金属制部件的热处理方法及进行了热处理的金属制部件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及通过由喷雾的冷却水对金属制的工件进行冷却的喷雾冷却来进行淬火或急冷的金属制部件的热处理方法及使用该热处理方法进行了热处理的金属制部件。
【背景技术】
[0002]近年来，在对金属制的工件进行热处理时的冷却工序中，实施通过雾状喷射的冷却水对工件进行冷却的喷雾冷却。在该喷雾冷却中，利用喷雾的冷却水与工件发生碰撞时的显热及潜热的作用对工件进行冷却，因此与以往的冷却方式相比，能够得到高的冷却效果O
[0003]上述那样的金属的热处理中的与喷雾冷却相关的发明的一例记载于日本特开2011-122211号公报中。该日本特开2011-122211号公报记载的发明涉及向加热后的金属制的工件喷射冷却用雾进行冷却的喷雾冷却方法。在该日本特开2011-122211号公报记载的发明中，使用喷射冷却用雾的第一喷嘴和喷射比从该第一喷嘴喷射的冷却用雾的粒径小的粒径的冷却用雾的第二喷嘴这两种喷嘴，对工件进行冷却。
[0004]因此，在该日本特开2011-122211号公报记载的发明中，从第一喷嘴喷射的冷却用雾的粒径大于从第二喷嘴喷射的冷却用雾的粒径，因此第一喷嘴的冷却用雾每I粒的气化潜热量比第二喷嘴的冷却用雾每I粒的气化潜热量大。因此，根据该日本特开2011-122211号公报记载的发明，能够以广泛的冷却速度对热处理后的工件进行冷却，例如，在某期间能够进行急速的冷却，并且在其他期间能够进行用于防止翘曲、弯曲等的发生的均匀且平缓的冷却。
[0005]这样一来，在喷雾冷却中，能够得到良好的冷却效果，并且通过调整冷却水的喷射量、喷射时间，能够控制冷却速度。而且，如上述的日本特开2011-122211号公报记载的发明那样分开使用喷嘴直径不同的多种喷嘴，或者调整喷嘴的数量、位置或喷射角度、喷射压力，由此能够控制冷却速度，进行与工件的大小、形状对应的适当的冷却。
[0006]其反面，实际制造的工件的大小、形状多种多样，对应于这样的多样的工件通过喷雾冷却进行均匀且适当的冷却的情况并不容易。例如，在对具有图9所示的形状及热量分布的工件进行喷雾冷却的情况下，如图10所示，通过分别调整各喷嘴相对于工件的位置、喷射角度及各喷嘴的喷射压力，能够对应于工件的热量分布而进行均匀且适当的冷却。然而，在变更工件的形状、种类的情况下，每次必须对应于新的工件而进行喷嘴的调整，难以对全部的多样的工件适当地实施喷雾冷却。
【发明内容】
[0007]本发明着眼于上述的技术课题而作出，目的在于提供通过对应于各种工件能够容易地控制冷却速度、能够进行均匀且适当的冷却的喷雾冷却来实施淬火或急冷的金属制部件的热处理方法及使用该热处理方法进行了热处理的金属制部件。
[0008]为了实现上述的目的，本发明涉及一种金属制部件的热处理方法，具有:加热工序，在预定的加热条件下对金属制的工件进行加热；及冷却工序，在所述加热工序之后，通过以雾状喷出冷却水进行冷却的喷雾冷却而在预定的冷却条件下对所述工件进行冷却，所述金属制部件的热处理方法的特征在于，在所述加热工序之前，具有根据在所述加热工序中被加热时的所述工件的热量分布来调整并加工所述工件的表面粗糙度的表面加工工序。
[0009]而且，本发明的所述表面加工工序包含以下工序:对所述工件进行加工使得所述热量分布的热量越大的部位所述表面粗糙度越小。
[0010]而且，本发明的所述冷却工序包含以下工序:以使所述喷雾冷却中的喷雾液滴的平均粒径处于0.1mm至2.0mm的范围内的方式以雾状喷出所述冷却水。
[0011 ] 而且，本发明的所述工件包含钢制的汽车零件。
[0012]而且，本发明的所述工件包含构成带式无级变速器的带轮的钢制部件。
[0013]而且，本发明的所述表面加工工序包含通过机械加工来对所述工件进行加工的工序。
[0014]并且，本发明的所述表面加工工序包含通过珠击(shot peening)加工、喷丸加工、喷砂加工、磨削加工或研磨加工中的至少任一种来对所述工件进行加工的工序。
[0015]另一方面，本发明涉及一种进行了热处理的金属制部件，该金属制部件被实施了以下的热处理:在预定的加热条件下加热之后通过以雾状喷出冷却水进行冷却的喷雾冷却而在预定的冷却条件下进行冷却，所述进行了热处理的金属制部件的特征在于，根据在所述加热条件下被加热时的热量分布来调整并加工表面粗糙度，并且在该加工后实施所述热处理。
[0016]而且，本发明的所述金属制部件被进行表面加工，使得所述热量分布的热量越大的部位所述表面粗糙度越小。
[0017]而且，本发明的所述金属制部件包含钢制的汽车零件。
[0018]而且，本发明的所述金属制部件包含构成带式无级变速器的带轮的钢制部件。
[0019]在上述那样的本发明的金属制部件的热处理方法中，在加热工序及喷雾冷却的冷却工序中实施预定的热处理之前，在面粗糙度调整工序中，金属制的工件的表面根据在加热工序中被加热时的热量分布的热量的大小而调整并加工表面粗糙度。例如，在加热工序中被加热时的热量分布越大的部位则加工目标的表面粗糙度设定为越小的值而进行加工。在金属制部件的热处理中，在以雾状喷出水而进行喷雾冷却的情况下，即，对加热为水的沸点以上的温度的金属制的工件进行喷雾冷却的情况下，如图11所示可知，工件的表面粗糙度越小则冷却时间越短，即冷却速度越快。
[0020]因此，根据本发明的金属制部件的热处理方法，通过调整实施热处理的工件的表面粗糙度，能够控制对该工件进行喷雾冷却时的冷却速度。例如，对工件的表面进行加工，使得对工件进行了加热时的热量分布的热量大的部位在热处理的前工序中表面粗糙度减小，由此能够加快喷雾冷却时的冷却速度。反之，对工件的表面进行加工，使得热量分布的热量小的部位在热处理的前工序中表面粗糙度增大，由此能够减慢喷雾冷却时的冷却速度。因此，在热处理前的表面加工工序中，根据热量分布来调整并加工工件的表面粗糙度，由此能够控制之后的喷雾冷却时的冷却速度。即，喷雾冷却用的喷嘴的位置、数量或冷却水的喷射状态等不在冷却设备侧进行调整，而能够控制工件的冷却速度。其结果是，即使在变更了工件的大小、形状的情况下，不进行冷却设备的调整、变更，也能够容易地通过喷雾冷却进行均匀且适当的冷却。并且，如上述那样实施适当的热处理，由此能够制造热处理引起的翘曲、变形少的金属制部件。其结果是，能够省略或简化热处理后的精加工，能够大幅削减金属制部件的制造成本。
[0021]而且，表面加工工序的工件表面的加工例如通过车床加工、铣削加工等机械加工，能够容易地调整并加工工件的表面粗糙度。或者通过珠击加工、喷丸加工、喷砂加工、磨削加工以及研磨加工等，也能够容易地调整并加工工件的表面粗糙度。
[0022]另一方面，在本发明的热处理的金属制部件中，金属制部件的表面根据在热处理时被加热的情况下的热量分布，调整并加工表面粗糙度。并且在该加工后，实施热处理。如前述那样，在金属制部件的热处理中，在以雾状喷出水而进行喷雾冷却的情况下，如图11所示可知，工件的表面粗糙度越小则冷却速度越快。例如，进行加工，使得对金属制部件进行了加热的情况下的热量分布的热量大的部位表面粗糙度减小，由此能够加快喷雾冷却时的冷却速度。反之，进行加工，使得热量分布的热量小的部位表面粗糙度增大，由此能够减慢喷雾冷却时的冷却速度。
[0023]因此，根据本发明的进行了热处理的金属制部件，如上所述，金属制部件各部的表面粗糙度根据实施了热处理时的热量分布而被调整并加工，由此能够控制热处理中的喷雾冷却时的冷却速度。即，喷雾冷却用的喷嘴的位置、数量或冷却水的喷射状态等不在冷却设备侧进行调整，能够容易地通过喷雾冷却而均匀且适当地对金属制部件进行冷却。并且，通过如上所述实施适当的热处理，能够制造出热处理引起的翘曲、变形少的金属制部件。其结果是，能够提供一种可省略或简化热处理后的精加工并大幅地削减了制造成本的金属制部件。
【附图说明】
[0024]图1是表示本发明中作为对象的金属制部件的一例的示意图。
[0025]图2是用于说明由本发明的热处理方法实施的工件的表面粗糙度的调整及热处理的一例的工序图。
[0026]图3是用于说明在本发明的热处理方法及金属制部件中应用的喷雾冷却用的冷却设备的一例的示意图。
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