JP6167453B2 - Sinter hardening method - Google Patents
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Description
本発明は、粉末成形されたワークを加熱して焼結し、その後の冷却工程で急速冷却を行なうことにより、高強度の焼結品を製造するシンターハードニング方法に関する。 The present invention relates to a sintering hardening method for manufacturing a sintered product having high strength by heating and sintering a powder-formed workpiece and performing rapid cooling in a subsequent cooling step.
従来、高強度の焼結品を製造する方法として、粉末成形されたワークを焼結し、冷却した後、別工程で浸炭焼入れなどの熱処理を行なう方法が一般的であったが、この方法では、焼結とその後の熱処理とでそれぞれ加熱を行なうので、加熱に伴う膨張・収縮による歪みが発生しやすく、焼結品の寸法精度の低下が避けられなかった。 Conventionally, as a method for producing a high-strength sintered product, a method in which a powder-formed workpiece is sintered and cooled, and then a heat treatment such as carburizing and quenching is performed in a separate process, but in this method, In addition, since heating is performed in each of the sintering and the subsequent heat treatment, distortion due to expansion / contraction due to heating is likely to occur, and a reduction in the dimensional accuracy of the sintered product is inevitable.
これに対し、近年、シンターハードニングという技術が開発されている。シンターハードニングは、粉末成形されたワークを加熱して焼結(sinter)し、その後の冷却過程でワークを急速冷却することで焼入れ(hardening)する方法である。この方法によれば、1の加熱で、焼結と焼入れとを行なうことができるので、加熱に伴う歪みの発生が抑えられる。 On the other hand, in recent years, a technique called sinter hardening has been developed. Sinter hardening is a method in which a powder molded workpiece is heated to sinter and then hardened by rapidly cooling the workpiece in a subsequent cooling process. According to this method, since the sintering and quenching can be performed by one heating, the generation of distortion due to the heating can be suppressed.
シンターハードニングは、例えば、ローラハース炉、プッシャー炉、メッシュベルト炉を用いて行なわれる。ローラハース炉は、ワークを載せたトレイを、搬送方向に沿って並んだローラで移動させる連続焼結炉である(例えば特許文献1)。プッシャー炉は、ワークを載せたトレイが搬送方向に沿って隙間なく並び、その上流端のトレイをプッシャーで下流側に押し動かすことで、全トレイを同時に移動させる連続焼結炉である(例えば特許文献2)。メッシュベルト炉は、金属製のメッシュベルトにワークを載せ、そのメッシュベルトでワークを炉内で移動させる連続焼結炉であるが、メッシュベルトの耐熱性の観点から1150℃を超える温度での焼結を行なうことは難しい。 Sinter hardening is performed using, for example, a roller hearth furnace, a pusher furnace, or a mesh belt furnace. The roller hearth furnace is a continuous sintering furnace in which a tray on which a workpiece is placed is moved by rollers arranged in the conveying direction (for example, Patent Document 1). A pusher furnace is a continuous sintering furnace in which trays on which workpieces are placed are arranged without gaps along the conveying direction, and all trays are moved simultaneously by pushing the upstream end tray downstream with a pusher (for example, patents). Reference 2). The mesh belt furnace is a continuous sintering furnace in which a work is placed on a metal mesh belt and the work is moved in the furnace by the mesh belt. From the viewpoint of heat resistance of the mesh belt, the sintering is performed at a temperature exceeding 1150 ° C. It is difficult to conclude.
本願の発明者は、環状のワークを用いて、シンターハードニングの試験を行なった。具体的には、カーボントレイに複数のセラミックス板を載せ、更にその各セラミックス板に環状のワークを載せた状態で、カーボントレイを焼結室と急冷室とに順に移動させることにより、環状ワークのシンターハードニングを行なった。このとき、焼結室では、ワークを1100〜1300℃程度の焼結温度に加熱して所定時間その温度を保持し、急冷室では、焼結温度からの冷却過程でワークに冷却ガスを吹き付けて焼入れを行なった。ワークとカーボントレイの間にセラミックス板を介在させる理由は、高温のワークが、カーボントレイの炭素と反応するのを防止するためである。セラミックス板は、穴や凹凸のない平板状のものを使用した。 The inventor of the present application conducted a sinter hardening test using an annular workpiece. Specifically, by placing a plurality of ceramic plates on a carbon tray and further placing an annular workpiece on each ceramic plate, the carbon tray is moved in turn to a sintering chamber and a quenching chamber, thereby Sinter hardening was performed. At this time, in the sintering chamber, the workpiece is heated to a sintering temperature of about 1100 to 1300 ° C. and held for a predetermined time, and in the quenching chamber, a cooling gas is blown onto the workpiece in the cooling process from the sintering temperature. Quenching was performed. The reason for interposing the ceramic plate between the workpiece and the carbon tray is to prevent the high-temperature workpiece from reacting with the carbon in the carbon tray. As the ceramic plate, a flat plate having no holes or irregularities was used.
上記シンターハードニング試験を行なった結果、本願の発明者は、ワークに冷却ガスを吹き付けて急冷するときに、ワークがセラミックス板に対して移動する場合があることに気が付いた。ワークの急冷中に、ワークがセラミックス板に対して移動すると、冷却むらが生じる等により、ワークの寸法精度(特に平面度)が低下する。 As a result of performing the sinter hardening test, the inventor of the present application has noticed that the workpiece may move relative to the ceramic plate when the workpiece is rapidly cooled by spraying a cooling gas. If the workpiece moves with respect to the ceramic plate during the rapid cooling of the workpiece, the dimensional accuracy (particularly flatness) of the workpiece decreases due to uneven cooling.
ここで、ワークがセラミックス板に対して移動する原因は、次のように考えられる。すなわち、ワークを冷却して焼入れするためには、変態点以上の温度からワークを急速に冷却する必要があり(少なくとも0.8℃/秒以上)、この冷却速度を確保するためには、ワークに冷却ガスを吹き付ける際に、冷却ガスの風速を高くする必要がある。例えば、3〜4℃/秒の冷却速度を得るために、およそ20〜30m/秒程度の風速が必要となることがある。そして、高い風速で冷却ガスを吹き付けたときに、環状ワークの中央の開口部に流れ込んだ冷却ガスが、ワークとセラミックス板の間に流入して、ワークを移動させるものと考えられる。 Here, the cause of the workpiece moving relative to the ceramic plate is considered as follows. That is, in order to cool and quench the workpiece, it is necessary to rapidly cool the workpiece from a temperature equal to or higher than the transformation point (at least 0.8 ° C./second or more). When the cooling gas is sprayed on the air, it is necessary to increase the wind speed of the cooling gas. For example, in order to obtain a cooling rate of 3 to 4 ° C./second, a wind speed of about 20 to 30 m / second may be required. And when cooling gas is sprayed with a high wind speed, it is thought that the cooling gas which flowed into the opening part of the center of a cyclic | annular workpiece | work flows between a workpiece | work and a ceramic board, and moves a workpiece | work.
本発明は、上記の事情を考慮し、環状ワークをシンターハードニングするときに、急冷時のワークの移動とワークの寸法精度の低下とを防止することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to prevent movement of a workpiece during rapid cooling and reduction in dimensional accuracy of the workpiece when a sintered workpiece is sintered.
上記の課題を解決するために、本発明では、以下の構成を採用したシンターハードニング方法を提案する。
カーボントレイに複数のセラミックス板を載せ、更にその各セラミックス板に粉末成形されたワークを載せた状態で、前記カーボントレイを、前記ワークを焼結温度に加熱する焼結室と、前記焼結温度からの冷却過程で前記ワークに冷却ガスを吹き付けて焼入れする急冷室とに順に移動させるシンターハードニング方法であって、
前記ワークは、中央に開口部をもつ環状体であり、
前記セラミックス板は、前記ワークを前記セラミックス板に載せたときのワークの開口部の位置に、前記セラミックス板を上下に貫通するガス抜け穴を有する。
In order to solve the above problems, the present invention proposes a sinter hardening method adopting the following configuration.
In a state where a plurality of ceramic plates are placed on a carbon tray and further a powder molded workpiece is placed on each ceramic plate, the carbon tray is heated to a sintering temperature, and the sintering temperature is heated. A sintering hardening method for sequentially moving to a quenching chamber for quenching by blowing a cooling gas to the workpiece in the cooling process from
The workpiece is an annular body having an opening in the center,
The ceramic plate has a gas vent hole that vertically penetrates the ceramic plate at a position of an opening of the workpiece when the workpiece is placed on the ceramic plate.
本発明によれば、環状ワークをシンターハードニングするときに、急冷時のワークの移動とワークの寸法精度の低下とを防止することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when carrying out the sintering hardening of a cyclic | annular workpiece | work, the movement of the workpiece | work at the time of rapid cooling and the fall of the dimensional accuracy of a workpiece | work can be prevented.
[本発明の実施形態の説明]
(1)本発明の実施形態であるシンターハードニング方法は、
カーボントレイに複数のセラミックス板を載せ、更にその各セラミックス板に粉末成形されたワークを載せた状態で、前記カーボントレイを、前記ワークを焼結温度に加熱する焼結室と、前記焼結温度からの冷却過程で前記ワークに冷却ガスを吹き付けて焼入れする急冷室とに順に移動させるシンターハードニング方法であって、
前記ワークは、中央に開口部をもつ環状体であり、
前記セラミックス板は、前記ワークを前記セラミックス板に載せたときのワークの開口部の位置に、前記セラミックス板を上下に貫通するガス抜け穴を有する、
シンターハードニング方法である。
この構成を採用すると、急冷室で冷却ガスをワークに吹き付けたときに、環状ワークの中央の開口部に流れ込んだ冷却ガスが、セラミックス板のガス抜け穴に抜けるので、ワークとセラミックス板の間に冷却ガスが流入しにくくなる。そのため、セラミックス板に対するワークの移動と、ワークの寸法精度の低下とを防止することができる。
(2)前記カーボントレイは、前記セラミックス板を前記カーボントレイに載せたときの前記セラミックス板のガス抜け穴の位置に、前記カーボントレイを上下に貫通するガス排出穴を有する構成を採用すると好ましい。このようにすると、環状ワークの中央の開口部からセラミックス板のガス抜け穴に流入した冷却ガスを、カーボントレイのガス排出穴を通って円滑に排出することができる。
(3)前記カーボントレイの移動方向に沿って間隔をおいて配置された複数のローラを用いて前記カーボントレイを移動させる場合、前記カーボントレイの下に、前記カーボントレイのガス排出穴の下端と前記ローラの表面とが離間するように前記カーボントレイを支持する枠体を敷くと好ましい。このようにすると、カーボントレイの下の枠体によって、ガス排出穴の下端とローラの表面とが離間した状態に保たれるので、カーボントレイのガス排出穴の真下にローラがあるときにも、ガス排出穴からの冷却ガスの排出がローラで阻害されず、安定してガス排出穴の機能を確保することができる。
(4)前記セラミックス板の材質は、コージライトを採用すると好ましい。このようにすると、急冷室でワークに冷却ガスを吹き付けたときに、セラミックス板が破損するのを防止することができる。また、セラミックス板の破損によるワークの寸法精度の低下を防止することができる。
[Description of Embodiment of the Present Invention]
(1) A sinter hardening method according to an embodiment of the present invention includes:
In a state where a plurality of ceramic plates are placed on a carbon tray and further a powder molded workpiece is placed on each ceramic plate, the carbon tray is heated to a sintering temperature, and the sintering temperature is heated. A sintering hardening method for sequentially moving to a quenching chamber for quenching by blowing a cooling gas to the workpiece in the cooling process from
The workpiece is an annular body having an opening in the center,
The ceramic plate has a gas vent hole that vertically penetrates the ceramic plate at the position of the opening of the workpiece when the workpiece is placed on the ceramic plate.
Sinter hardening method.
When this configuration is adopted, when the cooling gas is blown onto the workpiece in the quenching chamber, the cooling gas that has flowed into the central opening of the annular workpiece passes through the gas vent hole of the ceramic plate, so that the cooling gas flows between the workpiece and the ceramic plate. It becomes difficult to flow in. Therefore, the movement of the workpiece with respect to the ceramic plate and the reduction in the dimensional accuracy of the workpiece can be prevented.
(2) It is preferable that the carbon tray has a gas discharge hole that vertically penetrates the carbon tray at a position of a gas vent hole of the ceramic plate when the ceramic plate is placed on the carbon tray. If it does in this way, the cooling gas which flowed into the gas escape hole of the ceramic board from the opening part of the center of a cyclic | annular workpiece | work can be smoothly discharged | emitted through the gas discharge hole of a carbon tray.
(3) When the carbon tray is moved using a plurality of rollers arranged at intervals along the moving direction of the carbon tray, a lower end of a gas discharge hole of the carbon tray is provided below the carbon tray. It is preferable to lay a frame body that supports the carbon tray so as to be separated from the surface of the roller. In this case, the frame body under the carbon tray keeps the lower end of the gas discharge hole and the surface of the roller separated from each other, so even when the roller is directly under the gas discharge hole of the carbon tray, The discharge of the cooling gas from the gas discharge hole is not hindered by the roller, and the function of the gas discharge hole can be secured stably.
(4) It is preferable to use cordierite as the material of the ceramic plate. If it does in this way, when a cooling gas is sprayed on a workpiece | work in a quenching chamber, it can prevent that a ceramic board is damaged. In addition, it is possible to prevent a decrease in the dimensional accuracy of the workpiece due to breakage of the ceramic plate.
[本発明の実施形態の詳細]
本発明の実施形態にかかるシンターハードニング方法の具体例を、図1から図4を参照しつつ説明する。なお、本発明はこれらの例示に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
[Details of the embodiment of the present invention]
A specific example of a sintering hardening method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, this invention is not limited to these illustrations, is shown by the claim, and intends that all the changes within the meaning and range equivalent to a claim are included.
図1に、本発明の実施形態にかかるシンターハードニング方法で使用する連続焼結炉を示す。この連続焼結炉は、上流側から下流側に向かって順に、脱ガス室1、予熱室2、焼結室3、徐冷室4、急冷室5、冷却室6、置換室7を有する。これらの各室1〜7には、ワークを載せたカーボントレイ8を上流側から下流側に移動させる複数のローラ9が設けられている。各ローラ9は、カーボントレイ8の移動方向に沿って間隔をおいて配置され、図示しない駆動装置で回転駆動される。
FIG. 1 shows a continuous sintering furnace used in a sintering hardening method according to an embodiment of the present invention. This continuous sintering furnace has a degassing chamber 1, a
脱ガス室1、予熱室2、焼結室3、徐冷室4には、それぞれヒータ10が設けられている。急冷室5には、冷却ガスを室内に送り込むブロワ11が接続されている。冷却室6には、室内雰囲気を冷却するクーラー12と、室内雰囲気を循環させるファン13とが設けられている。
A
脱ガス室1の入口、徐冷室4の入口と出口、急冷室5の入口と出口、置換室7の入口と出口には、それぞれ扉14〜20が設けられている。これらの扉14〜20は個々に開閉駆動される。
次に、本発明の実施形態にかかるシンターハードニング方法を説明する。 Next, a sintering hardening method according to the embodiment of the present invention will be described.
図2、図3に示すように、カーボントレイ8の上に複数のセラミックス板21を載せ、その各セラミックス板21の上にワーク22を載せる。この状態でカーボントレイ8はローラ9で搬送され、図1に示す脱ガス室1、予熱室2、焼結室3、徐冷室4、急冷室5、冷却室6、置換室7を順に移動する。
As shown in FIGS. 2 and 3, a plurality of
図3に示すように、ワーク22は、中央に開口部23をもつ環状体であり、シンターハードニング用の合成鋼粉を粉末成形して形成されている。ワーク22の中央の開口部23は円形であり、ワーク22の外周も円形である。ワーク22の下面(セラミックス板21との接触面)は平面とされている。このワーク22は、例えばクラッチハブである。
As shown in FIG. 3, the
図3、図4に示すように、セラミックス板21は、円形の平板状である。セラミックス板21は、ワーク22をセラミックス板21に載せたときのワーク22の開口部23の位置(図ではセラミックス板21の中心)に、セラミックス板21を上下に貫通する円形のガス抜け穴24を有する。ガス抜け穴24の内径は、ワーク22の開口部23の内径と同じかそれよりも大きい。セラミックス板21の外径も、ワーク22の外径と同じかそれよりも大きい。セラミックス板21の外径はφ80〜130mm、開口部23の内径はφ30〜40mmの範囲に設定することができる。
As shown in FIGS. 3 and 4, the
セラミックス板21の材質はコージライトである。コージライトは、酸化マグネシウムと酸化アルミニウムと二酸化けい素とを主要化学成分とするセラミックスである。セラミックス板21の熱膨張係数は、1000℃において3.0×10−6/℃以下とされている。セラミックス板21の厚さは2〜7mm、好ましくは3〜6mmである。
The material of the
図3に示すように、カーボントレイ8は、方形の平板状に形成されている。カーボントレイ8の上には、複数のセラミックス板21が、各セラミックス板21の中心が正三角形の頂点に位置するように配置(いわゆる千鳥配置)される。このような配置とすることにより、1枚のカーボントレイ8に載せるセラミックス板21の枚数を最大限に確保することが可能となる。
As shown in FIG. 3, the
図4に示すように、カーボントレイ8の上面には、各セラミックス板21を収容してセラミックス板21の位置を水平方向に保持する凹部25が形成されている。凹部25は、セラミックス板21の外周に対応する形状を有し、凹部25の平らな内底面でセラミックス板21の下面を支持するとともに、凹部25の周縁でセラミックス板21の外周を位置決めする。凹部25の深さは、セラミックス板21の厚さよりも小さく、1〜3mm程度である。
As shown in FIG. 4, a
カーボントレイ8は、セラミックス板21をカーボントレイ8に載せたときのセラミックス板21のガス抜け穴24の位置(図では凹部25の中央)に、カーボントレイ8を上下に貫通する円形のガス排出穴26を有する。ガス排出穴26の内径は、セラミックス板21のガス抜け穴24の内径と同じかそれよりも大きくなっている。カーボントレイ8の材質は、焼結室3での高温に耐えるようにカーボンが採用されている。このようなカーボントレイ8として、例えば、炭素繊維強化/炭素複合材(いわゆるC/Cコンポジット、すなわち炭素繊維と炭素マトリックスからなる複合材料)で形成したものを採用することができる。ワーク22とカーボントレイ8の間にセラミックス板21を介在させる理由は、高温のワーク22がカーボントレイ8の炭素と反応するのを防止するためである。
The
カーボントレイ8の下には、カーボントレイ8のガス排出穴26の下端とローラ9の表面とが離間するようにカーボントレイ8を支持する枠体27が敷かれている。図2、図3に示すように、枠体27は、カーボントレイ8の下面をガス排出穴26の位置を避けて支持する格子状である。格子状とすることにより、ワーク22とセラミックス板21の重さでカーボントレイ8がたわむのを防止すると同時に、ガス排出穴26がローラ9で塞がれないようにするための空間をカーボントレイ8の下側に形成している。枠体27は、カーボントレイ8と同様、焼結室3の高温に耐えるようにカーボンで形成されている。図では、1枚のカーボントレイ8を1つの枠体27に載せた例を示しているが、複数枚のカーボントレイ8を1つの枠体27に載せてもよい。
Under the
次に、連続焼結炉の各工程を説明する。まず、上述のように、カーボントレイ8にセラミックス板21を載せ、更にその各セラミックス板21にワーク22を載せた状態で、カーボントレイ8を、図1に示す連続焼結炉の上流端の脱ガス室1に送り込む。
Next, each process of the continuous sintering furnace will be described. First, as described above, with the
図1に示す脱ガス室1にカーボントレイ8が入ると、カーボントレイ8上のワーク22は500〜700℃程度の温度になるまで加熱される。このとき、ワーク22に存在するワックス成分等が燃焼し、ワーク22から燃焼ガスが生じる。ワーク22から生じた燃焼ガスは、排ガス燃焼炉30で処理される。
When the
次に、カーボントレイ8は、脱ガス室1から予熱室2に移動する。予熱室2では、ワーク22が焼結温度よりも低い800〜1000℃程度の温度に加熱される。
Next, the
その後、カーボントレイ8は、予熱室2から焼結室3に移動する。焼結室3では、ワーク22が1100〜1300℃程度の焼結温度になるまで加熱され、所定時間(例えば15〜30分程度)、その温度を保持する。これにより、ワーク22を構成する合成鋼粉が焼結して一体化する。
Thereafter, the
ワーク22の焼結が完了すると、徐冷室4の入口の扉が開かれ、焼結室3から徐冷室4にカーボントレイ8が移動する。徐冷室4では、ワーク22が、焼結温度から所定の焼入温度(例えば870℃程度)にまで冷却される。この焼入温度は、A3変態点以上、900℃以下に設定される。焼入温度をA3変態点以上に設定することにより、その後の急冷でワーク22を効果的に焼入れすることが可能となり、900℃以下に設定することで、急冷時のワーク22の歪み等の品質低下を抑えることができる。A3変態点は、ワーク22を構成する合成鋼粉の炭素含有量等により決まる温度である。
When the sintering of the
その後、徐冷室4の出口の扉16と急冷室5の入口の扉17とが順に開かれ、徐冷室4から急冷室5にカーボントレイ8が移動する。カーボントレイ8が急冷室5に入ると、図2に示すように、急冷室5の入口の扉17と出口の扉18をいずれも閉じた状態で、ワーク22の上方の吹出口28からワーク22に向かって冷却ガスが吹き付けられる。冷却ガスは、不活性ガス(例えば窒素を主成分とするガス)である。この冷却ガスの吹き付けによって、ワーク22はA3変態点以上の温度から200〜300℃程度の温度まで急冷され、この急冷によりワーク22は焼入れされる。
Thereafter, the
急冷時のワーク22の冷却速度は、0.8℃/秒以上、好ましくは2℃/秒以上、より好ましくは3℃/秒以上である。これによりワーク22の硬度を効果的に高めることができる。それ以上ワーク22の冷却速度を大きくしても、ワーク22の硬度は飽和するため、冷却速度は4℃/秒以下でよい。ここで、ワーク22の冷却速度は、ワーク22が800℃から400℃まで冷却するときの速度である。
The cooling rate of the
急冷室5でワーク22を急冷した後、急冷室5の出口の扉18が開かれ、カーボントレイ8は、急冷室5から冷却室6に移動する。冷却室6では、ワーク22が酸化しない温度(200℃以下、好ましくは150℃以下)までワーク22が冷却される。
After the
その後、置換室7の入口の扉19が開かれ、カーボントレイ8は、冷却室6から置換室7に移動する。カーボントレイ8が置換室7に入ると、置換室7の入口の扉19が閉じ、その後、置換室7の出口の扉20が開き、カーボントレイ8が置換室7から送り出される。カーボントレイ8が置換室7から出ると、置換室7の出口の扉20が閉じ、置換室7の室内雰囲気が不活性ガスに置換され、次のカーボントレイ8が送り込まれるまで待機状態となる。
Thereafter, the
ところで、図2に示すように、急冷室5で冷却ガスをワーク22に吹き付けるとき、上述の冷却速度を確保するためには、冷却ガスの風速を高くする必要がある。例えば、3〜4℃/秒の冷却速度を得るために、20〜30m/秒程度の風速が必要となる。そのため、高い風速で冷却ガスを吹き付けたときに、環状ワーク22の中央の開口部23に流れ込んだ冷却ガスが、ワーク22とセラミックス板21の間に流入し、ワーク22が移動する可能性がある。ワーク22の急冷中にワーク22がセラミックス板21に対して移動した場合、冷却むらが生じる等により、ワーク22の寸法精度(特に平面度)が低下するおそれがある。
By the way, as shown in FIG. 2, when the cooling gas is blown onto the
そこで、この実施形態では、急冷室5で冷却ガスをワーク22に吹き付けたときに、ワーク22の移動とワーク22の寸法精度の低下とを防止するため、ワーク22をセラミックス板21に載せたときのワーク22の開口部23の位置に、セラミックス板21を上下に貫通するガス抜け穴24を設けている。これにより、図4に示すように、環状ワーク22の中央の開口部23に流れ込んだ冷却ガスが、セラミックス板21のガス抜け穴24に抜けるので、ワーク22とセラミックス板21の間に冷却ガスが流入しにくくなる。そのため、セラミックス板21に対するワーク22の移動と、ワーク22の寸法精度の低下とを防止することができる。
Therefore, in this embodiment, when the cooling gas is blown onto the
また、このとき、セラミックス板21をカーボントレイ8に載せたときのセラミックス板21のガス抜け穴24の位置に、カーボントレイ8を上下に貫通するガス排出穴26を設けているので、環状ワーク22の中央の開口部23からセラミックス板21のガス抜け穴24に流入した冷却ガスは、カーボントレイ8のガス排出穴26を通って円滑に排出される。
At this time, since the
また、カーボントレイ8が急冷室5内のローラ9で搬送され、冷却ガスの吹き付けを行なう位置で停止したときに、カーボントレイ8のガス排出穴26の真下にローラ9がくる可能性がある。このとき、もしカーボントレイ8の下面がローラ9で接触支持されているとすれば、ガス排出穴26からの冷却ガスの排出がローラ9で阻害されるおそれがある。
Further, when the
そこで、この実施形態では、カーボントレイ8の下に、カーボントレイ8のガス排出穴26の下端とローラ9の表面とが離間するようにカーボントレイ8を支持する枠体27を敷くようにしている。これにより、ガス排出穴26の下端とローラ9の表面とが離間した状態に保たれるので、カーボントレイ8のガス排出穴26の真下にローラ9があるときにも、ガス排出穴26からの冷却ガスの排出がローラ9で阻害されず、安定してガス排出穴26の機能を確保することができる。
Therefore, in this embodiment, a
また、この実施形態では、セラミックス板21の材質としてコージライトを採用しているため、急冷室5でワーク22に冷却ガスを吹き付けたときに、セラミックス板21が破損するのを防止することができ、その結果、セラミックス板21の破損によるワーク22の寸法精度の低下を防止することが可能となっている。急冷時にセラミックス板21が破損しない理由は、セラミックス板21の熱膨張係数が比較的小さく、その結果、急冷時の熱収縮が小さく抑えられることや、セラミックス板21の形状が割れにくい形状であること等が考えられる。
Further, in this embodiment, cordierite is adopted as the material of the
本発明の実施形態のシンターハードニング方法の効果を確認するため、ワークを載せるセラミックス板として、No.1からNo.4までの4種類のものを使用し、シンターハードニングの試験を行なった。その試験条件と試験結果をそれぞれ表1、表2に示す。
この試験結果によれば、ガス抜け穴をもたないセラミックス板を使用したNo.3では、急冷時にワークが移動するのに対し、ガス抜け穴を有するセラミックス板を使用したNo.1、No.2、No.4では、急冷時にワークが移動しないことを確認することができる。 According to this test result, No. 1 using a ceramic plate having no gas escape holes. In No. 3, while the workpiece moves during rapid cooling, No. 3 using a ceramic plate having a gas vent hole is used. 1, no. 2, no. 4, it can be confirmed that the workpiece does not move during rapid cooling.
また、急冷時にワークが移動したNo.3では、ワークの下面の平面度が0.062mmであるのに対し、急冷時にワークが移動しないNo.4では、ワークの下面の平面度が0.041mmに改善していることを確認することができる。 In addition, no. In No. 3, the flatness of the lower surface of the workpiece is 0.062 mm, whereas the workpiece does not move during rapid cooling. In No. 4, it can be confirmed that the flatness of the lower surface of the workpiece is improved to 0.041 mm.
また、セラミックス板の材質としてアルミナを採用したNo.1、No.2では、急冷時にセラミックス板が破損するのに対し、セラミックス板の材質としてコージライトを採用したNo.3、No.4では、急冷時にセラミックス板が全く破損しないことを確認することができる。 In addition, No. which adopted alumina as the material of the ceramic plate. 1, no. In No. 2, the ceramic plate breaks during rapid cooling, whereas No. 2 uses cordierite as the material of the ceramic plate. 3, no. In 4, it can be confirmed that the ceramic plate is not damaged at all during rapid cooling.
1 脱ガス室
2 予熱室
3 焼結室
4 徐冷室
5 急冷室
6 冷却室
7 置換室
8 カーボントレイ
9 ローラ
10 ヒータ
11 ブロワ
12 クーラー
13 ファン
14,15,16,17,18,19,20 扉
21 セラミックス板
22 ワーク
23 開口部
24 ガス抜け穴
25 凹部
26 ガス排出穴
27 枠体
28 吹出口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
前記ワークは、中央に開口部をもつ環状体であり、
前記セラミックス板は、前記ワークを前記セラミックス板に載せたときのワークの開口部の位置に、前記セラミックス板を上下に貫通するガス抜け穴を有する、
シンターハードニング方法。 In a state where a plurality of ceramic plates are placed on a carbon tray and further a powder molded workpiece is placed on each ceramic plate, the carbon tray is heated to a sintering temperature, and the sintering temperature is heated. A sintering hardening method for sequentially moving to a quenching chamber for quenching by blowing a cooling gas to the workpiece in the cooling process from
The workpiece is an annular body having an opening in the center,
The ceramic plate has a gas vent hole that vertically penetrates the ceramic plate at the position of the opening of the workpiece when the workpiece is placed on the ceramic plate.
Sinter hardening method.
前記カーボントレイの下には、前記カーボントレイのガス排出穴の下端と前記ローラの表面とが離間するように前記カーボントレイを支持する枠体が敷かれている請求項2に記載のシンターハードニング方法。 The carbon tray is moved using a plurality of rollers arranged at intervals along the moving direction of the carbon tray,
The sinter hardening according to claim 2 , wherein a frame for supporting the carbon tray is laid under the carbon tray so that a lower end of a gas discharge hole of the carbon tray and a surface of the roller are separated from each other. Method.
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