r>[0035]托架13例如是將板材排列成格子狀并形成為大致長(zhǎng)方體狀的托架。托架13的寬度比被處理物Μ的寬度稍大，托架13的大小形成為以底面上寬度方向的端緣支撐在輥12上。
[0036]作為被處理物Μ，例示了模具鋼(SKD材料)或高速鋼(SKH材料)等的鋼。在本實(shí)施方式中，以下針對(duì)被處理物Μ為模具鋼(SKD61)的情況進(jìn)行說明。
[0037]氣體冷卻裝置20通過向冷卻室160內(nèi)供給冷卻氣體而對(duì)被處理物Μ進(jìn)行冷卻。氣體冷卻裝置20具備總管21，供給管22，以及氣體回收和供給系統(tǒng)23。總管21如圖3中雙點(diǎn)劃線所示，配置在冷卻室160的運(yùn)送方向下游側(cè)端部，形成為以運(yùn)送裝置10運(yùn)送被處理物Μ的運(yùn)送路徑為中心的環(huán)狀。冷卻氣體通過氣體回收和供給系統(tǒng)23向該總管21供給。
[0038]供給管22形成為一端部與總管21相連，另一端側(cè)沿水平方向朝向運(yùn)送方向上游側(cè)延伸。供給管22以運(yùn)送裝置10運(yùn)送被處理物Μ的運(yùn)送路徑為中心、沿圓周方向大致等間隔(在本實(shí)施方式中為90°的間隔)地設(shè)有多個(gè)(在本實(shí)施方式中為四個(gè))。而且，如圖3所示，供給管22設(shè)在環(huán)狀的總管21的3點(diǎn)、6點(diǎn)、9點(diǎn)、12點(diǎn)的位置(上下左右的位置)。各供給管22形成為另一端側(cè)沿水平方向朝向冷卻室160的運(yùn)送方向上游側(cè)延伸到冷卻室160的整個(gè)長(zhǎng)度。在各供給管22長(zhǎng)度方向的整體上分別隔開規(guī)定間隔地形成有多個(gè)朝向被處理物的運(yùn)送路徑開口的噴出口 24。
[0039]氣體回收和供給系統(tǒng)23作為主要的要素具有與真空容器1相連的排氣管25，設(shè)在排氣管25中的開閉閥26，對(duì)由排氣管25回收的冷卻氣體再次進(jìn)行冷卻的作為冷卻器的熱交換器27，以及向總管21供給再次冷卻后的冷卻氣體的風(fēng)扇28。
[0040]作為冷卻氣體，例如使用氬、氦、氮等惰性氣體。
[0041]氣體回收和供給系統(tǒng)23能夠通過將冷卻液回收和供給系統(tǒng)33中的開閉閥36關(guān)閉，將氣體回收和供給系統(tǒng)23中的開閉閥26打開，由熱交換器27對(duì)從冷卻室160導(dǎo)入到排氣管25中的冷卻氣體進(jìn)行再次冷卻，通過風(fēng)扇28的動(dòng)作供給冷卻氣體而在總管21中循環(huán)。
[0042]霧沫冷卻裝置30通過以霧沫狀向冷卻室160內(nèi)供給冷卻液而對(duì)被處理物Μ進(jìn)行冷卻。霧沫冷卻裝置30具備總管31 (圖3中未圖示)，供給管32，以及冷卻液回收和供給系統(tǒng)33?？偣?1配置在冷卻室160的運(yùn)送方向上游側(cè)端部，形成以運(yùn)送裝置10運(yùn)送被處理物Μ的運(yùn)送路徑為中心的環(huán)狀。冷卻液通過冷卻液回收和供給系統(tǒng)33向該總管31中供給。
[0043]供給管32形成為一端部與總管31相連，另一端側(cè)沿水平方向朝向運(yùn)送方向下游側(cè)延伸。供給管32以運(yùn)送裝置10運(yùn)送被處理物Μ的運(yùn)送路徑為中心、沿圓周方向大致等間隔(在本實(shí)施方式中為90°的間隔)地設(shè)有多個(gè)(在本實(shí)施方式中為四個(gè))。而且，如圖3所示，供給管32設(shè)在環(huán)狀的總管21中與水平方向?yàn)椤?5°的位置。各供給管32形成為另一端側(cè)沿水平方向朝向冷卻室160的運(yùn)送方向下游側(cè)延伸到冷卻室160的整個(gè)長(zhǎng)度。在各供給管32長(zhǎng)度方向的整體上分別隔開規(guī)定間隔地形成有多個(gè)朝向被處理物的運(yùn)送路徑以霧沫狀噴射冷卻液的噴嘴部34。
[0044]另外，供給管32以及噴嘴部34的配置位置優(yōu)選是避開因霧沫狀的冷卻液受到重力的影響而在供給量上有可能產(chǎn)生偏差的上下方向，優(yōu)選沿著水平方向供給霧沫狀的冷卻液。原本即使在沿著上下方向供給冷卻液的情況下只要考慮重力產(chǎn)生的影響而使供給量不同即可。而且，在不是配置四個(gè)而例如是配置三個(gè)供給管32的情況下，為了盡量減少垂直成分，優(yōu)選將供給管32配置在最頂部和隔著該最頂部為±120°的位置。
[0045]冷卻液回收和供給系統(tǒng)33作為主要的要素具有與真空容器1相連的排液管35，設(shè)在排液管35中的開閉閥36，通過馬達(dá)39的驅(qū)動(dòng)而將由排液管35回收的冷卻液經(jīng)由配管37向總管31送液的栗38，計(jì)量冷卻室160的壓力(氣壓)的傳感器40，包含控制馬達(dá)39驅(qū)動(dòng)的變換器并基于傳感器40的計(jì)量結(jié)果進(jìn)行冷卻液的流量控制的控制裝置41，以及對(duì)因來自處理品的受熱而氣化了的冷卻液進(jìn)行液化的液化器(液化收集器)42。
[0046]作為冷卻液，例如能夠使用油，食鹽溶液，后述的氟系惰性液體等。
[0047]冷卻液回收和供給系統(tǒng)33能夠通過在將氣體回收和供給系統(tǒng)23中的開閉閥26關(guān)閉，將冷卻液回收和供給系統(tǒng)33中的開閉閥36打開的狀態(tài)下驅(qū)動(dòng)馬達(dá)39而使栗38動(dòng)作，經(jīng)由配管37供給以霧沫狀向冷卻室160供給后被真空容器1的內(nèi)壁面及液化器42液化并貯留在真空容器1的底部的冷卻液而在總管31中循環(huán)。
[0048]溫度傳感器80設(shè)在被處理物Μ的外表面，計(jì)量被處理物Μ的溫度。溫度傳感器80的計(jì)量結(jié)果向控制裝置41輸出。作為溫度傳感器80，在本實(shí)施方式中設(shè)有熱電偶。原本例如使用放射溫度計(jì)那樣非接觸式的傳感器計(jì)量溫度即可。
[0049]控制裝置41基于溫度傳感器80的計(jì)量結(jié)果控制馬達(dá)39的驅(qū)動(dòng)。本實(shí)施方式的控制裝置41將霧沫狀的冷卻液?jiǎn)挝粫r(shí)間的供給量與被處理物Μ內(nèi)外的溫度的相關(guān)關(guān)系作為表格保持在存儲(chǔ)器中，能夠根據(jù)溫度傳感器80的計(jì)量結(jié)果(被處理物Μ外表面的溫度)計(jì)量被處理物Μ內(nèi)部的溫度。另外，上述相關(guān)關(guān)系的表格例如通過預(yù)備實(shí)驗(yàn)或模擬等作出。
[0050]接著，基于圖4至圖5C，對(duì)在上述真空熱處理爐100中由冷卻室160對(duì)加熱后的被處理物Μ進(jìn)行冷卻是順序進(jìn)行說明。另外，在以下的說明中，對(duì)使保持在淬火溫度的被處理物Μ向馬氏體組織相變的淬火處理進(jìn)行說明。
[0051]圖4是用于說明本實(shí)施方式的熱處理方法的曲線圖。圖5Α?圖5C是用于說明本實(shí)施方式的被處理物Μ內(nèi)外的溫度差的示意剖視圖。
[0052]圖4中縱軸表示溫度，橫軸表示時(shí)間。而且，圖4中實(shí)線表示被處理物Μ外表面的溫度變化，虛線表示被處理物Μ內(nèi)部的溫度變化。而且，圖5Α?圖5C表示圖4中隨著時(shí)間的推移而依次變化的被處理物Μ的溫度分布狀態(tài)。圖5Α表不時(shí)間Τ1處的溫度分布，圖5Β表示時(shí)間Τ2處的溫度分布，圖5C表示時(shí)間Τ3處的溫度分布。另外，圖5Α?圖5C中以點(diǎn)陣圖案的濃淡表示溫度的高溫低溫，濃的點(diǎn)陣圖案表示高溫。
[0053]在本實(shí)施方式的熱處理方法中，首先，通過供給霧沫狀的冷卻液，將加熱到成為奧氏體組織的狀態(tài)(1000°C左右)的被處理物冷卻到開始向馬氏體組織相變的相變點(diǎn)Ms (第1相變點(diǎn))附近、且比相變點(diǎn)Ms高的目標(biāo)溫度Ta (第1工序S1:速冷工序)。
[0054]目標(biāo)溫度Ta設(shè)定在比被處理物Μ開始向珠光體組織相變的相變點(diǎn)Ps(第2相變點(diǎn))低、且比被處理物Μ開始向馬氏體組織相變的相變點(diǎn)Ms高的范圍內(nèi)。在本實(shí)施方式中，由于被處理物Μ是模具鋼(SKD61)，所以目標(biāo)溫度Ta設(shè)定在370 °C?550 °C之間。另外，考慮到后述的第3工序中的工藝，目標(biāo)溫度Ta優(yōu)選是設(shè)定在相變點(diǎn)Ms附近的溫度(比相變點(diǎn)Ms高十幾°C左右的溫度)。
[0055]在第1工序中，通過霧沫冷卻將被處理物Μ速冷到目標(biāo)溫度Ta，從而避開了開始向珠光體組織相變的相變點(diǎn)Ps (所謂珠光體鼻子)。
[0056]在本實(shí)施方式中，通過從霧沫冷卻裝置30上的噴嘴部34相對(duì)于運(yùn)送到冷卻室160中的被處理物Μ以霧沫狀供給、噴射冷卻液而進(jìn)行冷卻，通過將自噴嘴部34的擴(kuò)散角度例如圖3所示那樣設(shè)定成90 °，能夠使冷卻液相對(duì)于被處理物Μ的側(cè)面(外表面)全面地噴射。而且，由于托架13是通過將板材排列成格子狀而形成的，所以從位于被處理物Μ (托架13)的斜下方的噴嘴部34噴出的冷卻液能夠穿過板材的間隙恰當(dāng)?shù)氐竭_(dá)被處理物Μ而進(jìn)行冷卻。而且，由于噴嘴部34在冷卻室160的整個(gè)長(zhǎng)度方向上設(shè)置，所以，尤其是通過來自位于供給管32的兩端側(cè)的噴嘴部34的噴射，霧沫狀的冷卻液也能夠到達(dá)被處理物Μ的運(yùn)送方向的前面以及背面而進(jìn)行冷卻。由于霧沫狀的冷卻液以規(guī)定的霧沫密度向被處理物Μ的整個(gè)外表面供給，所以能夠通過霧沫狀的冷卻液的氣化潛熱恰當(dāng)?shù)貙?duì)被處理物Μ進(jìn)行冷卻。
[0057]在使用了該霧沫狀的冷卻液進(jìn)行冷卻的情況下，能夠連續(xù)地供給冷卻液，進(jìn)行與被處理物Μ的熱交換。因此，不會(huì)向?qū)⒈惶幚砦铴n在冷卻液中的情況那樣，由于與高溫的被處理物Μ相接觸的冷卻液沸騰而產(chǎn)生的氣泡而與冷卻液的接觸面積減小、冷卻效率降低，或者氣泡的量增加而成為蒸氣膜、形成隔熱層、冷卻效率顯著降低這種不良情況，能夠連續(xù)地實(shí)施相對(duì)于被處理物Μ的冷卻處理。