專利名稱：工件的壓淬法淬火方法和壓淬裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一邊加壓矯正工件一邊冷卻淬火的方法以及用于此方法的裝置，所述工件為用于滾動(dòng)軸承等的鋼制環(huán)狀工件。
背景技術(shù)：
近些年，存在下述要求通過(guò)進(jìn)行工件的矯正以抑制磨削工序的工時(shí)等來(lái)廉價(jià)地制造部件。由此，提出有大量的一邊矯正工件一邊冷卻淬火的方法和用于此方法的裝置。作為這樣的技術(shù)的一例，例如提出有專利文獻(xiàn)I記載的技術(shù)。在該文獻(xiàn)中公開(kāi)了下述這樣的熱處理矯正裝置在將淬火時(shí)伴隨有馬氏體相變的鋼制環(huán)狀工件加熱并保持在預(yù)定溫度后，首先，在一次冷卻工序中，將所述工件冷卻至比馬氏體相變開(kāi)始溫度高的溫度，接著，在二次冷卻工序中，在比馬氏體相變開(kāi)始溫度低的溫度下開(kāi)始用于抑制變形的矯正，并且所述工件被冷卻至比馬氏體相變停止溫度(Mf點(diǎn))高的溫度。而且，該文獻(xiàn)中的變形矯正方法為在使環(huán)狀工件的外周面與一對(duì)支承輥接觸的狀態(tài)下，一邊利用加壓輥從一對(duì)支承輥的對(duì)置側(cè)按壓工件的外周面，一邊使工件旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行矯正，從而提高圓度。該文獻(xiàn)記載的技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)為通過(guò)設(shè)置二次冷卻工序能夠縮短淬火冷卻時(shí)間，并且變形矯正方法存在通用性?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特開(kāi)2009-84609號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
_6] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題然而，在上述專利文獻(xiàn)I記載的技術(shù)中，由于二次冷卻工序中的淬火溫度比馬氏體相變停止溫度(Mf點(diǎn))高，因此存在著在二次冷卻工序后尺寸精度(尺寸、圓度)變差這樣的問(wèn)題，在進(jìn)一步提高淬火后的工件的精度方面仍有改良的余地。S卩，用于滾動(dòng)軸承等的鋼制環(huán)狀工件由SUJ2、SUJ3材料等碳素鋼構(gòu)成，該種鋼材的馬氏體相變停止溫度(Mf點(diǎn))在常溫以下。由此，當(dāng)淬火完成后在下一工序(例如清洗工序)中工件的溫度降低至常溫以下的話，會(huì)進(jìn)一步進(jìn)行馬氏體相變，從而導(dǎo)致尺寸精度(尺寸、圓度)變差。而且，在專利文獻(xiàn)I記載的技術(shù)中，二次冷卻工序中的變形矯正方法為，一邊使輥旋轉(zhuǎn)一邊按壓工件來(lái)提高圓度，但是存在矯正后的工件的精度根據(jù)按壓力的不同而不同這樣的問(wèn)題。即，如果按壓力弱的話，存在矯正后的工件的精度未提高的情況，而且如果按壓力過(guò)強(qiáng)的話，則有可能使工件壓曲，或者在最糟糕的情況下工件有可能破裂。由此，按壓力的設(shè)定需要十分有經(jīng)驗(yàn)。因此，本發(fā)明正是著眼于這樣的問(wèn)題點(diǎn)而完成的，其目的在于提供一種工件的壓淬法淬火方法和裝置，既能夠進(jìn)一步提高淬火后的工件的精度，又能夠抑制制造成本(能夠縮短作業(yè)周期)。
解決問(wèn)題的手段為了解決上述課題，本發(fā)明的一個(gè)方案的壓淬裝置具備多個(gè)冷卻部，所述多個(gè)冷卻部將工件分階段地冷卻來(lái)進(jìn)行淬火，所述工件是被加熱到了預(yù)定溫度的鋼制環(huán)狀工件；以及矯正部，所述矯正部根據(jù)需要對(duì)由所述多個(gè)冷卻部進(jìn)行淬火中的工件進(jìn)行加壓來(lái)將所述工件矯正為預(yù)期的尺寸，該壓淬裝置的特征在于，該壓淬裝置具備第一冷卻部，所述第一冷卻部將在淬火時(shí)伴有馬氏體相變的工件冷卻至矯正開(kāi)始溫度，所述矯正開(kāi)始溫度比馬氏體相變開(kāi)始溫度(Ms點(diǎn))高；第二冷卻部，所述第二冷卻部具有第一矯正部，所述第一矯正部至少將冷卻至所述矯正開(kāi)始溫度的工件的外徑沿徑向進(jìn)行加壓并矯正，并且所述第二冷卻部一邊利用該第一矯正部進(jìn)行矯正一邊將工件冷卻至預(yù)定的淬火溫度；第三冷卻部，所述第三冷卻部具有第二矯正部，所述第二矯正部至少將冷卻至所述淬火溫度的工件的外徑沿徑向進(jìn)行加壓并矯正，并且所述第三冷卻部一邊利用該第二矯正部進(jìn)行矯正一邊進(jìn)一步將工件冷卻至比所述預(yù)定的淬火溫度低的溫度來(lái)使馬氏體相變進(jìn)行。在此，優(yōu)選的是，在本發(fā)明的一個(gè)方案的壓淬裝置中，所述第一矯正部除了對(duì)工件的外徑進(jìn)行加壓之外，還具有沿軸向?qū)ぜ膫?cè)面進(jìn)行加壓的側(cè)面矯正部。
·
而且，優(yōu)選的是，在本發(fā)明的一個(gè)方案的壓淬裝置中，所述第二矯正部除了對(duì)工件的外徑進(jìn)行加壓之外，還具有對(duì)工件的任意其他部分進(jìn)行加壓并矯正的通用矯正部。而且，優(yōu)選的是，在本發(fā)明的一個(gè)方案的壓淬裝置中，所述第一冷卻部還具有第三矯正部，所述第三矯正部對(duì)工件的任意部分進(jìn)行加壓并矯正。進(jìn)而，為了解決上述課題，在本發(fā)明的一個(gè)方案的工件的壓淬法淬火方法中，將工件分階段地冷卻來(lái)進(jìn)行淬火，并根據(jù)需要對(duì)淬火中的工件進(jìn)行加壓來(lái)將所述工件矯正為預(yù)期的尺寸，所述工件是被加熱到預(yù)定溫度的鋼制環(huán)狀工件，該工件的壓淬法淬火方法的特征在于，該工件壓淬法淬火方法包括第一冷卻工序，在該第一冷卻工序中，將在淬火時(shí)伴有馬氏體相變的工件冷卻至矯正開(kāi)始溫度，所述矯正開(kāi)始溫度比馬氏體相變開(kāi)始溫度(Ms點(diǎn))高；第二冷卻工序，在該第二冷卻工序中，一邊至少將冷卻至所述矯正開(kāi)始溫度的工件的外徑沿徑向進(jìn)行加壓并矯正，一邊將所述工件冷卻至預(yù)定的淬火溫度；第三冷卻工序，在該第三冷卻工序中，一邊至少將冷卻至所述預(yù)定的淬火溫度的工件的外徑沿徑向進(jìn)行加壓，一邊進(jìn)一步將所述工件冷卻至比所述淬火溫度低的溫度來(lái)使馬氏體相變進(jìn)行。在此，優(yōu)選的是，在本發(fā)明的一個(gè)方案的工件的壓淬法淬火方法中，在所述第二冷卻工序中，除了對(duì)工件的外徑進(jìn)行加壓之外，還對(duì)工件的側(cè)面沿軸向進(jìn)行加壓。而且，優(yōu)選的是，在本發(fā)明的一個(gè)方案的工件的壓淬法淬火方法中，在所述第三冷卻工序中，除了對(duì)工件的外徑進(jìn)行加壓之外，還對(duì)工件的任意其他部分進(jìn)行加壓并矯正。而且，優(yōu)選的是，在本發(fā)明的一個(gè)方案的工件的壓淬法淬火方法中，在所述第一冷卻工序中，還對(duì)工件的任意部分進(jìn)行加壓并矯正。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，構(gòu)成為將達(dá)到熱處理質(zhì)量(熱處理特性和圓度等機(jī)械精度)所需的淬火時(shí)間細(xì)分為三個(gè)階段，并且根據(jù)需要施加矯正，特別是在本發(fā)明的一個(gè)方案的壓淬裝置中，與第三階段對(duì)應(yīng)的第三冷卻部具有第二矯正部，并且一邊利用該第二矯正部進(jìn)行矯正一邊進(jìn)一步將工件冷卻至比第二冷卻工序中的預(yù)定的淬火溫度低的溫度來(lái)使馬氏體相變進(jìn)行，所述第二矯正部至少對(duì)被冷卻至淬火溫度的鋼制環(huán)狀工件的外徑沿徑向進(jìn)行加壓和矯正，由此，能夠在矯正模具內(nèi)(第二矯正部)進(jìn)行馬氏體相變。由此，能夠?qū)崽幚砗蟮木?尺寸、圓度)、熱處理后的尺寸變化進(jìn)行管理，從而進(jìn)一步提高精度。而且，本發(fā)明的一個(gè)方案的工件的壓淬法淬火方法為，在與第三階段對(duì)應(yīng)的第三冷卻工序中，一邊至少對(duì)在第二冷卻工序中被冷卻至淬火溫度的鋼制環(huán)狀工件的外徑沿徑向進(jìn)行加壓和矯正，一邊將工件進(jìn)一步冷卻至比預(yù)定的淬火溫度低的溫度并使馬氏體相變進(jìn)行。由此，通過(guò)至少對(duì)工件的外徑沿徑向進(jìn)行加壓，與上述裝置的發(fā)明同樣，能夠一邊對(duì)工件進(jìn)行矯正一邊使馬氏體相變進(jìn)行。由此，能夠?qū)崽幚砗蟮木?尺寸、圓度)、熱處理后的尺寸變化進(jìn)行管理，從而進(jìn)一步提高精度。并且，根據(jù)本發(fā)明，在第一或第二矯正部、或者第二或第三冷卻工序中，至少對(duì)工件的外徑沿徑向進(jìn)行加壓，因此與上述例示的專利文獻(xiàn)I記載那樣的一邊利用加壓輥按壓工件一邊使工件旋轉(zhuǎn)來(lái)進(jìn)行矯正的方法相比，無(wú)需設(shè)定按壓力等，能夠進(jìn)行穩(wěn)定的矯正。
因而，根據(jù)本發(fā)明，既能夠進(jìn)一步提高淬火后的工件的精度，又能夠抑制制造成本(能夠縮短作業(yè)周期)。


圖I是說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的壓淬裝置的第一實(shí)施方式的概要結(jié)構(gòu)圖，該圖的(a)為其正視圖(將一部分以包含沿搬送方向的軸線的平面剖開(kāi)示出)，(b)為具備各冷卻部的搬送部的俯視圖。圖2是說(shuō)明圖I的各冷卻部所具備的工件載置臺(tái)(冷卻機(jī)構(gòu)部)的概要結(jié)構(gòu)圖。圖3是說(shuō)明定心夾具的剖視圖。圖4是說(shuō)明外徑矯正夾具的剖視圖。圖5是說(shuō)明矯正工件的狀態(tài)的主要部分放大圖。圖6是說(shuō)明通用矯正用夾具的立體圖(從下方(工件載置臺(tái)側(cè))觀察)。圖7是說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的工件的壓淬法淬火方法的工序流程圖。圖8是示出工件的尺寸變化與冷卻時(shí)間的關(guān)系的曲線圖，在該曲線圖中，一并圖示了在本發(fā)明的一個(gè)方式的工件的壓淬法淬火方法中采用的三個(gè)冷卻工序的期間。圖9是對(duì)于外徑尺寸的精度，將本發(fā)明例與比較例(現(xiàn)有技術(shù))進(jìn)行比較示出的圖。圖10是對(duì)于在先工序的車(chē)削尺寸的偏差，將本發(fā)明例與比較例(現(xiàn)有技術(shù))進(jìn)行比較示出的圖。圖11是說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的壓淬裝置的另一例(第二實(shí)施方式)的工序流程圖。圖12是說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的壓淬裝置的另一例(第三實(shí)施方式)的工序流程圖。圖13是說(shuō)明在第三實(shí)施方式中采用的定心夾具(帶凸緣)的剖視圖。圖14是說(shuō)明第三實(shí)施方式中的矯正工件的狀態(tài)的主要部分放大圖。圖15是說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的壓淬裝置的另一例(第四實(shí)施方式)的工序流程圖。標(biāo)號(hào)說(shuō)明
I :第一冷卻部；2 :第二冷卻部；3 :第三冷卻部；5 :壓淬裝置；6 :定心夾具；10 :第一矯正部；20 :第二矯正部；
40 :搬送部；50 :載置臺(tái)；60 :搬送通道；W:工件。
具體實(shí)施例方式下面，一邊適當(dāng)參考附圖一邊說(shuō)明本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的壓淬裝置以及采用該壓淬裝置的工件的壓淬法淬火方法的實(shí)施方式。首先，對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的壓淬裝置的第一實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。如圖I所示，該壓淬裝置5具有沿搬送方向隔開(kāi)的多個(gè)搬送通道60，在彼此相鄰的搬送通道60之間分別配置有三個(gè)冷卻部1、2、3。在本例中，自搬送方向的上游側(cè)起依次為第一冷卻部I、第二冷卻部2和第三冷卻部3。各冷卻部1、2、3分別具有搬送部40，其用于搬送工件W ;以及載置臺(tái)50，其配置在比工件W的搬送通道60的上表面靠下方。在此，本實(shí)施方式的工件W是在淬火時(shí)伴隨有馬氏體相變的鋼制環(huán)狀工件，特別是在本第一實(shí)施方式中，假定工件的形狀為單純圓筒狀外形。搬送部40具備搬送臂40a (參考該圖的(b))，所述搬送臂40a具有用于與工件W抵接的大致V字狀的凹部40v，該搬送臂40a構(gòu)成為利用未圖示的滑動(dòng)移動(dòng)機(jī)構(gòu)并通過(guò)沿著搬送方向的滑動(dòng)移動(dòng)來(lái)將工件W移動(dòng)至載置臺(tái)50的中央。而且，該搬送部40還具備未圖示的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，通過(guò)利用該旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)使搬送臂轉(zhuǎn)動(dòng)90度，從而使搬送臂分別位于相對(duì)于搬送通道60的上表面水平的搬送姿勢(shì)H以及相對(duì)于搬送通道60的上表面垂直的避讓姿勢(shì)V。如圖2所示，載置臺(tái)50具有在俯視圖中呈圓形的支承面51，由搬送部40搬送來(lái)的工件W載置在該支承面51。在支承面51的中央配置有噴嘴52。而且，支承面51的整周由圓環(huán)狀的側(cè)壁53包圍，支承面51與側(cè)壁53之間形成的間隙成為冷卻介質(zhì)的排出孔54。側(cè)壁53在其上部具有滑動(dòng)部53s。該滑動(dòng)部53s能夠沿上下方向(該圖所示的箭頭方向)滑動(dòng)，當(dāng)滑動(dòng)部53s向下方移動(dòng)后，該滑動(dòng)部53s的上端部53t下降至與支承面51的表面和搬送通道60的表面處于同一平面的位置。而且，當(dāng)滑動(dòng)部向上方移動(dòng)后，由支承面的表面51s (載置有工件W的表面)和側(cè)壁53的內(nèi)表面53η形成淬火槽(冷卻構(gòu)件)，該淬火槽包圍支承面51的周?chē)?。此時(shí)，將側(cè)壁53的滑動(dòng)部53s向上方滑動(dòng)后的滑動(dòng)部53s的上端部53t的高度設(shè)定為至少比載置于支承面51的工件W的上部高。另外，在支承面51的表面51s，自與所載置的工件W的中心軸線CL大致同軸的位置呈放射狀地形成有槽55。所述槽55是為了使填充于淬火槽的冷卻介質(zhì)與工件W的下表面接觸而設(shè)的。并且，上述噴嘴52與儲(chǔ)存冷卻介質(zhì)的未圖示的儲(chǔ)存槽等連接，從該噴嘴52向通過(guò)使側(cè)壁53相對(duì)于支承面51向上方滑動(dòng)而形成淬火槽填充冷卻介質(zhì)。并且,從淬火槽通過(guò)排出孔54排出的冷卻介質(zhì)通過(guò)泵等循環(huán)至上述的儲(chǔ)存槽。作為冷卻介質(zhì)，可以列舉出淬火油、水溶性冷卻劑。并且，如圖I所示，在該第一實(shí)施方式的例子中，第一冷卻部I在自身的載置臺(tái)50上方具有定心夾具6，所述定心夾具6以能夠沿上下方向滑動(dòng)移動(dòng)的方式配置，用于進(jìn)行工件W的定心和頂出(此外，還能夠進(jìn)行平面矯正)。而且，第二冷卻部2在自身的載置臺(tái)50的上方具有定心夾具6和與該定心夾具6同軸地設(shè)置的第一矯正部10，所述定心夾具6以能夠沿上下方向滑動(dòng)移動(dòng)的方式進(jìn)行配置。此外，第三冷卻部3在自身的載置臺(tái)50上方具有第二矯正部20，所述第二矯正部20以能夠沿上下方向滑動(dòng)移動(dòng)的方式進(jìn)行配置。詳細(xì)來(lái)說(shuō)，如圖3所示，定心夾具6在末端部具備圓錐臺(tái)部6d，所述圓錐臺(tái)部6d具 有與載置臺(tái)50上的中心軸線CL同軸地設(shè)置的向下方凸出的錐形面6t。在該圓錐臺(tái)部6d自中心軸線CL呈放射狀地形成有多個(gè)狹縫6s，所述多個(gè)狹縫6s形成為能夠供上述冷卻介質(zhì)通過(guò)。另外，在工件W例如為圓錐滾子軸承的外圈的情況下(參考后述的第三實(shí)施方式)，優(yōu)選的是，該定心夾具6的凸出的錐形面6t的錐度形成為與圓錐滾子軸承的外圈的內(nèi)周面的錐度相同的角度。這樣，定心夾具6能夠與工件W的形狀對(duì)應(yīng)地適當(dāng)改變其形狀。不過(guò)，即使是在適當(dāng)改變定心夾具6的形狀的情況下，為了順暢地對(duì)工件W進(jìn)行定心，也需要使定心夾具6的末端部形成為下述這樣的結(jié)構(gòu)具備圓錐臺(tái)部6d，所述圓錐臺(tái)部6d具有向下方凸出的錐形面6t。另外，錐形面6t并不限于直線狀，也可以圓弧狀等曲線狀。接著，如圖4所示，第一矯正部10是與載置臺(tái)50上的中心軸線CL同軸地設(shè)置的圓筒狀部件，該第一矯正部10的末端部的內(nèi)周面成為工件W的外周面的矯正部10η。該矯正部IOn的末端側(cè)的內(nèi)端形成有朝向下方擴(kuò)徑的錐形面10t，從而在使第一矯正部10從上方下降并與工件W的外周面配合時(shí)，能夠?qū)⒌谝怀C正部10順暢地插入工件W的外周面。圖5示出了在利用第一矯正部10加壓圓筒狀的工件W的狀態(tài)下工件W、第一矯正部10和定心夾具6的形態(tài)的主要部分放大圖。接著，如圖6中的立體圖所示，第二矯正部20具有上部的圓盤(pán)狀部20e和多張矯正板20k，所述多張矯正板20k相對(duì)于所述圓盤(pán)狀部20e的下表面設(shè)置。多張(在本例中為12張)矯正板20k與上述定心夾具6和第一矯正部10同樣，以載置臺(tái)50上的中心軸線CL為中心呈放射狀地等距配設(shè)。各矯正板20k為相同形狀，并且在各自的內(nèi)周側(cè)的表面具有朝向下方擴(kuò)徑的斜面20s，由此，作為多個(gè)矯正板的整體，在內(nèi)周側(cè)形成由凹進(jìn)的錐形部構(gòu)成的通用矯正部20h。另外，通用矯正指的是在對(duì)工件的外徑加壓的基礎(chǔ)上進(jìn)而能夠?qū)ぜ娜我馄渌糠诌M(jìn)行加壓并矯正，特指能夠同時(shí)矯正工件W的外徑和端面(平面)。由此，能夠應(yīng)對(duì)各種工件尺寸，相應(yīng)地，矯正部的調(diào)整更換變得輕松。特別是存在下述情況在后述的工件的壓淬法淬火方法中，在第三冷卻工序中不校正工件W的情況下，尺寸變化較少，因此采用通用矯正就足夠了。當(dāng)在第三冷卻工序中需要更為嚴(yán)格的矯正的情況下，使用作為專用的外徑矯正模具的第二矯正部20即可。在此，在確定上述定心夾具6、第一矯正部10和第二矯正部20的矯正部分的尺寸時(shí)，基于工件W的經(jīng)時(shí)尺寸變化信息來(lái)決定。即，工件W的經(jīng)時(shí)尺寸變化信息根據(jù)工件W的材質(zhì)、直徑、壁厚、寬度、形狀等而變化。因此，如圖8所示的示出在工件W未被加壓的情況下，伴隨著冷卻，工件W的尺寸變化的形態(tài)的曲線圖那樣，對(duì)每個(gè)特定的工件測(cè)定所述信息。并且，基于預(yù)先采樣過(guò)的尺寸變化信息來(lái)決定相對(duì)于工件W插拔上述第一矯正部10和第二矯正部20等矯正模具的時(shí)間和時(shí)機(jī)、以及矯正模具相對(duì)于工件W的尺寸等。更為詳細(xì)地來(lái)說(shuō)，在本實(shí)施方式中，根據(jù)圖8所示的尺寸變化信息，將工件尺寸在該圖中示出極小點(diǎn)Ia時(shí)的尺寸作為“最佳模具尺寸”來(lái)設(shè)定第一矯正部10和第二矯正部20等的各部分尺寸。將該極小點(diǎn)Ia時(shí)的時(shí)刻ta作為“最佳模具插入時(shí)機(jī)”，并將工件尺寸穩(wěn)定了預(yù)定時(shí)間的時(shí)刻tb作為“最佳冷卻時(shí)間”。在此，所述“工件尺寸穩(wěn)定了預(yù)定時(shí)間”指的是認(rèn)為馬氏體相變已經(jīng)停止的狀態(tài)。例如，指的是在10秒鐘的采樣期間內(nèi)采樣平均變化率為尺寸校對(duì)規(guī)的O. 01%以下的狀態(tài)。這是因?yàn)?，淬火油的溫度控制精度為?°C，當(dāng)工件與淬火油的溫度差為10°C時(shí)，工件的尺寸變化為工件直徑的O. OI %左右，因此能夠以由馬氏體相變導(dǎo)致的尺寸變化為工件直徑的0.01%在測(cè)定界限以下，來(lái)認(rèn)為馬氏體相變停止了。 接著，適當(dāng)參考圖7和圖8等說(shuō)明采用了上述壓淬裝置5的工件的壓淬法淬火方法。該工件的壓淬法淬火方法為，將在淬火時(shí)伴有馬氏體相變的鋼制且形成為環(huán)狀的工件W分階段地冷卻并淬火，并且在所述淬火中根據(jù)需要進(jìn)行加壓從而將該工件W矯正成預(yù)期的尺寸。詳細(xì)來(lái)說(shuō)，首先，如圖7的(a)所示，工件W在上游工序的加熱爐中被加熱至預(yù)定溫度，然后如該圖的(b)所示，在第一冷卻部I進(jìn)行第一冷卻工序。在該第一冷卻工序中，利用第一冷卻部I用的搬送部40 (參考圖I)將工件W在搬送通道60上搬送，并將工件W載置到第一冷卻部I的載置臺(tái)50上。接著，使側(cè)壁53的滑動(dòng)部53s從下方移動(dòng)到上方而隔成淬火槽，并且使定心夾具6從上方下降，實(shí)現(xiàn)工件W的定心。接著，當(dāng)從噴嘴52供給冷卻介質(zhì)時(shí)，冷卻介質(zhì)充滿淬火槽內(nèi)。作為此時(shí)的冷卻介質(zhì)，例如優(yōu)選淬火油，而且，優(yōu)選淬火油的溫度為60°C。在此，在該第一冷卻部I的第一冷卻工序中，將工件冷卻至比馬氏體相變開(kāi)始溫度(Ms點(diǎn))高的矯正開(kāi)始溫度(參考圖8的標(biāo)號(hào)A)。接著，當(dāng)工件W被冷卻至比馬氏體相變開(kāi)始溫度(Ms點(diǎn))高的矯正開(kāi)始溫度時(shí)，中止來(lái)自噴嘴52的冷卻介質(zhì)的供給，使定心夾具6向上方離開(kāi)，并且使側(cè)壁53的滑動(dòng)部從上方移動(dòng)到下方。另外，在該第一冷卻部I的第一冷卻工序中，也可以將上述定心夾具6兼作矯正部使用，從而對(duì)工件W的任意的部分進(jìn)行加壓矯正。此后，在搬送方向下游側(cè)的第二冷卻部2中進(jìn)行第二冷卻工序。在該第二冷卻工序中，利用第二冷卻部2用的搬送部40 (參考圖I)在搬送通道60上搬送工件W，并如圖7的(c)所示地將工件W載置到第二冷卻部2的載置臺(tái)50上。接著，使側(cè)壁53的滑動(dòng)部53s從下方移動(dòng)到上方而隔成淬火槽，并且使定心夾具6和與該定心夾具6同軸的第一矯正部10按照此順序從上方下降，實(shí)現(xiàn)工件W的定心和對(duì)工件W的外徑的加壓。接著，當(dāng)從噴嘴52供給冷卻介質(zhì)時(shí)，冷卻介質(zhì)充滿淬火槽內(nèi)。作為此時(shí)的冷卻介質(zhì)，例如優(yōu)選淬火油，而且，優(yōu)選淬火油的溫度為60°C。在此，在該第二冷卻部2的第二冷卻工序中，對(duì)于已冷卻至矯正開(kāi)始溫度的工件W，一邊對(duì)其外徑沿徑向進(jìn)行加壓矯正一邊將其冷卻至淬火溫度(參考圖8的標(biāo)號(hào)B)。接著，當(dāng)工件W保持處于淬火溫度預(yù)定時(shí)間后，中止來(lái)自噴嘴52的冷卻介質(zhì)的供給,使定心夾具6和第一矯正部10向上方離開(kāi)，并且使側(cè)壁53的滑動(dòng)部從上方移動(dòng)到下方。此后，在搬送方向下游側(cè)的第三冷卻部3中進(jìn)行第三冷卻工序。在該第三冷卻工序中，利用第三冷卻部3用的搬送部40 (參考圖I)將工件W在搬送通道60上搬送，并如圖7的(d)所示將工件W載置到第三冷卻部3的載置臺(tái)50上。接著，使側(cè)壁53的滑動(dòng)部從下方移動(dòng)到上方而隔成淬火槽，并且使第二矯正部20從上方下降，同時(shí)實(shí)現(xiàn)工件W的定心和對(duì)工件的外徑及端部的加壓。接著，當(dāng)從噴嘴52供給冷卻介質(zhì)時(shí)，冷卻介質(zhì)充滿淬火槽內(nèi)。作為此時(shí)的冷卻介質(zhì)，例如優(yōu)選水溶性冷卻劑，而且，優(yōu)選該水溶性冷卻劑的溫度為30°C。
在此，在該第三冷卻部3的第三冷卻工序中，對(duì)于在上述第二冷卻工序中冷卻到了淬火溫度的工件W，一邊至少對(duì)其外徑沿徑向進(jìn)行加壓一邊將其進(jìn)一步冷卻至比上述淬火溫度低的溫度來(lái)使馬氏體相變進(jìn)行(參考圖8的標(biāo)號(hào)C)。接著，在將工件W冷卻至比上述淬火溫度低的溫度并保持了馬氏體相變充分進(jìn)行所必需的預(yù)定時(shí)間(圖8的到標(biāo)號(hào)tb為止的時(shí)間)后，中止來(lái)自噴嘴52的冷卻介質(zhì)的供給，使第二矯正部20向上方離開(kāi)，并且使側(cè)壁53的滑動(dòng)部53s從上方移動(dòng)到下方。接著，如圖7的(e)所示，通過(guò)未圖示的搬送裝置將工件W搬送至下一工序(例如清洗工序)。接著，說(shuō)明上述的壓淬裝置5以及采用該壓淬裝置5的上述壓淬法淬火方法的作用效果。根據(jù)該壓淬裝置5和采用該壓淬裝置5的上述壓淬法淬火方法，構(gòu)成為將達(dá)到熱處理質(zhì)量(熱處理特性和圓度等機(jī)械精度)所需的淬火時(shí)間細(xì)分為三個(gè)階段，并且根據(jù)需要施加矯正，特別是在壓淬裝置5中，與第三階段對(duì)應(yīng)的第三冷卻部3具有第二矯正部20，并且一邊利用該第二矯正部20進(jìn)行矯正一邊進(jìn)一步將工件W冷卻至比第二冷卻部2的淬火溫度低的溫度來(lái)使馬氏體相變進(jìn)行，所述第二矯正部20至少對(duì)被冷卻至淬火溫度的工件的外徑沿徑向進(jìn)行加壓和矯正，由此，能夠在矯正模具內(nèi)(第二矯正部20)進(jìn)一步進(jìn)行馬氏體相變。由此，能夠?qū)崽幚砗蟮木?尺寸、圓度)、熱處理后的尺寸變化進(jìn)行管理，從而進(jìn)一步提聞精度。而且，使用該壓淬裝置5的壓淬法淬火方法為，在與第三階段對(duì)應(yīng)的第三冷卻工序(參考圖8的標(biāo)號(hào)C)中，一邊至少對(duì)在第二冷卻工序(參考圖8的標(biāo)號(hào)B)中被冷卻至淬火溫度的工件W的外徑沿徑向進(jìn)行加壓和矯正，一邊將工件進(jìn)一步冷卻至比上述淬火溫度低的溫度來(lái)使馬氏體相變進(jìn)行，由此，通過(guò)至少對(duì)工件W的外徑沿徑向進(jìn)行加壓，從而能夠一邊對(duì)工件W進(jìn)行矯正一邊使馬氏體相變進(jìn)行。由此，能夠?qū)崽幚砗蟮木?尺寸、圓度)、熱處理后的尺寸變化進(jìn)行管理，從而進(jìn)一步提高精度。并且，根據(jù)上述的壓淬裝置5和使用該壓淬裝置5的上述壓淬法淬火方法，在第一矯正部10或第二矯正部20 (或者第二或第三冷卻工序)中，至少對(duì)工件W的外徑沿徑向進(jìn)行加壓，因此與上述例示的專利文獻(xiàn)I記載的那樣一邊利用加壓輥按壓工件一邊使工件旋轉(zhuǎn)來(lái)進(jìn)行矯正的方法相比，無(wú)需設(shè)定按壓的力等，從而能夠進(jìn)行穩(wěn)定的矯正。關(guān)于圓度的精度，在表I以及圖9和圖10中示出了對(duì)下述工件進(jìn)行比較的結(jié)果采用使用了上述的壓淬裝置5的上述壓淬法淬火方法(本發(fā)明的例子)得到的工件；以及為了比較而在省略了在第三冷卻部3進(jìn)行變形矯正的情況下采用兩個(gè)階段的冷卻工序的淬火方法(比較例)得到的工件。表I
權(quán)利要求
1.一種壓淬法淬火的壓淬裝置， 該壓淬裝置具備 多個(gè)冷卻部，所述多個(gè)冷卻部將工件分階段地冷卻來(lái)進(jìn)行淬火，所述工件是被加熱至預(yù)定溫度的鋼制環(huán)狀工件；以及 矯正部，所述矯正部根據(jù)需要對(duì)由所述多個(gè)冷卻部進(jìn)行淬火中的工件進(jìn)行加壓來(lái)將所述工件矯正為預(yù)期的尺寸， 該壓淬裝置的特征在于， 該壓淬裝置具備 第一冷卻部，所述第一冷卻部將在淬火時(shí)伴有馬氏體相變的工件冷卻至矯正開(kāi)始溫度，所述矯正開(kāi)始溫度比馬氏體相變開(kāi)始溫度(Ms點(diǎn))高； 第二冷卻部，所述第二冷卻部具有第一矯正部，所述第一矯正部至少將冷卻至所述矯正開(kāi)始溫度的工件的外徑沿徑向進(jìn)行加壓并矯正，并且所述第二冷卻部一邊利用該第一矯正部進(jìn)行矯正一邊將該工件冷卻至預(yù)定的淬火溫度；以及 第三冷卻部，所述第三冷卻部具有第二矯正部，所述第二矯正部至少將冷卻至所述淬火溫度的工件的外徑沿徑向進(jìn)行加壓并矯正，并且所述第三冷卻部一邊利用該第二矯正部進(jìn)行矯正一邊進(jìn)一步將該工件冷卻至比所述預(yù)定的淬火溫度低的溫度來(lái)使馬氏體相變進(jìn)行。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的壓淬裝置，其特征在于， 所述第一矯正部除了對(duì)工件的外徑進(jìn)行加壓之外，還具有對(duì)工件的端面沿軸向進(jìn)行加壓的端面矯正部。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的壓淬裝置，其特征在于， 所述第二矯正部除了對(duì)工件的外徑進(jìn)行加壓之外，還具有對(duì)工件的任意其他部分進(jìn)行加壓并矯正的通用矯正部。
4.根據(jù)權(quán)利要求I 3中的任一項(xiàng)所述的壓淬裝置，其特征在于， 所述第一冷卻部還具有對(duì)工件的任意部分進(jìn)行加壓并矯正的第三矯正部。
5.一種工件的壓淬法淬火方法，所述工件是被加熱至預(yù)定溫度的鋼制環(huán)狀工件，該工件的壓淬法淬火方法將所述工件分階段地冷卻來(lái)進(jìn)行淬火，并根據(jù)需要對(duì)該淬火中的工件進(jìn)行加壓以將其矯正為預(yù)期的尺寸， 該工件的壓淬法淬火方法的特征在于， 該工件的壓淬法淬火方法包括 第一冷卻工序，在該第一冷卻工序中，將在淬火時(shí)伴有馬氏體相變的工件冷卻至矯正開(kāi)始溫度，所述矯正開(kāi)始溫度比馬氏體相變開(kāi)始溫度(Ms點(diǎn))高； 第二冷卻工序，在該第二冷卻工序中，一邊至少將冷卻至所述矯正開(kāi)始溫度的工件的外徑沿徑向進(jìn)行加壓并矯正，一邊將所述工件冷卻至預(yù)定的淬火溫度；以及 第三冷卻工序，在該第三冷卻工序中，一邊至少將冷卻至所述預(yù)定的淬火溫度的工件的外徑沿徑向進(jìn)行加壓，一邊進(jìn)一步將所述工件冷卻至比所述淬火溫度低的溫度來(lái)使馬氏體相變進(jìn)行。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的工件的壓淬法淬火方法，其特征在于， 在所述第二冷卻工序中，除了對(duì)工件的外徑進(jìn)行加壓之外，還對(duì)工件的側(cè)面沿軸向進(jìn)行加壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的工件的壓淬法淬火方法，其特征在于， 在所述第三冷卻工序中，除了對(duì)工件的外徑進(jìn)行加壓之外，還對(duì)工件的任意其他部分進(jìn)行加壓并矯正。
8.根據(jù)權(quán)利要求5 7中的任一項(xiàng)所述的工件的壓淬法淬火方法，其特征在于， 在所述第一冷卻工序中，還對(duì)工件的任意部分進(jìn)行加壓并矯正。
全文摘要
本發(fā)明提供工件的壓淬法淬火方法和壓淬裝置，一邊對(duì)工件進(jìn)行加壓矯正一邊將其冷卻至淬火溫度而能夠進(jìn)一步提高工件的尺寸穩(wěn)定性。該壓淬裝置具備第一冷卻部(1)，其將鋼制環(huán)狀工件(W)冷卻至比馬氏體相變開(kāi)始溫度(Ms點(diǎn))高的矯正開(kāi)始溫度；第二冷卻部(2)，其具有至少將冷卻至矯正開(kāi)始溫度的工件的外徑沿徑向進(jìn)行加壓并矯正的第一矯正部(10)，并且一邊利用第一矯正部進(jìn)行矯正一邊將工件冷卻至淬火溫度；以及第三冷卻部(3)，其具有至少將冷卻至淬火溫度的工件的外徑沿徑向進(jìn)行加壓并矯正的第二矯正部(20)，并且一邊利用第二矯正部進(jìn)行矯正一邊進(jìn)一步將工件冷卻至比淬火溫度低的溫度來(lái)使馬氏體相變進(jìn)行。
文檔編號(hào)C21D1/18GK102899459SQ201210044509
公開(kāi)日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月25日
發(fā)明者川上欽也 申請(qǐng)人:日本精工株式會(huì)社