確なオースナンバ処理が溶融
塩浴法と同様にできる。
次に、本発明方法の具体的な実施例を図面を参照しつつ
説明する。
説明する。
第１図および第２図に示されるように処理品を冷却焼入
れする高圧冷却室１．ｌ”を設置し、この高圧冷却室１
．ｌ゛に対して高圧冷却用ガスを供給するリザーブタン
ク２を併設する。高圧冷却室１．ｌ′とリザーブタンク
２とは配管７で結ばれ、この配管７の途中には、高圧冷
却室１から高圧冷却用ガスを回収し、リザーブタンク２
に圧送するコンプレッサー３、制御弁４゜５．５’、６
が夫々設けられている。高圧冷却室１，１゛において、
８は高圧冷却用ガスの導入室、９は高圧冷却用ガスの噴
出管、１０は密閉用蓋、１１は隔壁板、１２は耐熱性フ
ァン、１３はファン用モータ、１６は処理品用台座であ
る。リザーブタンク２において、１４は加熱用ヒータ、
１５は冷却器である。
れする高圧冷却室１．ｌ”を設置し、この高圧冷却室１
．ｌ゛に対して高圧冷却用ガスを供給するリザーブタン
ク２を併設する。高圧冷却室１．ｌ′とリザーブタンク
２とは配管７で結ばれ、この配管７の途中には、高圧冷
却室１から高圧冷却用ガスを回収し、リザーブタンク２
に圧送するコンプレッサー３、制御弁４゜５．５’、６
が夫々設けられている。高圧冷却室１，１゛において、
８は高圧冷却用ガスの導入室、９は高圧冷却用ガスの噴
出管、１０は密閉用蓋、１１は隔壁板、１２は耐熱性フ
ァン、１３はファン用モータ、１６は処理品用台座であ
る。リザーブタンク２において、１４は加熱用ヒータ、
１５は冷却器である。
一実施例１
第１図に示される、リザーブタンク２内には、３００〜
５００℃範囲のオースナンバ処理温度に保温された高圧
窒素ガス（６，０ｋｇ／ｃｍ”以上）を収容しておく。
５００℃範囲のオースナンバ処理温度に保温された高圧
窒素ガス（６，０ｋｇ／ｃｍ”以上）を収容しておく。
本実施例では高温高圧の窒素ガス（３００℃、６，５ｋ
ｇ／ｃｍ”）を使用する。
ｇ／ｃｍ”）を使用する。
真空または無酸化雰囲気中、８００〜９００℃の温度範
囲に加熱された処理品（本実施例では球状黒鉛鋳鉄）を
、窒素ガス雰囲気に充填された高圧冷却室１内の台座１
６上に移し、蓋１０で完全に密閉した後、弁４を開いて
リザーブタンク２内の高温高圧の冷却用窒素ガスをガス
導入室８に入れ、ガス噴出管９から処理品全体に一気に
吹付けて、３００℃のオースナンバ処理温度まで急速に
冷却すると共に、高圧冷却室ｌ内の圧力を６．５ｋｇ／
ｃｍ２に保持する。
囲に加熱された処理品（本実施例では球状黒鉛鋳鉄）を
、窒素ガス雰囲気に充填された高圧冷却室１内の台座１
６上に移し、蓋１０で完全に密閉した後、弁４を開いて
リザーブタンク２内の高温高圧の冷却用窒素ガスをガス
導入室８に入れ、ガス噴出管９から処理品全体に一気に
吹付けて、３００℃のオースナンバ処理温度まで急速に
冷却すると共に、高圧冷却室ｌ内の圧力を６．５ｋｇ／
ｃｍ２に保持する。
高圧冷却室１内の温度を検出する温度計（図示せず）が
３００±５ ’Ｃとなるように弁５を開き、ファン用モ
ータ１３を駆動してファン１２でリザーブタンク２中の
高温高圧の窒素ガスを循環させ、同時にリザーブタンク
２に取付けた冷却器１５とヒータ１４によって３００±
５℃のオースナンバ処理温度に保持する。この状態で一
定時間保持した後、弁４と弁５を閉じ、弁５゛と弁６を
用いて高圧冷却室Ｉ内の高温高圧の窒素ガスをコンプレ
ッサー３によりリザーブタンク２内に戻して高圧冷却室
１内を常圧にし、弁５°と弁６を閉しコンプレッサー３
を停止する。そして、処理品を取り出して空冷するか、
または、処理品をそのままにして常温に冷却させてから
取出して、処理品の組織を靭性を有するベーナイト相に
変態させる。
３００±５ ’Ｃとなるように弁５を開き、ファン用モ
ータ１３を駆動してファン１２でリザーブタンク２中の
高温高圧の窒素ガスを循環させ、同時にリザーブタンク
２に取付けた冷却器１５とヒータ１４によって３００±
５℃のオースナンバ処理温度に保持する。この状態で一
定時間保持した後、弁４と弁５を閉じ、弁５゛と弁６を
用いて高圧冷却室Ｉ内の高温高圧の窒素ガスをコンプレ
ッサー３によりリザーブタンク２内に戻して高圧冷却室
１内を常圧にし、弁５°と弁６を閉しコンプレッサー３
を停止する。そして、処理品を取り出して空冷するか、
または、処理品をそのままにして常温に冷却させてから
取出して、処理品の組織を靭性を有するベーナイト相に
変態させる。
実施例２
本実施例では高温高圧の窒素ガス（３００’Ｃ１１０ｋ
ｇ／ｃｍ”）を使用する。
ｇ／ｃｍ”）を使用する。
第２図から、真空または無酸化雰囲気中、９００℃に加
熱された処理品（本実施例では球状黒鉛鋳鉄）を、窒素
ガス雰囲気に充填された高圧冷却室１′内の台座１６上
に移し、蓋」Ｏで完全に密閉した後、弁４を用いてリザ
ーブタンク２内の高温高圧の窒素ガスをガス導入室８に
入れ、ガス噴出管９から処理品に吹付けると共に、高圧
冷却室１′内に高温高圧の窒素ガス（３００℃１１０ｋ
ｇ／ｃ１）を封入し、弁４を閉止する０次に、高圧冷却
室１“内の温度を検出する温度計（図示せず）が３００
±５℃となるように、ファン用モータ１３を駆動して高
圧冷却室１゛内の高温高圧の窒素ガスをファン１２で攪
拌、循環させながら、高圧冷却室１゛内に設置された冷
却器１５と加熱用ヒータ１４によって、３００℃のオー
ステンパ処理温度まで急速に冷却すると共に３００±５
℃の温度に保持する。この状態で一定時間保持した後、
弁５と弁６を開いて、高圧冷却室１内の高温高圧の窒素
ガスをコンプレッサー３によりリザーブタンク２内に戻
して高圧冷却室１′内を常圧にし、弁５、弁６を閉じコ
ンプレッサー３を停止する。
熱された処理品（本実施例では球状黒鉛鋳鉄）を、窒素
ガス雰囲気に充填された高圧冷却室１′内の台座１６上
に移し、蓋」Ｏで完全に密閉した後、弁４を用いてリザ
ーブタンク２内の高温高圧の窒素ガスをガス導入室８に
入れ、ガス噴出管９から処理品に吹付けると共に、高圧
冷却室１′内に高温高圧の窒素ガス（３００℃１１０ｋ
ｇ／ｃ１）を封入し、弁４を閉止する０次に、高圧冷却
室１“内の温度を検出する温度計（図示せず）が３００
±５℃となるように、ファン用モータ１３を駆動して高
圧冷却室１゛内の高温高圧の窒素ガスをファン１２で攪
拌、循環させながら、高圧冷却室１゛内に設置された冷
却器１５と加熱用ヒータ１４によって、３００℃のオー
ステンパ処理温度まで急速に冷却すると共に３００±５
℃の温度に保持する。この状態で一定時間保持した後、
弁５と弁６を開いて、高圧冷却室１内の高温高圧の窒素
ガスをコンプレッサー３によりリザーブタンク２内に戻
して高圧冷却室１′内を常圧にし、弁５、弁６を閉じコ
ンプレッサー３を停止する。
そして、処理品を取り出して空冷するか、または、処理
品をそのまま常温に冷却させてから取出し、オーステン
パ処理を終える。
品をそのまま常温に冷却させてから取出し、オーステン
パ処理を終える。
第１図および第２図は本発明方法に係る一実施例の装置
説明図、第３図は本発明方法に係るオーステンパ処理の
冷却曲線説明図、第４図は従来の常温高圧ガス冷却によ
るオーステンパ処理の冷却曲線説明図である。 １．１′・・・・・・高圧冷却室 ２・・・・・・リザーブタンク ３・・・・・・コンプレッサー ４．５．５°、６・・・・・・制御弁 ・・・・・・配管 ・・・・・・ガス導入室 ・・−・・・冷却用ガス噴出管 １・・・・・・隔壁板 ２・・・・・・耐熱性ファン ４・・・・・・加熱用ヒータ ５・・・・・・冷却器 基た（０Ｃ）
説明図、第３図は本発明方法に係るオーステンパ処理の
冷却曲線説明図、第４図は従来の常温高圧ガス冷却によ
るオーステンパ処理の冷却曲線説明図である。 １．１′・・・・・・高圧冷却室 ２・・・・・・リザーブタンク ３・・・・・・コンプレッサー ４．５．５°、６・・・・・・制御弁 ・・・・・・配管 ・・・・・・ガス導入室 ・・−・・・冷却用ガス噴出管 １・・・・・・隔壁板 ２・・・・・・耐熱性ファン ４・・・・・・加熱用ヒータ ５・・・・・・冷却器 基た（０Ｃ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、オーステンパ処理において、所定の温度に加熱され
た処理品を高圧冷却室に収納し、次いで高圧冷却室内を
循環するオーステンパ処理温度に保持された高圧の不活
性ガスを、前記処理品の表面に高速で均一に吹付けて処
理品を急速に冷却し、３００〜５００℃範囲のオーステ
ンパ処理温度に一定時間保持することを特徴とする高温
高圧ガス冷却によるオーステンパ処理方法。 ２、所定の温度に加熱された処理品を高圧冷却室に収納
し、次いでオーステンパ処理温度の高圧の不活性ガスを
封入し、高圧冷却室内に設置するファン、加熱用ヒータ
、冷却器の作動によって処理品を急速に冷却し、３００
〜５００℃範囲のオーステンパ処理温度に一定時間保持
することを特徴とする高温高圧ガス冷却によるオーステ
ンパ処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5225790A JPH03253512A (ja) | 1990-03-02 | 1990-03-02 | 高温高圧ガス冷却によるオーステンパ処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5225790A JPH03253512A (ja) | 1990-03-02 | 1990-03-02 | 高温高圧ガス冷却によるオーステンパ処理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03253512A true JPH03253512A (ja) | 1991-11-12 |
Family
ID=12909700
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5225790A Pending JPH03253512A (ja) | 1990-03-02 | 1990-03-02 | 高温高圧ガス冷却によるオーステンパ処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03253512A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003080876A1 (fr) * | 2002-03-25 | 2003-10-02 | Hirohisa Taniguchi | Dispositifs de trempe a gaz chaud et systeme de traitement thermique a gaz chaud |
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-
1990
- 1990-03-02 JP JP5225790A patent/JPH03253512A/ja active Pending
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