热处理方法_3

文档序号:9642402阅读:来源:国知局
[0058]另外,在从雾沫冷却装置30的喷嘴部34以雾沫状供给、喷射冷却液的同时,也可以从气体冷却装置20的喷出口 24供给、喷射冷却气体。根据这种方法,以雾沫状喷雾到冷却室160中的冷却液因冷却气体的流动而扩散,能够使冷却室160的环境均匀,减少冷却不均。
[0059]由于雾沫冷却的基本冷却是气化潜热进行的冷却,所以因雾沫的触及情况不同而将在被处理物内外产生温度差(参照图5Α)。例如图4所示,由于被处理物Μ外表面的温度比被处理物Μ内部的温度更为降低在短时间内加剧,所以随着时间的推移,被处理物Μ内外的温度差加大。
[0060]在本实施方式的热处理方法中,接着,当设在被处理物Μ的外表面的温度传感器80的计量结果达到了目标温度Ta时,以比第1工序的雾沫密度小的雾沫密度对被处理物Μ进行雾沫冷却的方式供给雾沫状的冷却液,(缓冷工序S2)。
[0061]在缓冷工序S2中,使冷却室160内被处理物Μ的外表面附近的雾沫密度降低,以比第1工序S1低的冷却效率对被处理物Μ进行冷却。此时,被处理物Μ中,由于热通过热传导而从高温的内部向低温的外表面传递,所以被处理物Μ内外的温度差减小。
[0062]在缓冷工序S2中,将冷却实施到被处理物Μ整体的温度因来自高温的内部的热传导而比目标温度Ta高、且不达到未作为目的的其它组织的相变点(例如相变点Ps)。即,在缓冷工序S2中,实施抵消来自高温的内部的热传导而导致的被处理物Μ整体的温度上升的冷却。而且,缓冷工序S2中,通过控制装置41将冷却效率(雾沫密度)调整到被处理物Μ的外表面由于该冷却而不达到Ms相变点。
[0063]缓冷工序S2实施到被处理物Μ内部的温度达到目标温度Ta。这样一来,能够可靠地防止被处理物Μ整体的温度高于目标温度Ta。另外,本实施方式的被处理物Μ内部的温度是使用设在被处理物Μ的外表面的温度传感器80的计量结果和存储在控制装置41的存储器中表格数据,通过将两者比对而计量的。
[0064]经过了这种缓冷工序S2的被处理物Μ如图5Β所示,与图5Α相比,内外的温度分布缓和。
[0065]在本实施方式的热处理方法中,接着,停止雾沫状的冷却液的供给,将被处理物Μ保持规定时间(第2工序S3)。
[0066]在第2工序S3中,在雾沫冷却停止期间,抑制了被处理物Μ内外的温度差的扩大,通过被处理物Μ内外的热传导缓和了温度差,使被处理物Μ的温度基本上均匀。第2工序S3的雾沫冷却停止期间实施到被处理物Μ内外的温度差成为规定的阈值(例如10°C)以内。在本实施方式中,监测被处理物Μ内外的温度,第2工序S3的雾沫冷却停止期间在被处理物Μ内外的温度差成为了规定的阈值以内时结束。另外,第2工序S3的雾沫冷却停止期间也可以使用根据被处理物Μ内外的温度差和热传导率预测被处理物Μ内外的温度差成为规定的阈值以内的时间,在经过了该时间后结束的方法。
[0067]经过了这种第2工序S3的被处理物Μ如图5C所示,均匀到内外的温度成为目标温度Ta。
[0068]在本实施方式的热处理方法中,最后,将被处理物Μ冷却到相变点Ms以下的温度(第3工序S4)。
[0069]在第3工序S4中,通过将经过第1工序S1、缓冷工序S2、第2工序S3而处于内外的温度差缓和了的状态的被处理物Μ冷却到相变点Ms以下,使被处理物Μ内外的组织基本上同时向马氏体组织相边。另外,若目标温度Ta是比相变点Ms高十几。C左右的温度,则能够将因第3工序S4的冷却而产生的被处理物Μ内外的温度差抑制得非常小,谋求品质的提尚ο
[0070]另外,第3工序S4的冷却也可以通过再次开始雾沫状的冷却液的供给而进行。原本在无需使被处理物Μ速冷的情况下,例如可以通过气体冷却装置20向冷却室160内供给冷却气体对被处理物Μ进行冷却。即,通过从气体冷却装置20上的喷出口 24相对于被处理物Μ供给、喷射冷却气体而直接对被处理物Μ进行冷却。
[0071 ] 如以上所说明的那样,在本实施方式中实施具有第1工序S1,第2工序S3,第3工序S4的热处理方法,第1工序S1是通过供给雾沫状的冷却液而将保持在淬火温度的被处理物Μ雾沫冷却到该被处理物Μ的组织开始向马氏体组织相变的相变点Ms附近、且比该相变点Ms高的目标温度Ta,第2工序S3是在第1工序S1之后,以停止了雾沫状的冷却液的供给的状态保持被处理物Μ规定时间,第3工序S4是在第2工序S3之后,将被处理物Μ冷却到相变点Ms以下的温度。因此,即使在第1工序S1中被处理物的内外产生了温度差的情况下,通过第2工序S3的雾沫冷却停止期间,被处理物Μ内外的温度差的扩大受到抑制,同时温度差通过被处理物Μ内外的热传导而缓和。而且,在被处理物Μ内外的温度差缓和了的状态下将被处理物冷却到相变点Ms以下,能够使被处理物Μ内外的组织基本上同时向马氏体组织相变。由于使被处理物Μ内外的组织基本上同时相变,在被处理物Μ上不产生内部应力。因此,在本实施方式中,能够抑制被处理物Μ的组织不均匀化以及变形。
[0072]而且,本实施方式中,在第1工序S1和第2工序S3之间实施以比第1工序的雾沫密度小的雾沫密度对被处理物Μ进行雾沫冷却的方式供给雾沫状的冷却液的缓冷工序S2,从而。因此,能够阻止被处理物Μ整体的温度因来自高温的内部的热传导而高于目标温度Ta,达到未作为目的的其它组织的相变点Ps。S卩,通过在进入第2工序之前对被处理物Μ进行缓冷,缓和了被处理物Μ内外的温度差,同时实施抵消因高温的内部的热传导而导致的被处理物Μ整体的温度上升的冷却。通过防止被处理物整体的温度因被处理物Μ内外的热传导而高于目标温度,能够可靠地抑制被处理物Μ的组织不均匀化以及变形。
[0073]另外,作为上述实施方式中的冷却液,例如能够使用氟系惰性液体。
[0074]在使用了氟系惰性液体的情况下,能够不侵害被处理物Μ的构成材料,防止对被处理物Μ带来恶劣影响。而且,由于氟系惰性液体是不燃性的,所以也能够提高安全性。而且,由于氟系惰性液体的沸点比水高,所以冷却潜力也高。而且,在使用了氟系惰性液体的情况下,还能够抑制使用水的情况下产生的氧化及蒸气膜等问题。而且,氟系惰性液体在蒸发潜热这一点热传导能力也优良,能够有效地对被处理物Μ进行冷却。进而,由于即使氟系惰性液体附着在被处理物Μ上也无需清洗,所以也能够提高生产性。
[0075](实验例)
以下,参照图6?图9所示的曲线图使本发明的效果更为明了。
[0076]图6是表示雾沫冷却的一实验结果的曲线图。在本实验中,调查了在使相对于SUS304 ( Φ25πιπιΧ60mm)的圆柱状的被处理物的雾沫喷雾量(雾沫密度)变化的情况下被处理物中心部的温度是如何变化的。
[0077]图6表示了在使炉内压力为50kPa,使用一个喷嘴,使雾沫喷雾量为8L/分钟的情况下,使雾沫喷雾量为2L/分钟的情况下,或者使雾沫喷雾量变化到8L/分钟一2L/分钟—8L/分钟的情况下各喷雾条件下的被处理物的温度变化。
[0078]如图6所示,通过使雾沫喷雾量变化,能够使被处理物的冷却速度任意变化。而且,通过中途减少雾沫喷雾量,能够抑制冷却速度。
[0079]图7是表示雾沫冷却的一实验结果的曲线图。在本实验中,调查了对SUS304((i>25mmX60mm)的圆柱状的被处理物进行雾沫冷却或者浸渍冷却的情况下被处理物中心部的温度是如何变化的。
[0080]图7表示了在使炉内压力为50kPa,使用三个喷嘴,从各喷嘴逐次以9L/分钟、合计为27L/分钟的雾沫喷雾量定量喷射进行雾沫冷却的情况,和浸渍冷却的情况下各冷却条件的被处理物的温度变化。
[0081]如图7所示,可知与将被处理物浸渍在制冷剂中进行冷却的浸渍冷却相比,雾沫冷却能够更早地对被处理物进行冷却,雾沫冷却的冷却性能高。
[0082]图8是表示雾沫冷却的一实验结果的曲线图。在本实验中,调查了对SUS304(<i>80mmX80mm)的圆柱状的被处理物进行雾沫冷却的情况下被处理物的中心部、自侧面向径向内侧直径的1/4的部分(1/4直径)、侧面、中心下部、中心上部的各温度是如何变化的。
[0083]图8表示在使炉内压力为50kPa,使用三个喷嘴,从各喷嘴逐次以9L/分钟、合计为27L/分钟的雾沫喷雾量定量喷射的情况下被处理物上各部分的温度变化。
[0084]如图8所示,可知当
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