噴丸處理方法
【專利摘要】首先，在判定步驟中，使用渦流傳感器(46)以判定部(48)判定模具(40)的水冷孔(42)的表面有無(wú)氮化層。接著，在噴丸步驟中，在判定步驟的判定結(jié)果為無(wú)氮化層的情況下，以根據(jù)模具(40)的母材所設(shè)定的噴丸條件對(duì)模具(40)的水冷孔(42)的表面實(shí)施噴珠處理，在判定步驟的判定結(jié)果為有氮化層的情況下，以維持有氮化層的狀態(tài)的噴丸條件對(duì)模具(40)的水冷孔(42)的表面實(shí)施噴珠處理。
【專利說(shuō)明】噴丸處理方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明是關(guān)于一種噴丸處理方法。

【背景技術(shù)】
[0002]為了對(duì)模具的冷卻水通道(水冷孔)的表面賦與壓縮殘留應(yīng)力，存在對(duì)冷卻水通道的表面進(jìn)行噴珠的情況(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。
[0003]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)平7-290222號(hào)公報(bào)
[0004]但，關(guān)于專利文獻(xiàn)I揭示的方法，從對(duì)水冷孔的表面有效地賦與壓縮殘留應(yīng)力的觀點(diǎn)而言存在改善的余地。另外，根據(jù)專利文獻(xiàn)I揭示的方法，存在在水冷孔的表面殘留物痕的情況。由于在物痕部分存在應(yīng)力集中的情況，故有可能成為產(chǎn)生裂紋的原因。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在本【技術(shù)領(lǐng)域】中，期望能夠?qū)λ淇椎谋砻嬗行У刭x與壓縮殘留應(yīng)力的噴丸處理方法。另外，在本【技術(shù)領(lǐng)域】中，期望能夠防止或抑制在水冷孔的表面產(chǎn)生裂紋的噴丸處理方法。
[0006]本發(fā)明的一個(gè)方面的噴丸處理方法包含:判定步驟，判定模具的水冷孔的表面有無(wú)氮化層；及噴丸步驟，在上述判定步驟的判定結(jié)果為無(wú)氮化層的情況下，以根據(jù)上述模具的母材所設(shè)定的噴丸條件對(duì)上述水冷孔的表面實(shí)施噴珠處理，在上述判定步驟的判定結(jié)果為有氮化層的情況下，以維持有氮化層的狀態(tài)的噴丸條件對(duì)上述水冷孔的表面實(shí)施噴珠處理。
[0007]根據(jù)該噴丸處理方法，首先，在判定步驟中，判定模具的水冷孔的表面有無(wú)氮化層。然后，在噴丸步驟中，在判定步驟的判定結(jié)果為無(wú)氮化層的情況下，以根據(jù)模具的母材所設(shè)定的噴丸條件對(duì)模具的水冷孔的表面實(shí)施噴珠處理，在判定步驟的判定結(jié)果為有氮化層的情況下，以維持有氮化層的狀態(tài)的噴丸條件對(duì)模具的水冷孔的表面實(shí)施噴珠處理。如此，由于對(duì)模具的水冷孔的表面以根據(jù)氮化層的有無(wú)的噴丸條件進(jìn)行噴珠處理，故能夠?qū)λ淇椎谋砻嬗行У刭x與壓縮殘留應(yīng)力。
[0008]在一實(shí)施方式中，可行的是，在上述判定步驟的判定結(jié)果為有氮化層的情況下，在上述噴丸步驟中，對(duì)上述水冷孔的表面，賦與實(shí)施噴珠處理直到預(yù)測(cè)為可維持有氮化層的狀態(tài)的限度的狀態(tài)為止的情況的一半以下的壓縮殘留應(yīng)力，且分別交替進(jìn)行多次上述判定步驟與上述噴丸步驟。通過(guò)如此構(gòu)成，能夠防止因過(guò)量的噴珠處理而去除氮化層的事態(tài)。
[0009]在一實(shí)施方式中，可行的是，上述判定步驟還判定在上述氮化層的一部分有無(wú)形成表面?zhèn)鹊幕衔飳印⒓霸谏鲜龅瘜拥囊徊糠钟袩o(wú)形成母材側(cè)的擴(kuò)散層，最初的上述判定步驟的判定結(jié)果為有化合物層且有擴(kuò)散層的情況下，交替進(jìn)行上述判定步驟與上述噴丸步驟，至少直到上述判定步驟的判定結(jié)果為無(wú)化合物層且有擴(kuò)散層為止。通過(guò)如此構(gòu)成，在判定步驟的判定結(jié)果為有氮化層的情況下，能夠一方面維持有氮化層的狀態(tài)，一方面實(shí)施有效的噴珠處理。
[0010]在一實(shí)施方式中，可行的是，在上述判定步驟中，使用插入于上述水冷孔的渦流傳感器，判定上述水冷孔的表面有無(wú)氮化層。通過(guò)如此構(gòu)成，可進(jìn)行簡(jiǎn)便的判定。
[0011]在一實(shí)施方式中，可行的是，上述判定步驟使用插入于上述水冷孔的渦流傳感器，判定在上述氮化層的一部分有無(wú)形成表面?zhèn)鹊幕衔飳?、及在上述氮化層的一部分有無(wú)形成母材側(cè)的擴(kuò)散層。通過(guò)如此構(gòu)成，能夠進(jìn)行簡(jiǎn)便的判定。
[0012]在一實(shí)施方式中，可行的是，上述噴丸步驟通過(guò)使投射材料與壓縮空氣共同自插入于上述水冷孔的噴珠用的噴嘴噴射而對(duì)上述水冷孔的表面實(shí)施噴珠處理。通過(guò)如此構(gòu)成，即使假設(shè)水冷孔細(xì)徑且較深，仍能夠使高速的投射材料碰到水冷孔的底部。因此，可對(duì)水冷孔的底部有效地賦與壓縮殘留應(yīng)力。
[0013]本發(fā)明的另一方面的噴丸處理方法包含:判定步驟，判定模具的水冷孔的表面有無(wú)物痕；及噴丸步驟，在上述判定步驟的判定結(jié)果為有物痕的情況下，以去除上述水冷孔的表面的物痕的噴丸條件對(duì)上述水冷孔的表面實(shí)施噴丸處理。
[0014]根據(jù)該噴丸處理方法，首先，在判定步驟中，判定模具的水冷孔的表面有無(wú)物痕。其次，在噴丸步驟中，判定步驟的判定結(jié)果為有物痕的情況下，以去除模具的水冷孔的表面的物痕的噴丸條件，對(duì)模具的水冷孔的表面實(shí)施噴丸處理。如此，由于能夠根據(jù)物痕的有無(wú)變更噴丸條件，而去除模具的水冷孔的表面的物痕，故能夠回避在物痕部分的應(yīng)力集中。因此，能夠防止或抑制裂紋的產(chǎn)生。
[0015]在一實(shí)施方式中，可行的是，在上述判定步驟中，使用插入于上述水冷孔的渦流傳感器，判定上述水冷孔的表面有無(wú)物痕。通過(guò)如此構(gòu)成，能夠進(jìn)行簡(jiǎn)便的判定。
[0016]如以上說(shuō)明，根據(jù)本發(fā)明的一方面及實(shí)施方式，能夠?qū)λ淇椎谋砻嬗行У刭x與壓縮殘留應(yīng)力。另外，根據(jù)本發(fā)明的另一方面及實(shí)施方式，能夠防止或抑制在水冷孔的表面產(chǎn)生裂紋。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是顯示第一實(shí)施方式的噴丸處理方法所應(yīng)用的噴丸處理裝置的模式圖。
[0018]圖2是第一實(shí)施方式的噴珠處理方法的流程圖。
[0019]圖3是用以說(shuō)明第一實(shí)施方式的噴丸處理方法的剖面圖。圖3的㈧顯示判定步驟。圖3的(B)顯示噴丸步驟。
[0020]圖4是顯示最佳的噴珠處理、過(guò)量的噴珠處理、及未進(jìn)行噴珠處理的各情況的壓縮殘留應(yīng)力的分布的圖表。
[0021]圖5是第二實(shí)施方式的噴珠處理方法的流程圖。
[0022]圖6是用以說(shuō)明第二實(shí)施方式的噴丸處理方法的剖面圖。圖6的㈧顯示判定步驟。圖6的(B)顯示噴丸步驟。

【具體實(shí)施方式】
[0023][第一實(shí)施方式]
[0024]針對(duì)第一實(shí)施方式的噴丸處理方法，使用圖1?圖4進(jìn)行說(shuō)明。
[0025](噴丸處理裝置及模具)
[0026]在圖1中，以模式圖顯示本實(shí)施方式的噴丸處理方法所應(yīng)用的噴丸處理裝置10。首先，針對(duì)該噴丸處理裝置10及作為噴丸處理的對(duì)象的模具40進(jìn)行說(shuō)明。
[0027]如圖1所示般，噴丸處理裝置10具備投射單元12。投射單元12用以將投射材料14噴射(投射)于被處理對(duì)象物(在本實(shí)施方式中為模具40)，且具備用以供給投射材料14的貯箱16。另外，投射材料14 (亦稱為噴丸或噴丸材料)在本實(shí)施方式中應(yīng)用金屬球，且其維克氏硬度設(shè)為與被處理對(duì)象相同程度或其以上。
[0028]在貯箱16的上部形成有空氣流入口 16A，在該空氣流入口 16A連接有連接配管18的一端部。連接配管18的另一端部連接于連接配管20的流道中間部，連接配管20的流道上游側(cè)(圖中右側(cè))的一端部連接于壓縮空氣的供給用的壓縮機(jī)22(壓縮空氣供給裝置)。即，貯箱16經(jīng)由連接配管18、20而連接于壓縮機(jī)22。另外，于連接配管18的流道中間部設(shè)有空氣流量控制閥24 (電氣比例閥)，通過(guò)該空氣流量控制閥24打開(kāi)，將來(lái)自壓縮機(jī)22的壓縮空氣供給至貯箱16內(nèi)。由此能夠使貯箱16內(nèi)加壓。
[0029]另外，在貯箱16的下部，形成有設(shè)有切割口(圖示省略)的噴丸流出口 16B，在該噴丸流出口 16B連接有連接配管26的一端部。連接配管26的另一端部連接于連接配管20的流道中間部，在連接配管26的流道中間部設(shè)有噴丸流量控制閥28。作為噴丸流量控制閥28，例如應(yīng)用麥格納閥(7f ^寸)或混合閥等。連接配管20的與連接配管26的合流部作為混合部20A。在連接配管20，在較混合部20A更靠向流道上游側(cè)(圖中右側(cè))且較與連接配管18的連接部更靠向流道下游側(cè)(圖中左側(cè))，設(shè)有空氣流量控制閥30 (電氣比例閥)。
[0030]S卩，在貯箱16內(nèi)已加壓的狀態(tài)下上述切割口及噴丸流量控制閥28打開(kāi)且空氣流量控制閥30打開(kāi)的情況下，自貯箱16所供給的投射材料14與自壓縮機(jī)22所供給的壓縮空氣在混合部20A混合，而流動(dòng)至連接配管20的流道下游側(cè)(圖中左側(cè))。
[0031]在連接配管20的流道下游側(cè)的端部，連接有噴射用(噴珠用)的噴嘴32。由此，在混合部20A流動(dòng)的投射材料14在與壓縮空氣混合的狀態(tài)下自噴嘴32之前端部噴射。噴嘴32應(yīng)用形成為筒狀且具有能插入于模具40的水冷孔42的直徑的噴嘴。
[0032]另外，噴丸處理裝置10可設(shè)為包含握持噴嘴32的機(jī)械臂(圖示省略)的構(gòu)成，亦可設(shè)為上述機(jī)械臂使噴嘴32相對(duì)水冷孔42進(jìn)退移動(dòng)(往返移動(dòng))的構(gòu)成。
[0033]噴丸處理裝置10具備操作單元34。操作單元34構(gòu)成為能夠輸入實(shí)施噴珠處理時(shí)的處理?xiàng)l件(例如，包含由壓縮機(jī)22供給的壓縮空氣的壓力、噴射的投射材料14的量的噴丸條件的一部分)，且構(gòu)成為向控制單元36輸出與輸入操作對(duì)應(yīng)的信號(hào)?？刂茊卧?6構(gòu)成為具有存儲(chǔ)裝置或運(yùn)算處理裝置等，且構(gòu)成為基于自操作單元34所輸出的信號(hào)，控制壓縮機(jī)22、空氣流量控制閥24、30、噴丸流量控制閥28、及上述的切割口(圖示省略)等。S卩，在控制單元36預(yù)先存儲(chǔ)有用于以與操作單元34所輸出的信號(hào)對(duì)應(yīng)的噴丸條件實(shí)施噴珠處理的程序。
[0034]另一方面，模具40以成型用的形狀形成有構(gòu)成配合面?zhèn)鹊脑O(shè)計(jì)面40A。與此相對(duì)，在模具40的背面40B (與設(shè)計(jì)面40A相反側(cè)的面)形成有多個(gè)(圖示省略)細(xì)徑且有底的水冷孔42。
[0035]本實(shí)施方式的模具40是形成為氮化處理后的合金(在本實(shí)施方式中作為一例為SKD61的軟氮化材料)制的金屬壓鑄用的模具。另外，金屬壓鑄是模具鑄造法的一種，是通過(guò)向模具40中壓入已熔融的金屬而能夠在短時(shí)間內(nèi)大量地生產(chǎn)高尺寸精度的鑄件的鑄造方式。如此的模具40在熔液壓入時(shí)被加熱至高溫且在使用水冷孔42的水冷時(shí)被冷卻。并且，為快速冷卻模具40，較短地設(shè)定水冷孔42的底部42A與設(shè)計(jì)面40A的距離d。
[0036]另外，所謂對(duì)模具40所實(shí)施的氮化處理，是指例如將含有Al、Cr、Mo、Ti及V中任一種以上的合金鋼，在NH3氣體中以大約500°C左右的低溫加熱，由此于其表面獲得極硬的氮化層的熱處理?；径裕瘜影纬赡覆牡暮辖痄搨?cè)的擴(kuò)散層、及形成表面?zhèn)鹊幕衔飳?。擴(kuò)散層是于合金鋼中氮擴(kuò)散所得的層。另外，化合物層是以氮化物、碳化物、碳氮化等為主體的層，具有非常硬且脆的特征。另外，氮化層亦有自最初作為僅擴(kuò)散層的健全層存在的情況。此處，本實(shí)施方式的所謂“健全層”是指以能辨識(shí)為處于正常的層狀態(tài)的程度的厚度而形成的層。
[0037]對(duì)此，噴丸處理裝置10具備用以判定有無(wú)氮化層等的判定單元38。另外，根據(jù)本實(shí)施方式，判定單元38雖作為噴丸處理裝置10的一部分而設(shè)置，但判定單元38亦可與噴丸處理裝置10分別獨(dú)立設(shè)置。
[0038]判定單元38具備渦流傳感器46、及連接于該渦流傳感器46的判定部48。渦流傳感器46將分別與模具40的水冷孔42的表面(內(nèi)面)有無(wú)氮化層、有無(wú)化合物層、及有無(wú)擴(kuò)散層對(duì)應(yīng)的測(cè)定信號(hào)輸出至判定部48。判定部48基于來(lái)自潤(rùn)流傳感器46的測(cè)定信號(hào)而判定有無(wú)氮化層、有無(wú)化合物層、及有無(wú)擴(kuò)散層，例如，通過(guò)具有CPU等的電子電路而構(gòu)成。
[0039]另外，亦能夠設(shè)為判定部48與控制單元36連接(參照?qǐng)D中的雙點(diǎn)劃線50)而將判定部48中的判定結(jié)果輸出至控制單元36的裝置構(gòu)成。另外，可行的是，判定部48構(gòu)成為能夠操作上述的機(jī)械臂，且通過(guò)由判定部48所操作的機(jī)械臂進(jìn)行渦流傳感器46的設(shè)置。
[0040](噴丸處理方法)
[0041 ] 接著，一方面針對(duì)噴丸處理方法進(jìn)行說(shuō)明，一方面針對(duì)其作用及效果進(jìn)行說(shuō)明。圖2是第一實(shí)施方式的噴丸處理方法的流程圖。在圖3中顯示有用以說(shuō)明本實(shí)施方式的噴丸處理方法的剖面圖。
[0042]如圖2所示，首先，判定部48進(jìn)行傳感器測(cè)定信號(hào)的判定步驟(SlO)。根據(jù)SlO的步驟，如圖3的(A)所示，例如機(jī)械臂將渦流傳感器46插入于水冷孔42。接著，判定部48(廣義而言以使用電磁學(xué)技術(shù)的非破壞檢查)判定模具40的水冷孔42的表面(內(nèi)面)有無(wú)氮化層(判定步驟)。另外，根據(jù)本實(shí)施方式，判定部48使用渦流傳感器46判定在氮化層的一部分有無(wú)形成表面?zhèn)鹊幕衔飳印⒓霸诘瘜拥囊徊糠钟袩o(wú)形成母材側(cè)的擴(kuò)散層。
[0043]另外，所謂本實(shí)施方式的氮化層的有無(wú)，即是否存在形成健全層的氮化層，存在形成健全層的氮化層的情況為有氮化層，此外為無(wú)氮化層。另外，所謂本實(shí)施方式的化合物層的有無(wú)，即是否存在形成健全層的化合物層，存在形成健全層的化合物層的情況為有化合物層，此外為無(wú)化合物層。再者，所謂本實(shí)施方式的擴(kuò)散層的有無(wú)，即是否存在形成健全層的擴(kuò)散層，存在形成健全層的擴(kuò)散層的情況為有擴(kuò)散層，此外為無(wú)擴(kuò)散層。
[0044]對(duì)渦流傳感器46應(yīng)用周知的渦流傳感器。針對(duì)渦流傳感器46簡(jiǎn)單地說(shuō)明，渦流傳感器46在傳感器頭內(nèi)部具備線圈(圖示省略)，通過(guò)在該線圈中流通高頻率電流而產(chǎn)生高頻率磁場(chǎng)。然后，若在渦流傳感器46產(chǎn)生的高頻率磁場(chǎng)內(nèi)有導(dǎo)體(模具40)，則會(huì)受磁場(chǎng)變化誘導(dǎo)而在導(dǎo)體(模具40)中產(chǎn)生螺旋狀的渦流。根據(jù)伴隨該渦流的磁通，渦流傳感器46的線圈的電阻會(huì)變化。另一方面，由于根據(jù)判定對(duì)象的導(dǎo)體(模具40)的化學(xué)成份或結(jié)晶構(gòu)造等，上述渦流的通道及上述磁通的通道亦不同，故渦流傳感器46的線圈的電阻亦不同。
[0045]渦流傳感器46利用如此的現(xiàn)象，將分別與有無(wú)氮化層、有無(wú)化合物層、及有無(wú)擴(kuò)散層對(duì)應(yīng)的測(cè)定信號(hào)輸出至判定部48。判定部48基于來(lái)自渦流傳感器46的測(cè)定信號(hào)，判定有無(wú)氮化層(有無(wú)化合物層及有無(wú)擴(kuò)散層)。如此，通過(guò)使用渦流傳感器46，可簡(jiǎn)便地判定有無(wú)氮化層(有無(wú)化合物層及有無(wú)擴(kuò)散層)。
[0046]接著，例如機(jī)械臂將渦流傳感器46拔出，使渦流傳感器46向水冷孔42的外撤離。其后，例如機(jī)械臂將圖3的(B)所示的噴嘴32插入至水冷孔42。接著，基于判定結(jié)果，控制單元36使投射材料與壓縮空氣共同自噴嘴32之前端向水冷孔42的底部42A等噴射(S12、S14)。此處，SlO的判定步驟的判定結(jié)果為無(wú)氮化層的情況下，控制單元36以根據(jù)模具40的母材所設(shè)定的第二噴丸條件，對(duì)模具40的水冷孔42的表面實(shí)施噴珠處理(S14:第二噴丸步驟)。另一方面，SlO的判定步驟的判定結(jié)果為有氮化層的情況下，控制單元36以維持有氮化層的狀態(tài)的第一噴丸條件，對(duì)模具40的水冷孔42的表面實(shí)施噴珠處理(S12:第一噴丸步驟)。另外，所謂根據(jù)模具40的母材所設(shè)定的第二噴丸條件，意為考慮到母材的機(jī)械性質(zhì)的最佳加工條件(為獲得所需的壓縮殘留應(yīng)力的最佳條件)。
[0047]如此，通過(guò)以根據(jù)有無(wú)氮化層的噴丸條件對(duì)模具40的水冷孔42的表面進(jìn)行噴珠處理,而對(duì)水冷孔42的表面有效地賦與壓縮殘留應(yīng)力。
[0048]另外，SlO的判定步驟的判定結(jié)果為有氮化層的情況下，在S12的第一噴丸步驟中，控制單元36對(duì)模具40的水冷孔42的表面，以一次噴珠處理，賦與進(jìn)行噴珠處理直到預(yù)測(cè)為能維持有氮化層的狀態(tài)的限度的狀態(tài)為止的情況的一半以下的壓縮殘留應(yīng)力。由此，可防止因過(guò)量的噴珠處理而導(dǎo)致氮化層被去除(過(guò)分削減)的情況。
[0049]另外，在S12及S14的噴丸步驟中，例如機(jī)械臂使噴嘴32沿著水冷孔42移動(dòng)，由此亦對(duì)水冷孔42的底部42A以外的部位進(jìn)行噴珠處理。在S12及S14的噴丸步驟之后，例如機(jī)械臂將噴嘴32拔出，使噴嘴32向水冷孔42的外撤離。
[0050]此處，最初的判定步驟(SlO)的判定結(jié)果為有化合物層且有擴(kuò)散層的情況下，判定部48及控制單元36交替進(jìn)行S16的判定步驟與S12的第一噴丸步驟，至少直到下次以后的判定步驟(S16)的判定結(jié)果為無(wú)化合物層且有擴(kuò)散層為止。即，該反復(fù)處理的結(jié)束條件是下次以后的判定步驟的判定結(jié)果為無(wú)化合物層且有擴(kuò)散層的情況。S16的判定步驟與S12的第一噴丸步驟是分別進(jìn)行多次直到滿足結(jié)束條件。由此，SlO的判定步驟的判定結(jié)果為有氮化層的情況下，一方面維持有氮化層的狀態(tài)，一方面進(jìn)行有效的噴珠處理。
[0051]如以上說(shuō)明，根據(jù)本實(shí)施方式的噴丸處理方法，可對(duì)水冷孔42的表面有效地賦與壓縮殘留應(yīng)力。作為其結(jié)果，可防止或有效地抑制在模具40的水冷孔42的附近的應(yīng)力腐蝕裂紋(SCC)。
[0052]此處，針對(duì)應(yīng)力腐蝕裂紋進(jìn)行補(bǔ)充說(shuō)明。模具40于熔液壓入時(shí)將設(shè)計(jì)面40A被暴露于高溫下，其后，在使冷卻水流入水冷孔42的水冷時(shí)被冷卻。若連續(xù)反復(fù)該循環(huán)，則有可能產(chǎn)生熱龜裂或熱裂紋，從而可能成為模具破壞的原因。另一方面，近年來(lái)，為謀求縮短制造金屬壓鑄制品時(shí)的每一循環(huán)的時(shí)間(進(jìn)而謀求減少成本)，或者，為對(duì)應(yīng)金屬壓鑄制品的大型化，有必要快速地冷卻模具。因此，進(jìn)行增加形成于模具40上的水冷孔42的數(shù)或使水冷孔42與設(shè)計(jì)面40A靠近的應(yīng)對(duì)。但，若水冷孔42與設(shè)計(jì)面40A的距離較近則熱梯度(熱應(yīng)力梯度)較小，故作為結(jié)果，水冷孔42的表面受到的熱應(yīng)力(拉伸應(yīng)力f)較大,從而應(yīng)力腐蝕裂紋的可能性亦變大。
[0053]作為產(chǎn)生該應(yīng)力腐蝕裂紋的主要原因，一般可舉出材料原因、環(huán)境原因、拉伸應(yīng)力f三個(gè)，在該三個(gè)條件重迭的情況下會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋。對(duì)此，在本實(shí)施方式中，通過(guò)以噴珠賦與壓縮殘留應(yīng)力，而抑制產(chǎn)生應(yīng)力腐蝕裂紋的主要原因之一即拉伸應(yīng)力f的影響，進(jìn)而抑制應(yīng)力腐蝕裂紋的產(chǎn)生。
[0054]然而，對(duì)細(xì)徑且較深的盲孔的水冷孔42 (細(xì)深孔)進(jìn)行噴珠處理的情況下，自噴嘴32向水冷孔42的內(nèi)部所噴射的壓縮空氣的排放較差。而且，若因該原因，而與壓縮空氣混合的投射材料14的速度未達(dá)到所需的速度，則亦可考慮到無(wú)法在水冷孔42的底部42A (末端部)上充分獲得噴珠處理的效果的可能性。對(duì)此，在本實(shí)施方式中，由于是通過(guò)使投射材料14與壓縮空氣共同自插入于水冷孔42的噴嘴32噴射而對(duì)水冷孔42的表面實(shí)施噴珠處理，故即使盲孔的水冷孔42為細(xì)徑且較深者，仍能夠使高速的投射材料14碰到水冷孔42的底部42A。由此，對(duì)水冷孔42的底部42A有效地賦與壓縮殘留應(yīng)力。
[0055]另一方面，根據(jù)水冷孔42的內(nèi)面有無(wú)氮化層，亦考慮無(wú)法有效賦與壓縮殘留應(yīng)力的可能性。此處，在圖4中，顯示有測(cè)定最佳噴珠處理、過(guò)量的噴珠處理、及未進(jìn)行噴珠處理的各情況的壓縮殘留應(yīng)力的分布的結(jié)果。橫軸是表示距水冷孔42的表面的距離(相對(duì)于表面為模具40的母材側(cè)且垂直的方向的深度)。針對(duì)進(jìn)行噴珠處理之前已處于有氮化層的狀態(tài)的部位，若進(jìn)行過(guò)量的噴珠處理而導(dǎo)致成為無(wú)氮化層的狀態(tài)，則無(wú)法有效地于對(duì)象部位賦與壓縮殘留應(yīng)力。針對(duì)該點(diǎn)，在本實(shí)施方式中，以根據(jù)圖3所示的水冷孔42的表面有無(wú)氮化層的最佳噴丸條件(加工條件)，對(duì)模具40的水冷孔42的表面進(jìn)行噴珠處理，故能夠?qū)λ淇?2的表面有效地賦與壓縮殘留應(yīng)力。
[0056]另外，根據(jù)本實(shí)施方式，可行的是，在圖3的(A)所示的判定步驟之前，進(jìn)行判定模具40的背面40B有無(wú)氮化層的預(yù)先判定步驟，在預(yù)先判定步驟之后且判定步驟之前，進(jìn)行對(duì)模具40的背面40B實(shí)施噴珠處理的預(yù)先噴丸步驟。而且，最初的預(yù)先判定步驟的判定結(jié)果為有氮化層的情況下，交替進(jìn)行預(yù)先判定步驟與預(yù)先噴丸步驟，直到預(yù)先判定步驟的判定結(jié)果為無(wú)氮化層為止，且基于其間的噴丸條件，設(shè)定SlO的判定步驟的判定結(jié)果為有氮化層的情況的第一噴丸條件。即，通過(guò)交替地進(jìn)行預(yù)先判定步驟與預(yù)先噴丸步驟，預(yù)測(cè)水冷孔42上能維持有氮化層的狀態(tài)的限度的第一噴丸條件。
[0057][第二實(shí)施方式]
[0058]接著，針對(duì)第二實(shí)施方式的噴丸處理方法，使用圖5及圖6進(jìn)行說(shuō)明。圖5是第二實(shí)施方式的噴丸處理方法的的流程圖。在圖6中顯示有用以說(shuō)明第二實(shí)施方式的噴丸處理方法的剖面圖。另外，應(yīng)用于該噴丸處理方法的噴丸處理裝置的基本構(gòu)造與第一實(shí)施方式的構(gòu)成相同。因此，針對(duì)與第一實(shí)施方式相同的構(gòu)成部，標(biāo)注同一符號(hào)而省略說(shuō)明。
[0059]如圖5所示，首先，判定部48進(jìn)行傳感器測(cè)定信號(hào)的判定步驟(S20)。在S20的步驟中，如圖6的(A)所示，例如機(jī)械臂將渦流傳感器46插入于水冷孔42。接著，判定部48使用渦流傳感器46 (廣義上以使用電磁學(xué)技術(shù)的非破壞檢查)判定模具40的水冷孔42的表面(內(nèi)面)有無(wú)物痕44 (判定步驟)。
[0060]若進(jìn)行補(bǔ)充，則雖會(huì)因渦流傳感器46產(chǎn)生的高頻率磁場(chǎng)而在模具40的水冷孔42的表面產(chǎn)生渦流，但在有物痕44的情況與無(wú)物痕的情況下，上述渦流的通道不同，從而伴隨上述渦流的磁通的通道亦不同。其結(jié)果，由于渦流傳感器46的線圈的電阻亦不同，故，渦流傳感器46將與有無(wú)物痕44對(duì)應(yīng)的測(cè)定信號(hào)輸出至判定部48。判定部48基于來(lái)自渦流傳感器46的測(cè)定信號(hào)，判定有無(wú)物痕44。如此，通過(guò)使用渦流傳感器46，能夠簡(jiǎn)便地判定有無(wú)物痕44。
[0061]另外，水冷孔42的表面的物痕44 (凹凸)是以鉆孔加工或放電加工等形成水冷孔42的時(shí)所形成的瑕疵部分。
[0062]接著，例如機(jī)械臂將渦流傳感器46拔出，而使其向水冷孔42的外撤離。S20的判定步驟的判定結(jié)果為有物痕的情況下，例如機(jī)械臂將圖3的(B)所示的噴嘴32插入于水冷孔42。然后，控制單元36使投射材料與壓縮空氣共同自噴嘴32的前端向模具40的水冷孔42的表面的物痕44噴射(噴丸處理)。該噴丸處理是以除去模具40的水冷孔42的表面的物痕44的第三噴丸條件而進(jìn)行(S22、第三噴丸步驟)。
[0063]另外，在噴嘴32的前端部可以安裝有反射構(gòu)件(未圖示的夾具)，該反射構(gòu)件以使投射材料的噴射方向成為相對(duì)噴嘴32的軸向交叉的方向的方式使投射材料反射。通過(guò)安裝如此的反射構(gòu)件，水冷孔42的側(cè)面的加工較容易。
[0064]S22的第三噴丸步驟與S20的判定步驟交替進(jìn)行直到S20的判定步驟的判定結(jié)果為無(wú)物痕。如此，通過(guò)進(jìn)行噴丸處理(噴砂)直到無(wú)物痕為止，而去除物痕44，從而可防止向物痕44的應(yīng)力集中。
[0065]若進(jìn)行補(bǔ)充說(shuō)明，模具40是如上述那樣由于反復(fù)加熱與冷卻，故因其時(shí)的溫度梯度而反復(fù)受到熱應(yīng)力(拉伸應(yīng)力f)，因此在物痕44存在于表面的情況下，該部分成為應(yīng)力集中部。但，在本實(shí)施方式中，通過(guò)去除物痕44，可消除如此的應(yīng)力集中部。
[0066]如以上說(shuō)明般，根據(jù)本實(shí)施方式的噴丸處理方法，能夠防止或抑制在水冷孔42的表面上產(chǎn)生裂紋(龜裂)。
[0067][實(shí)施方式的補(bǔ)充說(shuō)明]
[0068]另外，根據(jù)上述實(shí)施方式，雖交替進(jìn)行判定步驟與噴丸步驟，但亦能設(shè)為各進(jìn)行一次判定步驟與噴丸步驟的噴丸處理方法。
[0069]另外，作為上述第一實(shí)施方式的變化例，可設(shè)為如下的噴丸處理方法，例如，判定步驟的判定結(jié)果為有氮化層的情況下，在最初的噴丸步驟中，對(duì)水冷孔的表面，賦與進(jìn)行噴珠處理直到預(yù)測(cè)為可維持有氮化層的狀態(tài)的限度的狀態(tài)為止的情況的一半以上的壓縮殘留應(yīng)力，在第二次以下的噴丸步驟中，對(duì)水冷孔的表面，賦與進(jìn)行噴珠處理直到預(yù)測(cè)為可維持有氮化層的狀態(tài)的限度的狀態(tài)為止的情況的一半以下的壓縮殘留應(yīng)力。
[0070]另外，作為上述第一實(shí)施方式的變化例，亦能夠在最初的判定步驟的判定結(jié)果為有化合物層且有擴(kuò)散層的情況下，交替進(jìn)行判定步驟與噴丸步驟，直到判定步驟的判定結(jié)果為無(wú)化合物層且有擴(kuò)散層的預(yù)測(cè)階段之前為止。
[0071]另外，根據(jù)上述第一實(shí)施方式，雖使用插入于水冷孔42的渦流傳感器46判定圖3的(A)所示的水冷孔42的表面有無(wú)氮化層、有無(wú)化合物層、及有無(wú)擴(kuò)散層，但亦能夠使用例如插入于水冷孔的超音波傳感器或瑞利波傳感器等其它傳感器判定水冷孔42的表面有無(wú)氮化層、有無(wú)化合物層、及有無(wú)擴(kuò)散層。另外，亦能夠?yàn)椴会槍?duì)水冷孔42的表面有無(wú)化合物層、及有無(wú)擴(kuò)散層進(jìn)行判定的噴丸處理方法。
[0072]另外，作為上述實(shí)施方式的變化例，可行的是，例如，在對(duì)粗徑且較淺的水冷孔等實(shí)施噴珠處理的情況等時(shí)，以不將噴嘴插入于水冷孔的狀態(tài)進(jìn)行噴丸步驟。
[0073]另外，作為第二實(shí)施方式的變化例，可行的是，在判定步驟中，使用內(nèi)視鏡判定圖6所示的模具40的水冷孔42的表面有無(wú)物痕44。
[0074]另外，上述實(shí)施方式及上述的多個(gè)變化例能夠進(jìn)行適當(dāng)組合而實(shí)施。
[0075]圖中標(biāo)號(hào)說(shuō)明:
[0076]14…投射材料；32…噴嘴；40…模具；42…水冷孔；44…物痕；46…渦流傳感器。
【權(quán)利要求】
1.一種噴丸處理方法，其包含: 判定步驟，判定模具的水冷孔的表面有無(wú)氮化層 '及 噴丸步驟，在上述判定步驟的判定結(jié)果為無(wú)氮化層的情況下，以根據(jù)上述模具的母材所設(shè)定的噴丸條件對(duì)上述水冷孔的表面實(shí)施噴珠處理，在上述判定步驟的判定結(jié)果為有氮化層的情況下，以維持有氮化層的狀態(tài)的噴丸條件對(duì)上述水冷孔的表面實(shí)施噴珠處理。
2.如權(quán)利要求1所述的噴丸處理方法，其中， 在上述判定步驟的判定結(jié)果為有氮化層的情況下，在上述噴丸步驟中，對(duì)上述水冷孔的表面賦與實(shí)施噴珠處理直到預(yù)測(cè)為可維持有氮化層的狀態(tài)的限度的狀態(tài)為止的情況的一半以下的壓縮殘留應(yīng)力，且分別交替進(jìn)行多次上述判定步驟與上述噴丸步驟。
3.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的噴丸處理方法，其中， 上述判定步驟還判定在上述氮化層的一部分有無(wú)形成表面?zhèn)鹊幕衔飳?、及在上述氮化層的一部分有無(wú)形成母材側(cè)的擴(kuò)散層，且 在最初的上述判定步驟的判定結(jié)果為有化合物層且有擴(kuò)散層的情況下，交替進(jìn)行上述判定步驟與上述噴丸步驟，至少直到上述判定步驟的判定結(jié)果為無(wú)化合物層且有擴(kuò)散層為止。
4.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的噴丸處理方法，其中， 在上述判定步驟中，使用插入于上述水冷孔的渦流傳感器判定上述水冷孔的表面有無(wú)氮化層。
5.如權(quán)利要求3所述的噴丸處理方法，其中， 在上述判定步驟中，使用插入于上述水冷孔的渦流傳感器判定上述水冷孔的表面有無(wú)氮化層。
6.如權(quán)利要求3所述的噴丸處理方法，其中， 上述判定步驟使用插入于上述水冷孔的渦流傳感器判定在上述氮化層的一部分有無(wú)形成表面?zhèn)鹊幕衔飳?、及在上述氮化層的一部分有無(wú)形成母材側(cè)的擴(kuò)散層。
7.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的噴丸處理方法，其中， 上述噴丸步驟通過(guò)使投射材料與壓縮空氣共同自插入于上述水冷孔的噴珠用的噴嘴噴射而對(duì)上述水冷孔的表面實(shí)施噴珠處理。
8.如權(quán)利要求3所述的噴丸處理方法，其中， 上述噴丸步驟通過(guò)使投射材料與壓縮空氣共同自插入于上述水冷孔的噴珠用的噴嘴噴射而對(duì)上述水冷孔的表面實(shí)施噴珠處理。
9.一種噴丸處理方法，其包含: 判定步驟，判定模具的水冷孔的表面有無(wú)物痕 '及 噴丸步驟，在上述判定步驟的判定結(jié)果為有物痕的情況下，以去除上述水冷孔的表面的物痕的噴丸條件對(duì)上述水冷孔的表面實(shí)施噴丸處理。
10.如權(quán)利要求7所述的噴丸處理方法，其中， 在上述判定步驟中，使用插入于上述水冷孔的渦流傳感器判定上述水冷孔的表面有無(wú)物痕。
【文檔編號(hào)】B22D17/22GK104169047SQ201280071535
【公開(kāi)日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2012年11月21日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月24日
【發(fā)明者】小林祐次, 松井彰則 申請(qǐng)人:新東工業(yè)株式會(huì)社