熱處理系統(tǒng)及熱處理方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的是提供一種除了工件的外周面?zhèn)鹊募訜岷凸ぜ耐庵苊鎮(zhèn)鹊睦鋮s以外、還能夠?qū)⒐ぜ膬?nèi)周面?zhèn)壤鋮s、并且能夠?qū)⒐ぜ膬?nèi)周面?zhèn)染|(zhì)且連續(xù)地冷卻的熱處理系統(tǒng)及熱處理方法，具有：輸送裝置，輸送中空圓筒形狀工件（11）；感應加熱裝置（16），將中空圓筒形狀工件（11）從外周面?zhèn)燃訜幔焕鋮s裝置（17），將中空圓筒形狀工件（11）從外周面?zhèn)壤鋮s；運出側(cè)噴射裝置（22N）及運入側(cè)噴射裝置（21N），從前端部朝向中空圓筒形狀工件（11）的內(nèi)周面的冷卻范圍噴射冷卻介質(zhì)；運出側(cè)噴射裝置的移動裝置（22），使運出側(cè)噴射裝置（22N）移動；運入側(cè)噴射裝置的移動裝置（21），使運入側(cè)噴射裝置（21N）移動。
【專利說明】熱處理系統(tǒng)及熱處理方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及將多個中空圓筒形狀工件(例如，履帶的襯套)的內(nèi)周面?zhèn)冗B續(xù)地冷卻的技術。更詳細地講，涉及在將多個中空圓筒形狀工件進行熱處理(淬火)時、將加熱的多個工件的內(nèi)周面?zhèn)冗B續(xù)地冷卻的技術。
【背景技術】[0002]在中空圓筒形狀的工件中，包括例如作為建設車輛的履帶用零件之一的襯套。但是，并不限定于襯套。
[0003]在履帶用襯套那樣的中空圓筒形狀工件中，對于內(nèi)周面、作為其附近區(qū)域的內(nèi)周部、外周面、作為其附近區(qū)域的外周部，要求用來確保耐磨損性的硬度。與此同時，對作為上述內(nèi)周部與上述外周部之間的部分的厚壁芯部，要求用來防止破裂的韌性。
[0004]并且，為了將履帶用襯套那樣的中空圓筒形狀工件均質(zhì)且生產(chǎn)率良好地熱處理，希望將工件連續(xù)地熱處理。
[0005]對于將中空圓筒形狀工件連續(xù)地熱處理的要求，本 申請人:提出了一種中空圓筒形狀工件的熱處理方法，將淬火劃分為第I工序的淬火和第2工序的淬火；在上述第I工序的淬火中，將中空圓筒形狀工件一邊不隔開間隔而連續(xù)地橫向進給，一邊僅從上述工件的外周面?zhèn)?，遍及上述工件的整個壁厚，感應加熱到Ac3點以上且Ac3點+200°C以下的溫度；利用工件達到從加熱部分隔的冷卻部之前的時間，使工件的溫度在長度方向、壁厚方向上變均勻；在工件的溫度下降到Ar3點之前開始冷卻，將工件僅從外周面?zhèn)壤鋮s，遍及工件的整個壁厚淬火硬化；在上述第2工序的淬火中，將遍及整個壁厚淬火硬化后的上述工件一邊不隔開間隔而連續(xù)地橫向進給，一邊僅從上述工件的外周面?zhèn)?，將工件的外周面及工件的外周部感應加熱到Ac3點以上且Ac3點+200°C以下的溫度，所述工件的外周部指上述外周面與從上述外周面隔開比壁厚的1/4深比1/2淺的距離的位置之間的部分；在該感應加熱結束后且該感應加熱緊接著之后，通過一邊將上述工件不隔開間隔而連續(xù)地橫向進給一邊將工件僅從外周面?zhèn)壤鋮s，使上述工件的、從上述工件的外周面隔開工件壁厚的1/4~1/2的距離的位置成為有效硬度，在比該外周部有效硬度位置靠外周面?zhèn)鹊牟糠旨巴庵苊娉蔀橛行в捕纫陨系挠捕?，在比該外周部有效硬度位置靠厚壁芯部?cè)的部分中成為不到有效硬度的硬度，并且使上述工件的、從上述工件的內(nèi)周面隔開不到工件壁厚的1/2的距離的位置成為有效硬度，在比該內(nèi)周部有效硬度位置更靠內(nèi)周面?zhèn)鹊牟糠旨垂ぜ膬?nèi)周部及內(nèi)周面成為有效硬度以上的硬度，在比該內(nèi)周部有效硬度位置靠厚壁芯部側(cè)的部分成為不到有效硬度的硬度(參照專利文獻I)。這里，所謂厚壁芯部，是指存在于上述外周部與上述內(nèi)周部之間、在后述的第2工序的淬火后硬度不到有效硬度的部分。
[0006]該以往技術(專利文獻I)是有用的，但在上述第2工序的淬火中，根據(jù)工件的尺寸、從(僅從外周面?zhèn)鹊?感應加熱結束到(僅從外周面?zhèn)鹊?冷卻開始的經(jīng)過時間，有可能不能確保內(nèi)周部的硬度，在最差的情況下，工件的內(nèi)周面有可能軟化。
[0007]對此，還存在在中空圓筒形狀的工件的中空區(qū)域中配置內(nèi)周面冷卻噴嘴、除了工件的外周面?zhèn)鹊募訜岷凸ぜ耐庵苊鎮(zhèn)鹊睦鋮s以外、還通過內(nèi)周面冷卻噴嘴將工件的內(nèi)周面?zhèn)壤鋮s的技術(參照專利文獻2)。
[0008]但是，在將內(nèi)周面冷卻噴嘴配置到工件的中空區(qū)域中的情況下，只要不將結束了熱處理(淬火)的工件從內(nèi)周面冷卻噴嘴拆下，就不能將工件運出。因此，在該以往技術(專利文獻2)中，除了通過內(nèi)周面冷卻噴嘴將工件的內(nèi)周面?zhèn)壤鋮s的工序以外，還需要從結束了熱處理(淬火)的工件將內(nèi)周面冷卻噴嘴拆下的工序、從熱處理線將工件取出的工序、將新的工件放入到熱處理線中的工序、和將內(nèi)周面冷卻噴嘴配置到新的工件的中空區(qū)域中的工序。
[0009]由于必須執(zhí)行這些工序(向工件內(nèi)周中空區(qū)域的內(nèi)周面冷卻噴嘴的放入取出、以及向熱處理線的工件的放入取出)，所以為了采用上述以往技術(專利文獻2)，不得不設為所謂的“批次式”。因此，在上述以往技術(專利文獻2)中，不能將工件的內(nèi)周面?zhèn)冗B續(xù)且均質(zhì)地冷卻，在進行連續(xù)處理的熱處理線中難以采用上述以往技術(專利文獻2)。
[0010]專利文獻1:特許第4187334號公報 專利文獻2:特許第3856545號公報。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明是鑒于上述以往技術的問題點而提出的，目的是提供一種除了工件的外周面?zhèn)鹊募訜岷凸ぜ耐庵苊鎮(zhèn)鹊睦鋮s以外、還能夠?qū)⒐ぜ膬?nèi)周面?zhèn)壤鋮s、并且能夠?qū)⒐ぜ膬?nèi)周面?zhèn)染|(zhì)且連續(xù)地 冷卻的熱處理系統(tǒng)及熱處理方法。
[0012]本發(fā)明的熱處理系統(tǒng)，是被連續(xù)輸送的中空圓筒形狀工件(11)的熱處理系統(tǒng)(200)，其特征在于，具備:輸送裝置(工件輸送用輥18、19)，輸送中空圓筒形狀工件(11)；加熱裝置(加熱線圈16)，將中空圓筒形狀工件(11)從外周面?zhèn)燃訜?；冷卻裝置(冷卻套管17)，將中空圓筒形狀工件(11)從外周面?zhèn)壤鋮s；和運出側(cè)噴射裝置(22N:例如運出側(cè)噴嘴)及運入側(cè)噴射裝置(21N:例如運入側(cè)噴嘴)，從噴射口朝向中空圓筒形狀工件(11)的內(nèi)周面的冷卻范圍噴射冷卻介質(zhì)；在上述熱處理系統(tǒng)(200)的動作中，運入側(cè)噴射裝置(21N)或運出側(cè)噴射裝置(22N)的至少一方在上述冷卻區(qū)域中朝向中空圓筒形狀工件(11)的內(nèi)周面的冷卻范圍噴射冷卻介質(zhì)。
[0013]本發(fā)明的熱處理系統(tǒng)優(yōu)選的是，具備:運出側(cè)噴射裝置(22N)的移動裝置，使運出側(cè)噴射裝置(22N)在不與輸送中的中空圓筒形狀工件(11)干涉的運出側(cè)退避位置與冷卻區(qū)域之間移動；和運入側(cè)噴射裝置(21N)的移動裝置，使運入側(cè)噴射裝置(21N)在不與輸送中的中空圓筒形狀工件(11)干涉的運入側(cè)退避位置與冷卻區(qū)域之間移動；具有:第I功能，在將中空圓筒形狀工件(11)運出的情況下，將運入側(cè)噴射裝置(21N)移動到冷卻區(qū)域，從運入側(cè)噴射裝置(21N)噴射冷卻介質(zhì)，將運出側(cè)噴射裝置(22N)移動到不與輸送中的中空圓筒形狀工件(11)干涉的運出側(cè)退避位置(也包括同時進行從運入側(cè)噴射裝置21N的冷卻介質(zhì)的噴射和運出側(cè)噴射裝置22N的到運出側(cè)退避位置為止的移動的情況)；和第2功能，在將新的中空圓筒形狀工件(11)運入的情況下，將運出側(cè)噴射裝置(22N)移動到冷卻區(qū)域，從運出側(cè)噴射裝置(22N)噴射冷卻介質(zhì)，將運入側(cè)噴射裝置(21N)移動到不與輸送中的中空圓筒形狀工件(11)干涉的運入側(cè)退避位置(也包括同時進行從運出側(cè)噴射裝置22N的冷卻介質(zhì)的噴射和運入側(cè)噴射裝置21N的到運入側(cè)退避位置為止的移動的情況)。[0014]在此情況下，可以構成為，具有在執(zhí)行有關第I功能的控制或有關第2功能的控制的任一方的情況下不執(zhí)行另一方的控制的第3功能。
[0015]本發(fā)明的熱處理方法，是被連續(xù)輸送的中空圓筒形狀工件(11)的熱處理方法，其特征在于，具有:將由輸送裝置(18、19)輸送的中空圓筒形狀工件(11)通過加熱裝置(16)從外周面?zhèn)燃訜岬墓ば?；將由輸送裝置(18、19)輸送的中空圓筒形狀工件(11)通過冷卻裝置(17)從外周面?zhèn)壤鋮s的工序；和在冷卻區(qū)域中、從運出側(cè)噴射裝置(22N)及/或運入側(cè)噴射裝置(21N)對中空圓筒形狀工件(11)的內(nèi)周面的冷卻范圍噴射冷卻介質(zhì)的工序；在上述噴射的工序中，在上述冷卻區(qū)域中，運入側(cè)噴射裝置(21)或運出側(cè)噴射裝置(22 )的至少一方朝向中空圓筒形狀工件(11)的內(nèi)周面的冷卻范圍噴射冷卻介質(zhì)。
[0016]本發(fā)明的熱處理方法優(yōu)選的是，具有:通過運出側(cè)噴射裝置(22N)的移動裝置
(22)將運出側(cè)噴射裝置(22N)在不與輸送中的中空圓筒形狀工件(11)干涉的運出側(cè)退避位置與冷卻區(qū)域之間移動的工序；和通過運入側(cè)噴射裝置(21N)的移動裝置(21)將運入側(cè)噴射裝置(21N)在不與輸送中的中空圓筒形狀工件(11)干涉的運入側(cè)退避位置與冷卻區(qū)域之間移動的工序；當將中空圓筒形狀工件(11)內(nèi)周面的冷卻范圍冷卻時，在將中空圓筒形狀工件(11)運出的情況下，具有使運入側(cè)噴射裝置(21N)位于冷卻區(qū)域中、從運入側(cè)噴射裝置(21N)噴射冷卻介質(zhì)的工序、和使運出側(cè)噴射裝置(22N)位于不與輸送中的中空圓筒形狀工件(11)干涉的運出側(cè)退避位置的工序；并且，在將新的中空圓筒形狀工件(11)運入的情況下，具有使運出側(cè)噴射裝置(22N)位于冷卻區(qū)域中、從運出側(cè)噴射裝置(22N)噴射冷卻介質(zhì)的工序、和使運入側(cè)噴射裝置(21N)位于不與輸送中的中空圓筒形狀工件(11)干涉的運入側(cè)退避位置的工序。
[0017]在此情況下，可以構成為，在正進行運出側(cè)噴射裝置(22N)的退避工序或運入側(cè)噴射裝置(21N)的退避工序的任一方的工序的情況下，不進行另一方的工序。
[0018]在本發(fā)明的熱處理方法中，優(yōu)選的是，進行第I工序的淬火和第2工序的淬火的感應加熱；在上述第I工序的淬火中，一邊將中空圓筒形狀工件不隔開間隔而連續(xù)地橫向進給，一邊僅從上述工件的外周面?zhèn)缺榧吧鲜龉ぜ恼麄€壁厚感應加熱到Ac3點以上且Ac3點+200°C以下的溫度，利用工件達到從加熱部分隔的冷卻部為止的時間，使工件的溫度在長度方向、壁厚方向上變均勻，在工件的溫度下降到Ar3A之前開始冷卻，將工件從外周面?zhèn)壤鋮s,遍及工件的整個壁厚淬火硬化；在上述第2工序的淬火的感應加熱中，一邊將遍及整個壁厚被淬火硬化的上述工件橫向進給，一邊僅從上述工件的外周面?zhèn)葘⒐ぜ耐庵苊婕巴庵懿考訜岬紸c3點以上且Ac3點+200°C以下的溫度。
[0019]此外，在本發(fā)明的熱處理方法中，優(yōu)選的是，進行第I工序的淬火和第2工序的淬火的感應加熱；在上述第I工序的淬火中，將中空圓筒形狀工件僅從上述工件的外周面?zhèn)缺榧吧鲜龉ぜ恼麄€壁厚感應加熱到Ac3點以上且Ac3點+200°C以下的溫度，在上述感應加熱緊接著之后，開始冷卻，將工件僅從外周面?zhèn)壤鋮s，遍及工件的整個壁厚淬火硬化；在上述第2工序的淬火的感應加熱中，一邊將遍及整個壁厚被淬火硬化的上述工件橫向進給，一邊僅從上述工件的外周面?zhèn)葘⒐ぜ耐庵苊婕巴庵懿考訜岬紸c3點以上且Ac3點+200°C以下的溫度。
[0020]在上述本發(fā)明中，期望的是，中空圓筒形狀工件(11)內(nèi)周面的冷卻范圍是包含位置(P2:參照圖6)與位置(P3:參照圖6)之間的區(qū)域的范圍，所述位置(P2:參照圖6)是通過加熱裝置(16)的從外周面?zhèn)鹊募訜?感應加熱)的影響開始達到工件(11)的內(nèi)周部及內(nèi)周面(在冷卻介質(zhì)沒有被噴射到工件11的內(nèi)周面上的情況下)工件(11)內(nèi)周面的溫度開始升溫的位置，所述位置(P3:參照圖6)是(在冷卻介質(zhì)沒有被噴射到工件11的內(nèi)周面上的情況下)通過由冷卻裝置(17)進行的外周面?zhèn)鹊睦鋮s而暫且超過了低溫回火溫度的工件(11)內(nèi)周面的溫度成為低溫回火溫度以下的位置。
[0021]并且，來自運出側(cè)噴射裝置(22N)及/或運入側(cè)噴射裝置(2IN)的冷卻介質(zhì)被對該冷卻范圍噴射。 [0022]在本發(fā)明的實施時，中空圓筒形狀的工件(11)優(yōu)選的是履帶的襯套。但是，中空圓筒形狀的工件并不限定于履帶的襯套。
[0023]根據(jù)具備上述結構的本發(fā)明，在將中空圓筒形狀工件(11)連續(xù)地輸送并熱處理的系統(tǒng)中，能夠?qū)⒅锌請A筒形狀工件(11)的內(nèi)周面及內(nèi)周部在冷卻范圍中可靠地冷卻，即使是將工件(11)從外周面?zhèn)燃訜岬那闆r，在工件(11)的內(nèi)周面被加熱到超過低溫回火溫度的溫度以前、以及工件(11)的內(nèi)周部升溫到被回火為不到有效硬度的硬度的溫度以前，工件(11)的內(nèi)周面及內(nèi)周部也被可靠地冷卻，能夠確保內(nèi)周面及內(nèi)周部的硬度。因而,能夠防止工件(11)的內(nèi)周面及內(nèi)周部軟化。
[0024]這里，根據(jù)本發(fā)明，在中空圓筒形狀工件(11)的運出時及運入時，工件(11)也能夠分別不與運出側(cè)噴射裝置(22N)及/或運入側(cè)噴射裝置(21N)干涉而對工件11的內(nèi)周面的冷卻范圍噴射冷卻介質(zhì)，所以能夠?qū)⒃摾鋮s范圍總是連續(xù)冷卻。
[0025]根據(jù)本發(fā)明，能夠連續(xù)地進行不將中空圓筒形狀工件(11)從內(nèi)周面?zhèn)燃訜帷⒍雇庵苊婕巴庵懿恳约皟?nèi)周面及內(nèi)周部成為有效硬度以上的硬度，并使厚壁芯部成為不到有效硬度的硬度的熱處理。
[0026]這里，有效硬度是指在將鋼鐵材料為了硬化而淬火時、能夠看作“硬化”的硬度水平，根據(jù)對中空圓筒形狀工件(11)要求的耐磨損性的水平及中空圓筒形狀工件(11)的鋼鐵原材料的含碳量而不同。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0027]圖1是表示適合采用本發(fā)明的熱處理線的俯視圖。
[0028]圖2是在圖1的裝置中進行第I工序的淬火的裝置的主視圖。
[0029]圖3是在圖1的裝置中進行第2工序的淬火的裝置的主視圖。
[0030]圖4是第2工序的淬火中的冷卻部的剖視圖。
[0031]圖5是表示本發(fā)明的實施方式的框圖的例子。
[0032]圖6是圖5的A部放大圖。
[0033]圖7是表示在實施方式中將工件內(nèi)周面?zhèn)冗B續(xù)地冷卻的次序的流程圖的例子。
[0034]圖8是表示在實施方式中將工件運入的次序的流程圖的例子。
[0035]圖9是表示僅運出側(cè)噴射裝置配置在工件內(nèi)、將工件內(nèi)周面?zhèn)壤鋮s、運入側(cè)噴射裝置從工件退避的狀態(tài)的說明圖。
[0036]圖10是表示通過運出側(cè)噴射裝置及運入側(cè)噴射裝置將工件內(nèi)周面?zhèn)壤鋮s、位于最靠運出側(cè)的工件處于被檢測出的位置的狀態(tài)的說明圖。
[0037]圖11是表示僅運入側(cè)噴射裝置配置在工件內(nèi)、將工件內(nèi)周面?zhèn)壤鋮s、使運出側(cè)噴射裝置從工件退避的狀態(tài)的說明圖。
[0038]圖12是表示位于最靠運出側(cè)的工件被運出的狀態(tài)的說明圖。
[0039]圖13是表示將運出側(cè)噴射裝置及運入側(cè)噴射裝置配置在工件內(nèi)的狀態(tài)的說明圖。
[0040]圖14是表示僅運出側(cè)噴射裝置配置在工件內(nèi)、將工件內(nèi)周面?zhèn)壤鋮s、使運入側(cè)噴射裝置從工件內(nèi)退避的狀態(tài)的說明圖。
[0041]圖15是表示工件被輸送、新的工件被運入的狀態(tài)的說明圖。
【具體實施方式】
[0042]以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。
[0043]在本發(fā)明的實施方式的說明之前，參照圖1~圖4，對實施適合采用本發(fā)明的熱處理的熱處理裝置進行說明。
[0044]在圖1~圖4中實施的熱處理(適合采用本發(fā)明的熱處理)構成為，進行第I工序的淬火和第2工序的淬火。
[0045]在第I工序的淬火中，在圖1中顯示為“Q1”的區(qū)域中，遍及中空圓筒形狀工件11的整個壁厚進行淬火。
[0046]在上述第I工序的淬火中，一邊使中空圓筒形狀工件(工件:例如履帶的襯套)11繞工件軸芯旋轉(zhuǎn)，一邊在工件1 1彼此之間不隔開間隔而連續(xù)地向水平方向(在圖1中如中空的箭頭所示那樣從右方向左方)輸送。
[0047]通過不隔開工件11的間隔而連續(xù)地輸送，不需要夾具，能夠防止熱輸入被夾具奪去。此外，不再需要進行工件11的長度方向端部的暫時停止加熱。進而，通過連續(xù)加熱，能夠?qū)⒏鞴ぜ?1在長度方向上均勻地加熱，能夠使工件11的長度方向的溫度差變小。
[0048]這里，如果將工件11在縱向(鉛直方向)上連續(xù)地輸送，則熱處理裝置的高度方向尺寸變得過大，在熱處理的各種作業(yè)中變得不便，發(fā)生與設置裝置的房屋的頂棚的干涉的問題。因此，在圖1~圖4所示的熱處理中，將工件11在橫向(水平方向)上輸送。
[0049]在加熱線圈(電磁感應加熱裝置)12中，將工件11從外周面?zhèn)雀袘訜帷２⑶?，遍及工?1的整個壁厚感應加熱到Ac3點以上且Ac3點+200°C (優(yōu)選的是Ac3點+50°C )以下的溫度。
[0050]在感應加熱中，通過選擇感應電源的頻率，能夠正確地設定加熱深度。在通過加熱線圈12的感應加熱時，選擇感應電源的頻率，以將中空圓筒形狀工件11的整個壁厚加熱到上述溫度。
[0051]在上述第I工序的淬火中，如圖2所示，將工件11以載置在旋轉(zhuǎn)的一對工件輸送用輥14、15上的狀態(tài)下輸送。工件11的輸送通過以下這樣進行:通過使工件輸送用輥14、15旋轉(zhuǎn)而使工件11旋轉(zhuǎn)，使一對工件輸送用輥14、15中的一個在工件11的行進方向上稍稍下傾。
[0052]如圖1所示，工件輸送用輥14在長度方向上被分割為多個部分14a、14b、14c，用軸14d連結以便一體地旋轉(zhuǎn)。同樣，工件輸送用輥15也在長度方向上被分割為多個部分15a、15b、15c，用軸15d連結以便一體地旋轉(zhuǎn)。
[0053]在圖1中，加熱線圈12和冷卻套管13隔開一定的間隔設置，由加熱線圈12感應加熱后的工件11然后在經(jīng)過一定時間后被冷卻套管13冷卻。并且，在被加熱線圈12感應加熱后，到被冷卻套管13冷卻為止的時間中，通過工件11的散熱及熱傳導，工件11的溫度在長度方向、壁厚方向上實質(zhì)上變得均勻。[0054]在被加熱線圈12感應加熱后，隨著時間的經(jīng)過，工件11的溫度通過散熱而逐漸下降。在工件的溫度下降到Ar3點之前，通過來自冷卻套管13的冷卻介質(zhì)將工件11僅從外周面?zhèn)壤鋮s，遍及工件11的整個壁厚淬火硬化。由于工件11的整個壁厚被從Ar3點以上急冷，所以工件11的整個壁厚淬火硬化。由此，工件11的全部壁厚成為大致相同的硬度，金屬組織成為馬氏體組織。
[0055]此外，雖然沒有圖示，但在第I工序的淬火中，也可以在將中空圓筒形狀工件11通過加熱線圈12僅從工件11的外周面?zhèn)缺榧肮ぜ?1的整個壁厚感應加熱到Ac3點以上且Ac3點+200°C以下的溫度后，通過冷卻套管13將工件11僅從外周面?zhèn)壤鋮s。
[0056]這里，第I工序的淬火中的加熱只要進行全部壁厚硬化的熱處理就可以，并不限定于加熱線圈12，可以使用加熱爐、其他加熱手段。
[0057]接著，說明第2工序的淬火。在該第2工序的淬火中，對工件11的外周面及外周部實施再淬火。
[0058]第2工序的淬火在實施第I工序的淬火后，即對遍及整個壁厚淬火硬化的工件11進行，在圖1中顯示為“Q2”的區(qū)域中進行。
[0059]在第2工序的淬火中，一邊使工件11繞工件軸芯旋轉(zhuǎn)，一邊在工件彼此之間不隔開間隔而連續(xù)地在水平方向上輸送(橫向進給)。并且，通過加熱線圈16，從外周面?zhèn)葘⒐ぜ?1的外周面及外周部感應加熱到Ac3點以上且Ac3點+200°C (優(yōu)選的是Ac3點+50°C)以下的溫度。
[0060]將感應加熱溫度的上限設為Ac3點+200°C (優(yōu)選的是Ac3點+50°C )是因為，通過第2工序的淬火將在工件11的外周面及外周部生成的馬氏體組織的結晶粒保持為微細，由此防止使用中的破裂的發(fā)生(即使發(fā)生破裂也難以進展)。
[0061]這里，被第2工序的淬火感應加熱的外周部是指中空圓筒形狀工件11的外周面與從外周面隔開了工件的壁厚的1/4~1/2的深度的位置之間的部分。
[0062]但是，根據(jù)工件的尺寸(壁厚)，外周部的范圍也可以不是中空圓筒形狀工件11的外周面與從外周面隔開工件的壁厚的1/4~1/2的深度的位置之間。例如，也可以是外周面與從外周面隔開工件的壁厚的1/5~1/3的深度的位置之間。
[0063]工件11的旋轉(zhuǎn)及水平方向的輸送如圖3所示，通過將工件11載置到旋轉(zhuǎn)的一對工件輸送用輥18、19 (一個輥相對于工件11的進給方向稍稍下傾)上來進行。
[0064]工件輸送用輥18在長度方向上被分割為多個部分18a、18b，用軸18c連結以便一體地旋轉(zhuǎn)。工件輸送用輥19也在長度方向上被分割為多個部分19a、19b，用軸19c連結以便一體地旋轉(zhuǎn)。
[0065]隨著將通過加熱線圈16從外周面?zhèn)燃訜岷蟮墓ぜ?1剛加熱后(從加熱結束起3秒以下、優(yōu)選的是2秒以下、更優(yōu)選的是I秒以下的時間內(nèi))，在工件11的溫度在外周面及外周部(處于工件的外周面與從工件的外周面隔開了比工件的壁厚的1/4深比1/2淺的距離后的位置之間的部分)為Ac3點以上、在厚壁芯部(存在于外周部與內(nèi)周部之間、在第2工序的淬火后硬度不到有效硬度的部分)為400~700°C (高溫回火溫度)、在內(nèi)周部(處于工件的內(nèi)周面與從工件的內(nèi)周面隔開了比工件的壁厚的1/2小的距離的位置之間的部分)不到高溫回火溫度、在內(nèi)周面為低溫回火溫度以下的期間中(來自外周面?zhèn)鹊臒彷斎雮鲗У絻?nèi)周部及內(nèi)周面，內(nèi)周部達到高溫回火溫度之前、內(nèi)周面超過低溫回火溫度之前)，如圖4所示，通過從冷卻套管17對工件11的外周面噴射冷卻介質(zhì)，將工件11從外周面?zhèn)壤鋮s。另外，在圖4中，將工件進給方向用附圖標記F表不。此外，附圖標記Jc表不冷卻介質(zhì)的噴射。
[0066]通過從外周面?zhèn)壤鋮s，使從工件的外周面隔開了工件11的壁厚的1/4~1/2的深度的位置成為有效硬度，在比該外周部有效硬度位置靠外周面?zhèn)鹊牟糠旨巴庵苊嫔铣蔀橛行в捕纫陨系挠捕?，在比該外周部有效硬度位置靠厚壁芯部?cè)的部分成為不到有效硬度的硬度，并且使從工件11的內(nèi)周面隔開了不到工件11的壁厚的1/2的深度的位置成為有效硬度，使工件11的比內(nèi)周部有效硬度位置靠內(nèi)周面?zhèn)鹊牟糠旨皟?nèi)周面成為有效硬度以上的硬度，使工件11的比內(nèi)周部有效硬度位置靠厚壁芯部側(cè)的部分成為不到有效硬度的硬度。
[0067]但是，僅通過參照圖1~圖4說明的熱處理(適合采用本發(fā)明的熱處理)，根據(jù)工件11的尺寸、從第2工序的淬火的感應加熱結束到僅從工件的外周面?zhèn)鹊睦鋮s開始的經(jīng)過時間，有可能不能確保內(nèi)周面及內(nèi)周部的硬度，在最差的情況下，工件11的內(nèi)周面軟化。
[0068]因此，根據(jù)本發(fā)明的圖示的實施方式，除了從冷卻套管17噴射冷卻介質(zhì)、將工件11從外周面?zhèn)壤鋮s以外,還對通過加熱線圈16從外周面?zhèn)雀袘訜岬墓ぜ?1內(nèi)周面的冷卻范圍(后述)直接噴射冷卻介質(zhì)而冷卻。
[0069]由此，確保內(nèi)周面及內(nèi)周部的硬度而防止工件11的內(nèi)周面軟化。
[0070]除此以外，在本發(fā)明的圖示的實施方式中，能夠?qū)⒈贿B續(xù)輸送并由加熱線圈16感應加熱而輸送的工件11不進行所謂的批次處理而將其內(nèi)周面?zhèn)冗B續(xù)地冷卻。
[0071]以下，參照圖5~圖16，對向被連續(xù)輸送的工件11的內(nèi)周面的冷卻范圍(后述)連續(xù)地直接噴射冷卻介質(zhì)的本發(fā)明的實施方式進行說明。
[0072]首先，參照圖5說明本發(fā)明的熱處理系統(tǒng)。
[0073]圖5所示的熱處理系統(tǒng)整體用附圖標記200表示，構成在圖1中顯示為“Q2”的區(qū)域。
[0074]為了將結構明確地表現(xiàn)，在圖5中省略了工件輸送用輥18、19 (圖3)。此外，工件11 (11 一 I~11 一 3)用其長度方向的截面表不。
[0075]在圖5、圖6、圖9~圖15中，圖中的左側(cè)是“運出側(cè)”，圖中的右側(cè)是“運入側(cè)”。并且，在圖5、圖6、圖9~圖15中，將工件11的輸送方向用箭頭F表示。
[0076]在圖5中，熱處理系統(tǒng)200具備加熱線圈16、冷卻套管17、運入側(cè)氣缸21、運出側(cè)氣缸22、壓力源(例如高壓空氣箱)23、運入側(cè)流路切換閥24、運出側(cè)流路切換閥25和運入裝置30。另外，運入側(cè)氣缸21及運出側(cè)氣缸22也可以是液壓式、電動式等其他方式的致動器。
[0077]為了圖示的明確化，在圖5、圖6、圖9~圖15中，將旋轉(zhuǎn)的一對工件輸送用輥18、19 (參照圖3)省略而表現(xiàn)。`
[0078]在圖5中，表示氣缸的活塞桿21r及22r伸展的狀態(tài)。
[0079]運入側(cè)氣缸21的活塞桿21r構成冷卻介質(zhì)噴射裝置(以下，記作“運入側(cè)噴射裝置”)21N。在圖5中沒有明示，但在運入側(cè)噴射裝置21N內(nèi)設有供給冷卻介質(zhì)的線，該線經(jīng)由線Lw6連通到冷卻介質(zhì)壓送裝置26。
[0080]另一方面，運出側(cè)氣缸22的活塞桿22r也構成冷卻介質(zhì)噴射裝置(以下，記作“運出側(cè)噴射裝置”)22N。在運出側(cè)噴射裝置22N內(nèi)也設有供給冷卻介質(zhì)的線，該線經(jīng)由線Lw7連通到冷卻介質(zhì)壓送裝置27。
[0081]另外，冷卻介質(zhì)壓送裝置26、27在圖5中分體地表示，但也可以用相同設備構成。
[0082]雖然沒有圖示，但也可以不使用用于工件11的運出確認的傳感器LSl及用于運入確認的傳感器LS2，而基于工件11的輸送速度及工件11的全長等計算工件運出，工件運入的估計的時間，通過計算出的時間來控制各種裝置的動作。此外，也可以通過作業(yè)者的目視來控制各種裝置的動作。
[0083]在圖示的實施方式中，為了提高自動控制的可靠性而例示使用傳感器的控制進行了說明，但并不限定本發(fā)明的技術范圍。
[0084]這里，雖然沒有明確地圖示，但在圖1的表示為“Q1”的區(qū)域、和表示為“Q2”的區(qū)域的邊界部分，完成了上述第I工序的淬火的工件11在運入裝置30 (參照圖5)中待機。
[0085]另外，在第I工序的淬火中，遍及工件11的整個壁厚加熱為Ac3點以上且Ac3點+200°C、優(yōu)選的是Ac3點+50°C以下的溫度。并且，通過來自冷卻套管13的冷卻介質(zhì)將工件11冷卻，遍及工件11的整個壁厚淬火硬化。第I工序的淬火中的加熱并不限定于感應加熱，也可以是加熱爐內(nèi)的加熱等其他的加熱方法。此外，第I工序的淬火中的冷卻也只要能夠遍及整個壁厚硬化，并不限定于從外周面?zhèn)鹊睦鋮s，也可以是從內(nèi)周面?zhèn)鹊睦鋮s，也可以是從外周面?zhèn)燃皟?nèi)周面?zhèn)鹊膬蓚?cè)的冷卻。
[0086]在運入裝置30中待機的工件11在可運入的時機被從運入裝置30向圖5的熱處理系統(tǒng)200運入。關于運入的詳細情況后述。
[0087]在運入裝置30中待機的工件11 (11 一 I~11 一 3)被輸送用輥18、19 (在圖5中省略圖示)在圖5中從右側(cè)(運入側(cè))向左側(cè)(運出側(cè))輸送。
[0088]并且，被加熱線圈16正在感應加熱、或感應加熱后的工件11的內(nèi)周面的冷卻范圍(參照圖6后述)被從運出側(cè)噴射裝置22N及/或運入側(cè)噴射裝置2 IN噴射的冷卻介質(zhì)冷卻。
[0089]運出側(cè)噴射裝置22N及/或運入側(cè)噴射裝置21N在相互對置的一側(cè)的前端附近形成有冷卻介質(zhì)噴射用的噴射孔。在圖6中，運出側(cè)噴射裝置22N的噴射孔用附圖標記22η表示,運入側(cè)噴射裝置2 IN的噴射孔用附圖標記21η表示。
[0090]在圖6中，從噴射孔21η、22η引出的箭頭表示正被噴射的冷卻介質(zhì)。但是，關于噴射孔的位置、數(shù)量及被噴射的冷卻介質(zhì)的朝向，圖示是一例，只要能夠?qū)⒐ぜ?1的內(nèi)周面及內(nèi)周部的冷卻范圍可靠地冷卻，并不限定于圖示的例子。
[0091]在圖5、圖6中，運出側(cè)噴射裝置22Ν的噴射孔22η(圖6)經(jīng)由運出側(cè)噴射裝置22Ν的冷卻介質(zhì)供給線(未圖示)、線Lw7 (圖5)連通在冷卻介質(zhì)壓送裝置27 (圖5)上。并且，運入側(cè)噴射裝置2IN的噴射孔21η (圖6)經(jīng)由運入側(cè)噴射裝置2IN的冷卻介質(zhì)供給線(未圖示)、線Lw6 (圖5)連通在冷卻介質(zhì)壓送裝置26 (圖5)上。
[0092]在圖5中，運出側(cè)噴射裝置22N通過運出側(cè)氣缸22伸長而與工件11的移動方向(輸送方向:在圖5中是左右方向)平行地朝向運入側(cè)(在圖5中是右側(cè))伸長。并且，通過運出側(cè)氣缸22收縮而向運出側(cè)(在圖5中是左側(cè))收縮。
[0093]運入側(cè)噴射裝置21N通過運入側(cè)氣缸21伸長而與工件11的移動方向平行地朝向運出側(cè)(在圖5中是左側(cè))伸長。并且，通過運入側(cè)氣缸21收縮而向運入側(cè)(在圖5中是右偵D收縮。
[0094] 在圖5所示的熱處理系統(tǒng)200中，對工件11實施了參照圖1~圖3說明的熱處理中的“第2工序的淬火”。如上述那樣，在圖5、圖6、圖9~圖15中，將工件11的輸送方向用箭頭F表示。
[0095]即，通過加熱線圈16，從工件11的外周面?zhèn)葘⒐ぜ?1的外周面及外周部感應加熱至丨J Ac3點以上且Ac3點+200°C以下的溫度、優(yōu)選的是Ac3點+50°C以下的溫度，然后馬上通過冷卻套管17將工件11從外周面?zhèn)壤鋮s。
[0096]與此同時，在圖5所示的熱處理系統(tǒng)200中，對通過加熱線圈16將外周面及外周部正在感應加熱或感應加熱后的工件11的內(nèi)周面，從運出側(cè)噴射裝置22N及/或運入側(cè)噴射裝置21N直接噴射冷卻介質(zhì)，將工件11的內(nèi)周面上的冷卻范圍冷卻。
[0097]關于被從運出側(cè)噴射裝置22N及/或運入側(cè)噴射裝置21N噴射冷卻介質(zhì)的工件11內(nèi)周面?zhèn)鹊睦鋮s范圍，在圖6中詳細地表示。
[0098]在圖6中，附圖標記Pl示意地表示通過加熱線圈16的從外周面?zhèn)鹊母袘訜岬挠绊戦_始達到工件11的外周面的位置。并且，附圖標記P2表示通過加熱線圈16的從外周面?zhèn)鹊母袘訜岬挠绊戇_到工件11的內(nèi)周部及內(nèi)周面、(在冷卻介質(zhì)沒有被噴射到工件11的內(nèi)周面上的情況下)工件11的內(nèi)周面的溫度開始升溫的位置。進而，附圖標記P3表示(在冷卻介質(zhì)沒有被噴射到工件11的內(nèi)周面上的情況下)暫且超過了低溫回火溫度的工件11的內(nèi)周面的溫度通過由冷卻套管17的從外周面?zhèn)鹊睦鋮s而成為低溫回火溫度以下的位置。在不對工件11的內(nèi)周面噴射冷卻介質(zhì)、不將工件11的內(nèi)周面及內(nèi)周部冷卻的情況下，有工件11的內(nèi)周面的溫度上升而超過低溫回火溫度、或工件11的內(nèi)周部達到高溫回火溫度的情況。
[0099]在不對工件11的內(nèi)周面噴射冷卻介質(zhì)、不將工件11的內(nèi)周面及內(nèi)周部冷卻的情況下至少位置P2與位置P3之間的區(qū)域有可能軟化，所述位置P2是如果不通過對工件11的內(nèi)周面噴射冷卻介質(zhì)而將工件11的內(nèi)周面及內(nèi)周部冷卻則工件11的內(nèi)周面的溫度開始升溫的位置，所述位置P3是在不通過對工件11的內(nèi)周面噴射冷卻介質(zhì)將工件11的內(nèi)周面及內(nèi)周部冷卻的情況下、暫且超過了低溫回火溫度的工件11的內(nèi)周面的溫度通過由冷卻套管17的從外周面?zhèn)鹊睦鋮s而再次成為低溫回火溫度以下的位置。相對于此，如果對內(nèi)周面的包括位置P2~P3之間的范圍(冷卻范圍)噴射冷卻介質(zhì)，則能夠防止內(nèi)周面及內(nèi)周部的升溫、防止軟化。
[0100]換言之，對工件11的內(nèi)周面從運出側(cè)噴射裝置22N及/或運入側(cè)噴射裝置21N噴射冷卻介質(zhì)而冷卻的范圍(冷卻范圍)需要在工件11的長度方向上包含上述P2~P3之間的區(qū)域。
[0101]上述冷卻范圍在工件11的行進方向上是大致從加熱線圈16的入口附近到冷卻套管17的中央附近的范圍。
[0102]這里，圖6中的位置Pl~P3只不過是例示。位置Pl~P3根據(jù)工件11的壁厚、工件11的輸送速度、加熱線圈16的加熱能力、Ac3點等而各自不同。
[0103]此外，在圖6中，位置Pl被表示為工件11的外周面的點，位置P2、P3被表示為工件11的內(nèi)周面的點。其中，位置Pl遍及工件11的外周面上的圓周方向全域，位置P2、P3分別遍及工件11的內(nèi)周面上的圓周方向全域。
[0104]在圖6中，為了圖示的簡略化，表示將從運出側(cè)噴射裝置22N噴射的冷卻介質(zhì)僅對工件11的內(nèi)周面上的圖6上方的區(qū)域噴射，表示將從運入側(cè)噴射裝置21N噴射的冷卻介質(zhì)僅對工件11的內(nèi)周面上的圖6下方的區(qū)域噴射。
[0105]但是，從運出側(cè)噴射裝置22N噴射的冷卻介質(zhì)及從運入側(cè)噴射裝置21N噴射的冷卻介質(zhì)都關于工件11的內(nèi)周面上的冷卻范圍、對工件11的內(nèi)周面的圓周方向全域噴射。
[0106]在圖5、圖9~圖15中，也雖然沒有明確圖示，但來自運出側(cè)噴射裝置22N的冷卻介質(zhì)被向工件11內(nèi)周面噴射的范圍與來自運入出側(cè)噴射裝置2IN的冷卻介質(zhì)被向工件11內(nèi)周面噴射的范圍是相同的，對工件11的內(nèi)周面上的包含P2~P3之間的區(qū)域(冷卻范圍)噴射。
[0107]在圖6中，來自運出側(cè)噴射裝置22N的冷卻介質(zhì)被向工件11的半徑方向外方噴射，來自運入出側(cè)噴射裝置21N的冷卻介質(zhì)被向相對于工件11的半徑方向(關于工件11的軸方向或長度方向)傾斜的方向噴射，但冷卻介質(zhì)噴射方向并不限定于圖示的方向。冷卻介質(zhì)只要是對工件11的內(nèi)周面上的冷卻范圍的內(nèi)周面全域噴射的就可以，沒有特別限定。
[0108]在將中空圓筒形狀的工件11通過加熱線圈16從外周面?zhèn)雀袘訜岬紸c3點以上且Ac3點+200°C以下的溫度、優(yōu)選的是Ac3點+50°C以下的溫度的期間中或感應加熱后、沒有從內(nèi)周面?zhèn)壤鋮s的情況下，通過傳熱而加熱到工件11的內(nèi)周面?zhèn)?，工?1的內(nèi)周面及內(nèi)周部有可能軟化。
[0109]相對于此，在本發(fā) 明的圖示的實施方式中，如圖6所示，通過運出側(cè)噴射裝置22N及/或運入側(cè)噴射裝置2IN對工件11的內(nèi)周面噴射冷卻介質(zhì)，將冷卻范圍(包含位置P2與位置P3之間的范圍，所述位置P2是在通過加熱線圈16的從外周面?zhèn)鹊母袘訜岬挠绊戦_始達到工件11的內(nèi)周部及內(nèi)周面、沒有將冷卻介質(zhì)對工件11的內(nèi)周面噴射的情況下、工件11的內(nèi)周面的溫度開始升溫的位置，所述位置P3是在沒有將冷卻介質(zhì)對工件11的內(nèi)周面噴射的情況下、通過由冷卻套管17的從外周面?zhèn)鹊睦鋮s而工件11的內(nèi)周面的溫度成為低溫回火溫度以下的位置)冷卻。因此，能夠防止工件11的內(nèi)周面及內(nèi)周部軟化。
[0110]接著，主要基于圖7，也參照圖9~圖16，對通過熱處理系統(tǒng)200將工件11的內(nèi)周面?zhèn)壤鋮s的次序進行說明。
[0111]在圖7的步驟SI中，控制單元50判斷是否滿足系統(tǒng)200的運轉(zhuǎn)開始條件。并且，將系統(tǒng)200的運轉(zhuǎn)待機，直到滿足運轉(zhuǎn)開始條件(步驟SI為否的循環(huán))。
[0112]如果滿足系統(tǒng)200的運轉(zhuǎn)開始條件(步驟SI為是)，則向步驟S2前進。
[0113]在圖示的實施方式中，在步驟SI中判斷的主要的運轉(zhuǎn)開始條件有以下這樣的條件。
[0114](I)運出側(cè)噴射裝置22N是能夠噴射冷卻介質(zhì)的狀態(tài)。
[0115](2)是能夠從冷卻套管17噴射冷卻介質(zhì)的狀態(tài)。
[0116]這里，可以設定為，只要滿足條件(I)、(2)的兩者或僅任一個，就判斷為滿足系統(tǒng)200的運轉(zhuǎn)開始條件。此外，也可以將與上述(I)、(2)不同的條件設定為運轉(zhuǎn)開始條件。
[0117]在圖7的步驟S2中，開始熱處理系統(tǒng)200的運轉(zhuǎn)，首先，如圖9所示，運出側(cè)噴射裝置22N伸長，到達噴射孔22η能夠?qū)鋮s范圍噴射冷卻介質(zhì)的區(qū)域(冷卻區(qū)域、運入側(cè)端部)，在該冷卻區(qū)域中，從運出側(cè)噴射裝置22Ν對工件11的內(nèi)周面的冷卻范圍噴射冷卻介質(zhì)。
[0118]在圖9中，表示對工件11 - 2、11 - 3的內(nèi)周面的冷卻范圍正噴射冷卻介質(zhì)的狀態(tài)。接著，向步驟S3前進。另外，所謂運出側(cè)噴射裝置22N的運入側(cè)端部，是指運出側(cè)噴射裝置22N伸展、從噴射孔22η噴射的冷卻介質(zhì)被噴射到包含位置Ρ2、Ρ3的冷卻范圍中的位置。
[0119]在圖9中沒有圖示的運入側(cè)噴射裝置2IN在收縮的狀態(tài)下是退避到運入側(cè)(在圖9中是右側(cè))端部的狀態(tài)(運入側(cè)噴射裝置21Ν移動到不與新運入的工件11 一 4 (參照圖15)干涉的運入側(cè)退避位置的狀態(tài))。
[0120]在圖7的步驟S3中，控制單元50通過運出確認傳感器LSl判斷位于最靠運出側(cè)的工件11 (11 -1)是否到達了應被運出的位置(運出位置)。
[0121]如果運出確認傳感器LSl沒有檢測到位于最靠運出側(cè)的工件11 一 I到達了應被運出的位置(步驟S3為否)，則從運出側(cè)噴射裝置22Ν噴射冷卻介質(zhì)，維持將工件11的內(nèi)周面?zhèn)鹊睦鋮s范圍冷卻的狀態(tài)。
[0122]如果運出確認傳感器LSl檢測到位于最靠運出側(cè)的工件11 一 I到達了應被運出的位置(步驟S3為是)，則向步驟S4前進，對運入側(cè)噴射裝置21Ν發(fā)出前進指令。在此情況下，例如使運入側(cè)氣缸21伸展。接著，向步驟S5前進。
[0123]在圖7的步驟S5中，判斷是否運入側(cè)噴射裝置21Ν伸長、到達了能夠從噴射孔21η對工件11的內(nèi)周面的冷卻范圍噴射冷卻 介質(zhì)的位置或區(qū)域(冷卻區(qū)域、運出側(cè)端部)。另外，所謂運入側(cè)噴射裝置21Ν的運出側(cè)端部，是指運入側(cè)噴射裝置21Ν伸長、從噴射孔21η噴射的冷卻介質(zhì)被噴射到包含位置Ρ2、Ρ3的冷卻范圍中的位置。
[0124]如果運入側(cè)噴射裝置21Ν到達了運出側(cè)端部(步驟S5為是)，則向步驟S6前進。接著，在步驟S6中，從運入側(cè)噴射裝置21Ν向工件11內(nèi)周面的冷卻位置噴射冷卻介質(zhì)(圖10)。
[0125]如圖10所示那樣構成為，在運入側(cè)噴射裝置21Ν處于運出側(cè)端部、并且運出側(cè)噴射裝置22Ν處于運入側(cè)端部的情況下，運入側(cè)噴射裝置21Ν與運出側(cè)噴射裝置22Ν也不會相互干涉。
[0126]這里，在圖示的實施方式中，運入側(cè)噴射裝置21Ν在到達運出側(cè)端部后噴射冷卻介質(zhì)(參照圖10)，但冷卻介質(zhì)噴射開始的時機并不限定于此。
[0127]作為“冷卻介質(zhì)噴射開始位置”，并不限定于運入側(cè)噴射裝置21Ν的“運出側(cè)端部”，只要是能夠?qū)ぜ?1的內(nèi)周面上的冷卻范圍噴射冷卻介質(zhì)的位置，就能夠?qū)诟鞣N條件而各自地設定。
[0128]另外，運入側(cè)噴射裝置21Ν也可以在將工件11運入時以外處于冷卻區(qū)域，對工件11的冷卻范圍噴射冷卻介質(zhì)。
[0129]在圖7的步驟S6中，在從運入側(cè)噴射裝置2IN對工件11內(nèi)周面的冷卻范圍噴射冷卻介質(zhì)后(圖10)，向步驟S7前進，控制單元50對運出側(cè)噴射裝置22Ν給出退避指令，使運出側(cè)氣缸22收縮。然后，向步驟S8前進。
[0130]在步驟S8中，控制單元50對冷卻介質(zhì)壓送裝置27發(fā)送控制信號而將冷卻介質(zhì)的供給切斷，由此使從運出側(cè)噴射裝置22Ν的冷卻介質(zhì)的噴射停止。然后，向步驟S9前進。另外，也可以代替對冷卻介質(zhì)壓送裝置27發(fā)送控制信號，而在冷卻介質(zhì)供給線中夾裝電磁閥，將該電磁閥進行開閉控制。
[0131]在步驟S9中，使運出側(cè)氣缸22收縮，如圖11所示，使運出側(cè)噴射裝置22N退避到不與輸送中的工件11干涉的位置(運出側(cè)退避位置)。圖11表示運出側(cè)氣缸22已經(jīng)退避的狀態(tài)(是將運出側(cè)噴射裝置22N移動到運出側(cè)退避位置的狀態(tài)，是將工件11的運出待機的狀態(tài))。然后，向步驟SlO前進。
[0132]即使從運出側(cè)噴射裝置22N的冷卻介質(zhì)的噴射沒有停止,也能夠使運出側(cè)噴射裝置22N移動到運出側(cè)退避位置，在工件11的運出上沒有障礙。但是，在圖示的實施方式中，考慮冷卻介質(zhì)的飛散，在將冷卻介質(zhì)的噴射停止后，使運出側(cè)噴射裝置22N移動到運出側(cè)退避位置。然后，在圖11的狀態(tài)下，將從運出側(cè)噴射裝置22N的冷卻介質(zhì)的噴射停止。
[0133]在圖11中，來自運入側(cè)噴射裝置21N的冷卻介質(zhì)被噴射到工件11的內(nèi)周面的冷卻范圍中。
[0134]在圖7的步驟SlO中，如果運出確認傳感器LSl檢測到工件11 (步驟SlO為是)，則如圖9~圖11所示，位于最靠運出側(cè)的工件11 -1由于還沒有被運出，所以繼續(xù)圖11所示的狀態(tài)(步驟SlO為是的循環(huán))。
[0135]另一方面，如果運出確認傳感器LSl沒有檢測到工件11 (步驟SlO為否)，則判斷是否如圖12所示位于最靠運出側(cè)或在圖9~圖11中位于最左側(cè)的工件11 -1已被運出。然后，向步驟Sll前進， 對運出側(cè)噴射裝置22N給出前進指令，使運出側(cè)氣缸22伸展。然后，向步驟S12前進。
[0136]在圖12中，作為將工件11 -1運出的形態(tài)，以工件11 一 I落下的狀態(tài)表示，但本發(fā)明的工件的運出并不限定于落下。例如，也有通過由未圖示的運出裝置(例如產(chǎn)業(yè)用機械手等)將工件11 一 I取出而將工件11 一 I運出的情況。
[0137]在圖12中，來自運入側(cè)噴射裝置21N的冷卻介質(zhì)也被噴射到工件11內(nèi)周面的冷卻范圍中。
[0138]在步驟S12中，判斷運出側(cè)嗔射裝直22N是否到達了運入側(cè)纟而部。如果運出側(cè)嗔射裝置22N沒有到達運入側(cè)端部(步驟S12為否)，則待機直到運出側(cè)噴射裝置22N到達運入側(cè)端部(步驟S12的否的循環(huán))。
[0139]如果運出側(cè)噴射裝置22N到達運入側(cè)端部(步驟S12為是)，則向步驟S13前進。在步驟S13中，再開始從冷卻介質(zhì)壓送裝置27的冷卻介質(zhì)的供給，從運出側(cè)噴射裝置22N噴射冷卻介質(zhì)，將工件11內(nèi)周面的冷卻范圍冷卻(圖13)。然后，向步驟S14前進。
[0140]在圖13中，雖然沒有明確圖示,但從運入側(cè)噴射裝置21N噴射的冷卻介質(zhì)和從運出側(cè)噴射裝置22N噴射的冷卻介質(zhì)都被噴射到工件11內(nèi)周面的冷卻范圍中。
[0141]作為“冷卻介質(zhì)噴射開始位置”，并不限定于運出側(cè)噴射裝置22N的“運入側(cè)端部”，只要是能夠從運出側(cè)噴射裝置22N對工件11內(nèi)周面的冷卻范圍噴射冷卻介質(zhì)的位置或區(qū)域，可以對應于各種條件而各自地設定。
[0142]另外，運出側(cè)噴射裝置22N也可以在將工件11運出時以外處于冷卻區(qū)域，對工件11的冷卻范圍噴射冷卻介質(zhì)。
[0143]在步驟S14中，控制單元50對運入側(cè)噴射裝置21N給出退避指令，使運入側(cè)氣缸21收縮(參照圖14)。
[0144]在步驟S15中，控制單元50將來自冷卻介質(zhì)壓送裝置26的冷卻介質(zhì)的供給切斷，使運入側(cè)噴射裝置2 IN的冷卻介質(zhì)的噴射停止。即使從運入側(cè)噴射裝置2 IN的冷卻介質(zhì)的噴射不停止，也能夠使運入側(cè)噴射裝置21N移動到運入側(cè)退避位置，但考慮冷卻介質(zhì)的飛散，優(yōu)選的是在將冷卻介質(zhì)的噴射停止后，將運入側(cè)噴射裝置21N移動到運入側(cè)退避位置。[0145]如果將運入側(cè)噴射裝置21N的冷卻介質(zhì)的噴射停止，則向步驟S16前進，對運入側(cè)噴射裝置21N給出退避指令，使運入側(cè)氣缸21收縮。
[0146]圖14表示運入側(cè)氣缸21已經(jīng)退避的狀態(tài)。
[0147]如果在圖7的步驟S16中將運入側(cè)氣缸21退避，則在步驟S17中判斷是否結束熱處理系統(tǒng)200的作業(yè)。如果是將熱處理系統(tǒng)200的作業(yè)結束(步驟S17為是)，則原樣結束控制。如果是繼續(xù)熱處理系統(tǒng)200的作業(yè)，則回到步驟S3，再次重復步驟S3以后的工序。
[0148]接著，主要基于圖8的流程圖，也參照表示新的工件的運入前的狀態(tài)的圖14、表示將新的工件運入的狀態(tài)的圖15，對將新的工件11 一 4向熱處理系統(tǒng)200運入的次序進行說明。
[0149]在圖8的步驟S21中，控制單元50判斷運入裝置30的動作準備是否齊全。如果運入裝置30的動作準備已齊全(步驟S21為是)，則向步驟S22前進。
[0150]如果運入裝置30的動作準備沒有齊全(步驟S21為否)，則向步驟S25前進。
[0151]在步驟S22中，控制單元50判斷運入確認傳感器LS2是否檢測到工件，即新的工件11是否能夠運入。
[0152]如果位于最靠運入側(cè)(圖14的最右側(cè))的工件11 (11 - 3)存在于運入確認傳感器LS2的正下方的位置(步驟S22為是:不是圖14所示的狀態(tài))，則判斷為難以將新的工件11 一 4運入到一對工件輸送用輥18、19 (參照圖3:在圖5中沒有圖示)上，向步驟S25前進。
[0153]另一方面，如果運入確認傳感器LS2沒有檢測到工件11，工件11 (11 一 3)不存在(步驟S22為否:圖14所示的狀態(tài))，則判斷為滿足能夠?qū)⑿碌墓ぜ?1 一 4運入的條件的一部分，向步驟S23前進。
[0154]在圖14、圖15中，運出側(cè)噴射裝置22N向工件11內(nèi)周面的冷卻范圍噴射冷卻介質(zhì)。
[0155]在步驟S23中，判斷運入側(cè)噴射裝置21N是否回到不與輸送中的工件11干涉的位置(運入側(cè)退避位置)。如果運入側(cè)噴射裝置21N回到運入側(cè)退避位置(步驟S23為是)，則即使運入新的工件11 - 4也不與運入側(cè)噴射裝置21N干涉，所以判斷為滿足能夠?qū)⑿碌墓ぜ?1 一 4運入的條件，向步驟S24前進。
[0156]在步驟S24中，向熱處理系統(tǒng)200運入新的工件11 一 4(圖14、圖15的狀態(tài))。然后，向步驟S26前進。將工件11 一 4運入的方式在圖14、圖15中沒有明示，但可以通過例如產(chǎn)業(yè)用機械手(未圖示)等其他通用裝置進行。特別是，關于運入裝置沒有限定。
[0157]另一方面，如果運入側(cè)噴射裝置21N沒有回到運入側(cè)退避位置(圖8的步驟S23為否)，則在將新的工件11 一 4運入時與運入側(cè)噴射裝置21N干涉，所以判斷為新的工件11 一4的運入較困難。然后，向步驟S25前進。
[0158]在步驟S25中，不向熱處理系統(tǒng)200運入新的工件11 一 4(運入裝置30為待機狀態(tài))，向步驟S26前進。
[0159]在步驟S26中，控制單元50判斷是否結束工件11的運入作業(yè)。如果結束工件11的運入作業(yè)(步驟S26為是)，則原樣結束控制。
[0160]如果還繼續(xù)工件的運入作業(yè)(步驟S26為否)，則回到步驟S21，再次重復步驟S21以后的控制。
[0161]根據(jù)本發(fā)明的圖示的實施方式，只要運出確認傳感器LSl沒有檢測到位于最靠運出側(cè)的中空圓筒形狀工件11 -1到達了應被運出的位置(運出位置)，就將運出側(cè)氣缸22伸長，將運出側(cè)噴射裝置22N移動到能夠?qū)ぜ?1內(nèi)周面的冷卻范圍噴射冷卻介質(zhì)的位置或區(qū)域，從運出側(cè)噴射裝置22N對工件11內(nèi)周面的冷卻范圍噴射冷卻介質(zhì)。
[0162]在此狀態(tài)下，由加熱線圈16將外周面及外周部例如以Ac3點以上且Ac3點+200°C以下的溫度加熱的中空圓筒形狀工件11的內(nèi)周面及內(nèi)周部，通過對其內(nèi)周面的冷卻范圍從運出側(cè)噴射裝置22N噴射冷卻介質(zhì)(例如還包括冷卻水、冷卻油、空氣、噴霧等)而被冷卻。
[0163]此外，在運出確認傳感器LSl檢測出位于最靠運出側(cè)的工件11 -1到達了應被運出的位置(運出位置)，運出側(cè)噴射裝置22N為退避狀態(tài)，但在運出側(cè)噴射裝置22N退避之前，從運入側(cè)噴射裝置2IN對工件11的內(nèi)周面的冷卻范圍噴射冷卻介質(zhì)，將工件11的內(nèi)周面及內(nèi)周部冷卻。
[0164]即，根據(jù)本發(fā)明的圖示的實施方式，將外周面及外周部加熱后的中空圓筒形狀工件11的內(nèi)周面上的冷卻范圍(在圖6中是包含位置P2~P3之間的范圍)總是被從運出側(cè)噴射裝置22N及/或運入側(cè)噴射裝置2IN噴射的冷卻介質(zhì)冷卻。因此，工件11的內(nèi)周部(處于工件11內(nèi)周面與從工件11內(nèi)周面隔開比工件11的工件壁厚的1/2小的距離的位置之間的部分)及內(nèi)周面在內(nèi)周部通過傳熱達到高溫回火溫度以前的階段、內(nèi)周面通過傳熱超過低溫回火溫度以前的階段中被可靠地冷卻，能夠確保內(nèi)周面及內(nèi)周部的硬度。因而，能夠防止工件11的內(nèi)周部及內(nèi)周面軟化。
[0165]此外，根據(jù)本發(fā)明的圖示的實施方式，如果運出確認傳感器LSl檢測出位于最靠運出側(cè)的工件11 一 I到達了應被運出的位置(運出位置)，則將運出側(cè)氣缸22收縮，將運出側(cè)噴射裝置22N的前端部(運入側(cè)端部)移動到從輸送中的中空圓筒形狀工件11偏離的位置(收縮位置)。因此，應運出的工件11 一 I不與運出側(cè)噴射裝置22N干涉而被向熱處理系統(tǒng)外運出。
[0166]在運出側(cè)噴射裝置22N的前端部(運入側(cè)端部)移動到從輸送中的中空圓筒形狀工件11偏離的位置(收縮位置)的期間中，將運入側(cè)氣缸21伸長，從運入側(cè)噴射裝置21N對工件11內(nèi)周面的冷卻范圍噴射冷卻介質(zhì)。因此，根據(jù)圖示的實施方式，工件11內(nèi)周面的冷卻范圍總是被噴射來自運出側(cè)噴射裝置22N及/或運入側(cè)噴射裝置21N的冷卻介質(zhì)。并且，能夠?qū)?nèi)周面的冷卻范圍被冷卻的中空圓筒形狀工件11不與運出側(cè)噴射裝置22N干涉而運出。
[0167]此外，能夠?qū)⑼ㄟ^加熱裝置16的中空圓筒形狀工件11的從外周面?zhèn)鹊母袘訜岷椭锌請A筒形狀工件11的從內(nèi)周面?zhèn)鹊睦鋮s不每當將冷卻后的工件11運出時中斷而連續(xù)地進行。換言之，根據(jù)本發(fā)明的圖示的實施方式，不需要將工件11的從內(nèi)周面?zhèn)鹊睦鋮s以所謂的“批次式”進行。因此，本發(fā)明的圖示的實施方式對于連續(xù)進行熱處理的線能夠容易地應用。
[0168]在本發(fā)明的圖示的實施方式中，在運入確認傳感器LS2沒有檢測到位于最靠運入側(cè)的工件11 - 3、并且運入側(cè)氣缸21收縮、運入側(cè)噴射裝置21N的前端部(運出側(cè)端部)移動到從輸送中的中空圓筒形狀工件11偏離的位置(收縮位置)的情況下，通過運入裝置30將新的中空圓筒形狀工件11 - 4向輸送裝置(輸送輥)18,19運入。因此，當將新的工件11-4向輸送裝置(輸送輥)18、19運入時，新的工件11 一 4不會與已經(jīng)輸送中的工件11 一3干涉，并且也不會與運入側(cè)噴射裝置21N干涉。
[0169]因而，不僅是運出，在新的工件11 一 4的運入時，也能夠不將熱處理系統(tǒng)200停止而保證連續(xù)運轉(zhuǎn)。
[0170]本發(fā)明的圖示的實施方式只不過是例示，不是限定本發(fā)明的技術的范圍的意思的記述。
[0171]此外，在本發(fā)明的圖示的實施方式中，運入側(cè)噴射裝置21N到達運出側(cè)端部后噴射冷卻介質(zhì)(參照圖10)，但只要是能夠從運入側(cè)噴射裝置21N將冷卻介質(zhì)噴射到工件11內(nèi)周面的冷卻范圍中的位置或區(qū)域，就能夠設定為“冷卻介質(zhì)噴射開始位置”。
[0172]同樣，運出側(cè)噴射裝置22N的“冷卻介質(zhì)噴射開始位置”也可以不是“運入側(cè)端部”，只要是能夠從運出側(cè)噴射裝置22N將冷卻介質(zhì)噴射到工件11內(nèi)周面的冷卻范圍中的位置或區(qū)域，就能夠?qū)诟鞣N條件而各自設定。
[0173]這里，在圖示的實施方式中，控制噴射裝置21N、22N，以使其在停止冷卻介質(zhì)的噴射后退避，但這不過是用來防止冷卻介質(zhì)的向周圍的飛散的優(yōu)選的實施方式。冷卻介質(zhì)的噴射開始位置及冷卻介質(zhì)的噴射停止位置不應被特別限定。
[0174]在本發(fā)明中，作為“加熱手段”，感應加熱是優(yōu)選的，但也可以應用激光、離子束等，在本發(fā)明中也包含它們等。進而， 作為第I工序的淬火中的淬火的加熱手段，也可以使用加熱爐。
[0175]附圖標記說明
11工件
12、16加熱線圈
13、17冷卻套管
14、15、18、19工件輸送用輥 21運入側(cè)氣缸
2 IN運入側(cè)噴射裝置 22運出側(cè)氣缸 22N運出側(cè)噴射裝置 23高壓空氣箱 24運入側(cè)流路切換閥 25運出側(cè)流路切換閥 26,27冷卻介質(zhì)壓送裝置 30運入裝置 50控制手段/控制單元 200熱處理系統(tǒng)。
【權利要求】
1.一種熱處理系統(tǒng)，是被連續(xù)輸送的中空圓筒形狀工件的熱處理系統(tǒng)，其特征在于， 具備: 輸送裝置，輸送中空圓筒形狀工件； 加熱裝置，將中空圓筒形狀工件從外周面?zhèn)燃訜幔? 冷卻裝置，將中空圓筒形狀工件從外周面?zhèn)壤鋮s；和 運出側(cè)噴射裝置及運入側(cè)噴射裝置，從噴射口朝向中空圓筒形狀工件的內(nèi)周面的冷卻范圍噴射冷卻介質(zhì)； 在上述熱處理系統(tǒng)的動作中，運入側(cè)噴射裝置或運出側(cè)噴射裝置的至少一方在上述冷卻區(qū)域中朝向中空圓筒形狀工件的內(nèi)周面的冷卻范圍噴射冷卻介質(zhì)。
2.如權利要求1所述的熱處理系統(tǒng)，其特征在于， 上述熱處理系統(tǒng)具備: 運出側(cè)噴射裝置的移動裝置，使運出側(cè)噴射裝置在不與輸送中的中空圓筒形狀工件干涉的運出側(cè)退避位置與冷卻區(qū)域之間移動；和 運入側(cè)噴射裝置的移動裝置，使運入側(cè)噴射裝置在不與輸送中的中空圓筒形狀工件干涉的運入側(cè)退避位置與冷卻區(qū)域之間移動； 具有: 第I功能，在將中空圓筒·形狀工件運出的情況下，將運入側(cè)噴射裝置移動到冷卻區(qū)域，從運入側(cè)噴射裝置噴射冷卻介質(zhì)，將運出側(cè)噴射裝置移動到不與輸送中的中空圓筒形狀工件干涉的運出側(cè)退避位置；和 第2功能，在將新的中空圓筒形狀工件運入的情況下，將運出側(cè)噴射裝置移動到冷卻區(qū)域，從運出側(cè)噴射裝置噴射冷卻介質(zhì)，將運入側(cè)噴射裝置移動到不與輸送中的中空圓筒形狀工件干涉的運入側(cè)退避位置。
3.一種熱處理方法，是被連續(xù)輸送的中空圓筒形狀工件的熱處理方法，其特征在于， 具有: 將由輸送裝置輸送的中空圓筒形狀工件通過加熱裝置從外周面?zhèn)燃訜岬墓ば颍? 將由輸送裝置輸送的中空圓筒形狀工件通過冷卻裝置從外周面?zhèn)壤鋮s的工序；和在冷卻區(qū)域中、從運出側(cè)噴射裝置及/或運入側(cè)噴射裝置對中空圓筒形狀工件的內(nèi)周面的冷卻范圍噴射冷卻介質(zhì)的工序； 在上述噴射的工序中，在上述冷卻區(qū)域中，運入側(cè)噴射裝置或運出側(cè)噴射裝置的至少一方朝向中空圓筒形狀工件的內(nèi)周面的冷卻范圍噴射冷卻介質(zhì)。
4.如權利要求3所述的熱處理方法，其特征在于， 上述熱處理方法具有: 通過運出側(cè)噴射裝置的移動裝置將運出側(cè)噴射裝置在不與輸送中的中空圓筒形狀工件干涉的運出側(cè)退避位置與冷卻區(qū)域之間移動的工序；和 通過運入側(cè)噴射裝置的移動裝置將運入側(cè)噴射裝置在不與輸送中的中空圓筒形狀工件干涉的運入側(cè)退避位置與冷卻區(qū)域之間移動的工序； 當將中空圓筒形狀工件內(nèi)周面的冷卻范圍冷卻時， 在將中空圓筒形狀工件運出的情況下，具有使運入側(cè)噴射裝置位于冷卻區(qū)域中、從運入側(cè)噴射裝置噴射冷卻介質(zhì)的工序、和使運出側(cè)噴射裝置位于不與輸送中的中空圓筒形狀工件干涉的運出側(cè)退避位置的工序；并且， 在將新的中空圓筒形狀工件運入的情況下，具有使運出側(cè)噴射裝置位于冷卻區(qū)域中、從運出側(cè)噴射裝置噴射冷卻介質(zhì)的工序、和使運入側(cè)噴射裝置位于不與輸送中的中空圓筒形狀工件干涉的運入側(cè)退避位置的工序。
5.如權利要求3或4所述的熱處理方法，其特征在于， 進行第I工序的淬火和第2工序的淬火的感應加熱； 在上述第I工序的淬火中，一邊將中空圓筒形狀工件不隔開間隔而連續(xù)地橫向進給，一邊僅從上述工件的外周面?zhèn)缺榧吧鲜龉ぜ恼麄€壁厚感應加熱到Ac3點以上且Ac3點+200°C以下的溫度，利用工件達到從加熱部分隔的冷卻部為止的時間，使工件的溫度在長度方向、壁厚方向上變均勻，在工件的溫度下降到Ar3A之前開始冷卻，將工件從外周面?zhèn)壤鋮s,遍及工件的整個壁厚淬火硬化； 在上述第2工序的淬火的感應加熱中，一邊將遍及整個壁厚被淬火硬化的上述工件橫向進給，一邊僅從上述工件的外周面?zhèn)葘⒐ぜ耐庵苊婕巴庵懿考訜岬紸c3A以上且Ac3A+200°C以下的溫度。
6.如權利要求3或4所述的熱處理方法，其特征在于， 進行第I工序的淬火和第2工序的淬火的感應加熱； 在上述第I工序的淬火中，將中空圓筒形狀工件僅從上述工件的外周面?zhèn)缺榧吧鲜龉ぜ恼麄€壁厚感應加熱到Ac3點以上且Ac3點+200°C以下的溫度，在上述感應加熱緊接著之后，開始冷卻，將工件僅從外周面?zhèn)壤鋮s，遍及工件的整個壁厚淬火硬化； 在上述第2工序的淬火的感應加熱中，一邊將遍及整個壁厚被淬火硬化的上述工件橫向進給，一邊僅從上述工件的外周面?zhèn)葘⒐ぜ耐庵苊婕巴庵懿考訜岬紸c3點以上且Ac3點+200°C以下的溫度。
【文檔編號】C21D1/10GK103582709SQ201280011658
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2012年7月11日 優(yōu)先權日:2011年7月13日
【發(fā)明者】內(nèi)田健三, 深尾勇人, 齊藤和信, 岡崎和也 申請人:都美工業(yè)株式會社