JP6561412B2 - Sinter hardening method and sintering furnace for sinter hardening - Google Patents
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Description
本発明は、シンターハードニング方法、およびそのシンターハードニング方法に好適なシンターハードニング用の焼結炉に関する。 The present invention relates to a sintering hardening method and a sintering furnace for sintering hardening suitable for the sintering hardening method.
従来、高強度の焼結品を製造する方法として、粉末材料を圧縮成形して形成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 of producing a high-strength sintered product, a method in which a workpiece formed by compression molding a powder material is sintered, cooled, and then subjected to heat treatment such as carburizing and quenching in a separate process. However, in this method, 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 cannot be avoided.
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(例えば、特許文献1)。シンターハードニングは、粉末材料を圧縮成形して形成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 (for example, Patent Document 1). Sinter hardening is a method in which a workpiece formed by compression molding a powder material is heated to sinter, and then the workpiece is 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.
従来、上記のシンターハードニングで高硬度焼結品を製造する場合、得られた焼結品が所定の焼入れ組織を有するかどうかは、シンターハードニングの後工程において、手作業の渦流検査によって行なっていた。 Conventionally, when a high-hardness sintered product is manufactured by the above-mentioned sinter hardening, whether or not the obtained sintered product has a predetermined quenching structure is determined by manual eddy current inspection in the post-sinter hardening process. It was.
すなわち、シンターハードニングは、ワークを搬送する複数の搬送ローラと、搬送ローラの搬送経路上でワークを焼結温度に加熱する焼結室と、焼結室の下流側に位置する急冷室とを有する連続焼結炉を用いて行なわれる。そして、急冷室でのワークの冷却速度が十分に大きい場合には、所定の焼入れ組織をもつ焼結品が得られるが、急冷室に何らかの異常がある場合には、急冷室でのワークの冷却速度が不足し、所定の焼入れ組織が得られないおそれがある。 That is, sinter hardening comprises a plurality of transport rollers for transporting a workpiece, a sintering chamber for heating the workpiece to a sintering temperature on the transport path of the transport roller, and a quenching chamber located downstream of the sintering chamber. Using a continuous sintering furnace. If the workpiece cooling rate in the quenching chamber is sufficiently high, a sintered product having a predetermined quenching structure can be obtained. If there is any abnormality in the quenching chamber, the workpiece cooling in the quenching chamber is performed. There is a possibility that the speed is insufficient and a predetermined quenched structure cannot be obtained.
そこで、従来、得られる焼結品が所定の焼入れ組織を有するか否かを検査するため、連続焼結炉から排出された個々の焼結品について、渦流検査を行ない、高硬度焼結品の信頼性を確保していた。渦流検査は、焼結品を交流磁場内に配置することで、焼結品の内部に電磁誘導による渦電流を発生させ、その渦電流により誘起された誘導磁場に基づいて焼入れ組織を検査するものである。そして、この渦流検査は、連続焼結炉から排出された個々の焼結品を、作業者が手作業で渦流検査装置にセットすることで行なっていた。 Therefore, in order to inspect whether or not the obtained sintered product has a predetermined quenching structure, eddy current inspection is performed on each sintered product discharged from the continuous sintering furnace, and a high hardness sintered product is obtained. Reliability was ensured. In eddy current inspection, a sintered product is placed in an alternating magnetic field to generate an eddy current due to electromagnetic induction inside the sintered product, and a hardened structure is inspected based on the induced magnetic field induced by the eddy current. It is. And this eddy current test | inspection was performed by the operator setting each sintered product discharged | emitted from the continuous sintering furnace manually to the eddy current test | inspection apparatus.
しかしながら、連続焼結炉から排出された個々の焼結品を、手作業で渦流検査するのは煩雑であった。 However, manual eddy current inspection of individual sintered products discharged from the continuous sintering furnace has been complicated.
本発明は、所定の焼入れ組織が得られたか否かを効率よく検査することが可能なシンターハードニング方法を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the sintering hardening method which can test | inspect efficiently whether the predetermined quenching structure | tissue was obtained.
本発明の一態様に係るシンターハードニング方法は、
粉末材料を圧縮成形して形成されたワークを複数の搬送ローラで搬送し、
前記搬送ローラの搬送経路上に設けられた焼結室で前記ワークを焼結温度に加熱し、
前記搬送ローラの搬送経路上で前記焼結室の下流側に位置する急冷室で、前記ワークに冷却ガスを吹き付けて焼入れし、
前記急冷室で前記ワークに冷却ガスを吹き付けているときに、前記急冷室内のワークの冷却速度を温度センサで検知し、その検知した冷却速度が予め設定された範囲内か否かを検査する、
シンターハードニング方法である。
A sintering hardening method according to an aspect of the present invention includes:
A workpiece formed by compression molding powder material is conveyed by a plurality of conveyance rollers,
Heating the workpiece to a sintering temperature in a sintering chamber provided on the conveying path of the conveying roller;
In the quenching chamber located on the downstream side of the sintering chamber on the transport path of the transport roller, quenching by blowing a cooling gas to the workpiece,
When cooling gas is blown to the workpiece in the quenching chamber, the cooling rate of the workpiece in the quenching chamber is detected by a temperature sensor, and whether or not the detected cooling rate is within a preset range is checked.
Sinter hardening method.
上記によれば、所定の焼入れ組織が得られたか否かを効率よく検査することが可能である。 Based on the above, it is possible to efficiently inspect whether or not a predetermined quenched structure has been obtained.
[本発明の実施形態の説明]
(1)本発明の一態様に係るシンターハードニング方法は、
粉末材料を圧縮成形して形成されたワークを複数の搬送ローラで搬送し、
前記搬送ローラの搬送経路上に設けられた焼結室で前記ワークを焼結温度に加熱し、
前記搬送ローラの搬送経路上で前記焼結室の下流側に位置する急冷室で、前記ワークに冷却ガスを吹き付けて焼入れし、
前記急冷室で前記ワークに冷却ガスを吹き付けているときに、前記急冷室内のワークの冷却速度を温度センサで検知して、その検知した冷却速度が予め設定された範囲内か否かを検査する、
シンターハードニング方法である。
このようにすると、急冷室でワークを焼入れするときの冷却速度に基づいて、ワークに所定の焼入れ組織が得られたかを間接的に検査可能である。すなわち、シンターハードニングの工程内において、所定の焼入れ組織が得られたか否かを検査することが可能であり、シンターハードニングで得られた個々の焼結品を、シンターハードニングの後工程において手作業で検査する必要がない。そのため、所定の焼入れ組織が得られたか否かを効率よく検査することが可能である。
(2)上記のシンターハードニング方法は、以下の構成を加えることができる。
前記温度センサは、前記ワークから放射される赤外線の強度を測定することで前記ワークの温度を検出する放射温度計であり、
前記温度センサで前記急冷室内のワークの冷却速度を検知している間、そのワークを支持する前記搬送ローラは、前記ワークを搬送方向の前後に往復運動させるように正転と逆転を繰り返す。
このようにすると、温度センサで急冷室内のワークの冷却速度を検知している間、ワークが前後に往復運動するので、ワークが放射温度計による温度測定エリアに確実に入り、安定した検査が可能となる。
(3)また、本発明の一態様に係るシンターハードニング用の連続焼結炉として、以下の構成のものを提供する。
粉末材料を圧縮成形して形成されたワークを搬送する複数の搬送ローラと、
前記搬送ローラの搬送経路上で前記ワークを焼結温度に加熱する焼結室と、
前記搬送ローラの搬送経路上で前記焼結室の下流側に位置し、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、
前記急冷室内のワークの冷却速度を温度センサで検知して、その検知した冷却速度が予め設定された範囲内か否かを検査する冷却温度検査装置と、
を有するシンターハードニング用の連続焼結炉。
[Description of Embodiment of the Present Invention]
(1) A sintering hardening method according to an aspect of the present invention includes:
A workpiece formed by compression molding powder material is conveyed by a plurality of conveyance rollers,
Heating the workpiece to a sintering temperature in a sintering chamber provided on the conveying path of the conveying roller;
In the quenching chamber located on the downstream side of the sintering chamber on the transport path of the transport roller, quenching by blowing a cooling gas to the workpiece,
When cooling gas is blown onto the workpiece in the quenching chamber, the cooling rate of the workpiece in the quenching chamber is detected by a temperature sensor, and whether or not the detected cooling rate is within a preset range is inspected. ,
Sinter hardening method.
If it does in this way, based on the cooling rate when hardening a workpiece | work in a quenching chamber, it can be test | inspected indirectly whether the predetermined hardening structure | tissue was obtained by the workpiece | work. That is, it is possible to inspect whether or not a predetermined quenched structure is obtained in the process of sinter hardening, and individual sintered products obtained by sinter hardening are processed in the post-sinter hardening process. There is no need for manual inspection. Therefore, it is possible to efficiently inspect whether or not a predetermined quenched structure has been obtained.
(2) The following configuration can be added to the above sinter hardening method.
The temperature sensor is a radiation thermometer that detects the temperature of the workpiece by measuring the intensity of infrared rays emitted from the workpiece,
While the temperature sensor detects the cooling rate of the workpiece in the quenching chamber, the conveyance roller that supports the workpiece repeats normal rotation and reverse rotation so as to reciprocate the workpiece back and forth in the conveyance direction.
In this way, while the temperature sensor detects the cooling rate of the workpiece in the quenching chamber, the workpiece reciprocates back and forth, so that the workpiece surely enters the temperature measurement area by the radiation thermometer, enabling stable inspection. It becomes.
(3) Moreover, the thing of the following structures is provided as a continuous sintering furnace for sinter hardening which concerns on 1 aspect of this invention.
A plurality of conveying rollers for conveying a workpiece formed by compression molding a powder material;
A sintering chamber for heating the workpiece to a sintering temperature on a conveying path of the conveying roller;
A quenching chamber located on the downstream side of the sintering chamber on the conveying path of the conveying roller, and quenching the workpiece by blowing a cooling gas;
A cooling temperature inspection device that detects the cooling rate of the workpiece in the quenching chamber with a temperature sensor and inspects whether or not the detected cooling rate is within a preset range;
A continuous sintering furnace for sintering hardening.
[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およびこのシンターハードニング方法に好適な連続焼結炉を、以下に図面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 sinter hardening method according to an embodiment of the present invention and a continuous sintering furnace suitable for the sinter hardening method will be described below with reference to the drawings. 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、図2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、鉄系の粉末材料を圧縮成形して形成されたワークWを、1100℃以上の焼結温度に加熱して焼結する連続焼結炉である。この連続焼結炉は、上流側から下流側に向かって順に、脱ワックス室2、予熱室3、焼結室4、徐冷室5、急冷室6、冷却室7を有する。 1 and 2 show a continuous sintering furnace used in a sintering hardening method according to an embodiment of the present invention. This continuous sintering furnace is a continuous sintering furnace in which a workpiece W formed by compression molding an iron-based powder material is heated to a sintering temperature of 1100 ° C. or higher and sintered. This continuous sintering furnace has a dewaxing chamber 2, a preheating chamber 3, a sintering chamber 4, a slow cooling chamber 5, a quenching chamber 6, and a cooling chamber 7 in order from the upstream side to the downstream side.
これら各室2〜7には、複数のワークWを載せたカーボントレイ1を上流側から下流側に移動させる搬送ローラ8〜13が設けられている。搬送ローラ8〜13は、各室2〜7にワークWの搬送方向に間隔をおいて複数設けられている。すなわち、搬送ローラ8〜13によるワークWの搬送経路上に各室2〜7が順に設けられている。 Each of the chambers 2 to 7 is provided with conveying rollers 8 to 13 for moving the carbon tray 1 on which a plurality of works W are placed from the upstream side to the downstream side. A plurality of conveyance rollers 8 to 13 are provided in each of the chambers 2 to 7 with an interval in the conveyance direction of the workpiece W. That is, the chambers 2 to 7 are sequentially provided on the transport path of the workpiece W by the transport rollers 8 to 13.
脱ワックス室2の入口、脱ワックス室2と予熱室3の間、予熱室3と焼結室4の間、焼結室4と徐冷室5の間、徐冷室5と急冷室6の間、急冷室6と冷却室7の間、冷却室7の出口には、それぞれシャッター14〜20が設けられている。これらのシャッター14〜20は個々に開閉駆動される。 Between the dewaxing chamber 2, between the dewaxing chamber 2 and the preheating chamber 3, between the preheating chamber 3 and the sintering chamber 4, between the sintering chamber 4 and the slow cooling chamber 5, between the slow cooling chamber 5 and the quenching chamber 6. Between the rapid cooling chamber 6 and the cooling chamber 7, and at the outlet of the cooling chamber 7, shutters 14 to 20 are provided, respectively. These shutters 14 to 20 are individually opened and closed.
脱ワックス室2、予熱室3、焼結室4、徐冷室5には、それぞれの室内雰囲気を加熱するヒータ21〜24が設けられている。焼結室4は、不活性ガス(例えば窒素ガス)の雰囲気で満たされており、その不活性ガスの雰囲気中でワークWを加熱する。 In the dewaxing chamber 2, the preheating chamber 3, the sintering chamber 4, and the slow cooling chamber 5, heaters 21 to 24 for heating the respective indoor atmospheres are provided. The sintering chamber 4 is filled with an atmosphere of an inert gas (for example, nitrogen gas), and the workpiece W is heated in the atmosphere of the inert gas.
急冷室6には送風ファン25が接続され、急冷室6と送風ファン25の間で冷却ガスが循環するようになっている。冷却ガスは不活性ガス(例えば窒素ガス)である。急冷室6と送風ファン25の間の冷却ガスの循環経路の途中には、冷却ガスを冷却するチラー(図示せず)が接続されている。 A blower fan 25 is connected to the quenching chamber 6, and the cooling gas circulates between the quenching chamber 6 and the blower fan 25. The cooling gas is an inert gas (for example, nitrogen gas). A chiller (not shown) for cooling the cooling gas is connected to the cooling gas circulation path between the quenching chamber 6 and the blower fan 25.
図2に示すように、急冷室6には、急冷室6内のワークWの温度を検知する温度センサ26が設けられている。温度センサ26は、ワークWから放射される赤外線の強度を測定することでワークWの温度を検出する放射温度計である。温度センサ26は、急冷室6でワークWに冷却ガスを吹き付けているときに、急冷室6内のワークWの冷却速度が予め設定された範囲内か否かを検査する冷却温度検査装置27に接続されている。 As shown in FIG. 2, the quenching chamber 6 is provided with a temperature sensor 26 that detects the temperature of the workpiece W in the quenching chamber 6. The temperature sensor 26 is a radiation thermometer that detects the temperature of the workpiece W by measuring the intensity of infrared rays emitted from the workpiece W. The temperature sensor 26 is used for a cooling temperature inspection device 27 that inspects whether or not the cooling rate of the workpiece W in the quenching chamber 6 is within a preset range when the cooling gas is blown onto the workpiece W in the quenching chamber 6. It is connected.
温度センサ26は、急冷室6内を搬送されるワークWの真上を避けるように、急冷室6の側壁28に設けられている。このように、ワークWの真上を避けて温度センサ26を配置することで、ワークWが発する熱による温度センサ26の損傷を防止している。また、急冷室6の側壁28には、急冷室6の搬送ローラ12を駆動する電動モータ29が取り付けられている。 The temperature sensor 26 is provided on the side wall 28 of the quenching chamber 6 so as to avoid directly above the workpiece W conveyed in the quenching chamber 6. In this manner, by disposing the temperature sensor 26 so as to avoid the position directly above the workpiece W, damage to the temperature sensor 26 due to heat generated by the workpiece W is prevented. Further, an electric motor 29 that drives the transport roller 12 of the quenching chamber 6 is attached to the side wall 28 of the quenching chamber 6.
図1に示すように、冷却室7には、室内雰囲気を冷却するクーラー30と、室内雰囲気を循環させる循環ファン31とが設けられている。 As shown in FIG. 1, the cooling chamber 7 is provided with a cooler 30 that cools the indoor atmosphere and a circulation fan 31 that circulates the indoor atmosphere.
次に、この連続焼結炉を用いて、ワークWをシンターハードニングする方法の一例を説明する。 Next, an example of a method for sintering and hardening the workpiece W using this continuous sintering furnace will be described.
まず、図1に示すように、カーボントレイ1の上に複数のワークWを載せ、その状態でワークWを搬送して脱ワックス室2に入れる。ワークWが脱ワックス室2に入ると、ワークWは500〜750℃程度の温度になるまで加熱される。このとき、ワークWに存在するワックス成分が燃焼し、ワックス成分が除去される。 First, as shown in FIG. 1, a plurality of workpieces W are placed on the carbon tray 1, and the workpieces W are transported into the dewaxing chamber 2 in this state. When the workpiece W enters the dewaxing chamber 2, the workpiece W is heated to a temperature of about 500 to 750 ° C. At this time, the wax component present in the workpiece W burns and the wax component is removed.
その後、ワークWが、搬送ローラ8,9によって脱ワックス室2から予熱室3に搬送される。予熱室3では、ワークWが焼結温度よりも低い800〜1000℃程度の温度に加熱される。 Thereafter, the workpiece W is conveyed from the dewaxing chamber 2 to the preheating chamber 3 by the conveying rollers 8 and 9. In the preheating chamber 3, the workpiece W is heated to a temperature of about 800 to 1000 ° C., which is lower than the sintering temperature.
その後、ワークWは、搬送ローラ9,10によって予熱室3から焼結室4に搬送される。焼結室4では、ワークWが1100〜1300℃程度の焼結温度になるまで加熱され、所定時間、焼結温度に保持される。これにより、ワークWを構成する粉末が焼結して一体化する。 Thereafter, the workpiece W is conveyed from the preheating chamber 3 to the sintering chamber 4 by the conveying rollers 9 and 10. In the sintering chamber 4, the workpiece W is heated until reaching a sintering temperature of about 1100 to 1300 ° C., and is maintained at the sintering temperature for a predetermined time. Thereby, the powder which comprises the workpiece | work W sinters and integrates.
その後、ワークWは、搬送ローラ10,11によって焼結室4から徐冷室5に搬送される。徐冷室5は、室内の雰囲気温度が900℃よりも低く、かつ、オーステナイト変態点(いわゆるA3変態点)よりも高い温度(例えば、840〜870℃の温度範囲)に保たれるように温度制御されている。ワークWは、この徐冷室5内に10分〜20分程度滞在するように搬送ローラ11で搬送される。これにより、ワークWは、900℃よりも低く、かつ、オーステナイト変態点よりも高い温度に冷却して保持される。 Thereafter, the workpiece W is transported from the sintering chamber 4 to the slow cooling chamber 5 by the transport rollers 10 and 11. Slow cooling chamber 5, the ambient temperature of the room is lower than 900 ° C., and a temperature higher than the austenitic transformation point (the so-called A 3 transformation point) (e.g., a temperature range of 840 to 870 ° C.) so as to keep the The temperature is controlled. The work W is transported by the transport roller 11 so as to stay in the slow cooling chamber 5 for about 10 to 20 minutes. As a result, the workpiece W is cooled and held at a temperature lower than 900 ° C. and higher than the austenite transformation point.
その後、ワークWは、搬送ローラ11,12によって徐冷室5から急冷室6に搬送される。ワークWが急冷室6に入ると、急冷室6の入口のシャッター18と出口のシャッター19をいずれも閉じ、その状態で送風ファン25を作動させてワークWに冷却ガスを吹き付け、ワークWをマルテンサイト変態点(いわゆるMs点)よりも低い温度(例えば、250〜350℃の温度範囲)に急冷する。急冷時のワークWの冷却速度は、2〜5℃/秒(好ましくは3〜5℃/秒)である。この急冷によりワークWは焼入れされ、ワークWの組織がマルテンサイトに変態する。 Thereafter, the workpiece W is transported from the slow cooling chamber 5 to the quenching chamber 6 by the transport rollers 11 and 12. When the workpiece W enters the quenching chamber 6, both the shutter 18 at the entrance and the shutter 19 at the exit of the quenching chamber 6 are closed, and in this state, the blower fan 25 is operated to blow cooling gas onto the workpiece W. Rapid cooling to a temperature lower than the site transformation point (so-called Ms point) (for example, a temperature range of 250 to 350 ° C.). The cooling rate of the workpiece W during the rapid cooling is 2 to 5 ° C./second (preferably 3 to 5 ° C./second). The workpiece W is quenched by this rapid cooling, and the structure of the workpiece W is transformed into martensite.
ここで、急冷室6でのワークWの冷却速度が十分に大きい場合には、所定の焼入れ組織をもつ焼結品が得られるが、急冷室6に何らかの異常(例えば、送風ファン25の異常や、急冷室6と送風ファン25の間で循環する冷却ガスを冷却するチラーの異常等)がある場合には、急冷室6でのワークWの冷却速度が不足し、所定の焼入れ組織が得られないおそれがある。そこで、急冷室6の急冷によって硬化されたワークWが所定の焼入れ組織を有するか否かを検査するため、図2に示す冷却温度検査装置27は、急冷室6でワークWに冷却ガスが吹き付けられているときに、急冷室6内のワークWの冷却速度を温度センサ26で検知し、その検知した冷却速度が予め設定された範囲内か否かを検査することで、ワークWに所定の焼入れ組織が得られたかを間接的に検査する。そして、ワークWの冷却速度が予め設定された範囲から外れたときは、図示しない報知装置で作業者に異常が報知される。 Here, when the cooling rate of the workpiece W in the quenching chamber 6 is sufficiently high, a sintered product having a predetermined quenching structure is obtained, but there is some abnormality in the quenching chamber 6 (for example, an abnormality in the blower fan 25 or When there is an abnormality of the chiller that cools the cooling gas circulating between the quenching chamber 6 and the blower fan 25), the cooling rate of the workpiece W in the quenching chamber 6 is insufficient, and a predetermined quenching structure is obtained. There is a risk of not. Therefore, in order to inspect whether or not the work W hardened by the rapid cooling in the rapid cooling chamber 6 has a predetermined quenching structure, the cooling temperature inspection device 27 shown in FIG. When the cooling rate of the workpiece W in the quenching chamber 6 is detected by the temperature sensor 26, and whether or not the detected cooling rate is within a preset range, Indirectly check whether a hardened structure has been obtained. And when the cooling rate of the workpiece | work W remove | deviates from the range set beforehand, abnormality is alert | reported to an operator with the alerting | reporting apparatus which is not shown in figure.
ところで、ワークWの冷却温度を温度センサ26で検知するとき、搬送ローラ12を停止させた状態でワークWの温度を測定することも可能であるが、搬送ローラ12を停止させた状態でワークWの温度を測定すると、次のような問題が生じる場合がある。 By the way, when the cooling temperature of the workpiece W is detected by the temperature sensor 26, it is possible to measure the temperature of the workpiece W with the conveyance roller 12 stopped, but the workpiece W with the conveyance roller 12 stopped. When the temperature of is measured, the following problems may occur.
すなわち、搬送ローラ12が停止したときに、ワークWが温度センサ26による温度測定エリアに確実に入れば問題ないが、搬送ローラ12が停止したときに、ワークWが温度センサ26による温度測定エリアからずれた位置に停止し、温度センサ26が、搬送方向の前後に隣り合うワークWの間の部分(すなわち、ワークWを支持するカーボントレイ1の上面)の温度を測定してしまう可能性がある。この場合、ワークWの冷却温度ではなく、ワークWを支持するカーボントレイ1の冷却温度を検知することになり、検査不良の原因となる。 That is, there is no problem if the workpiece W surely enters the temperature measurement area by the temperature sensor 26 when the conveyance roller 12 stops, but the workpiece W moves from the temperature measurement area by the temperature sensor 26 when the conveyance roller 12 stops. There is a possibility that the temperature sensor 26 stops at the shifted position, and the temperature sensor 26 measures the temperature of the portion between the workpieces W adjacent to each other in the transport direction (that is, the upper surface of the carbon tray 1 that supports the workpiece W). . In this case, not the cooling temperature of the workpiece W but the cooling temperature of the carbon tray 1 that supports the workpiece W is detected, which causes inspection failure.
そこで、この実施形態においては、急冷室6内のワークWの冷却速度を温度センサ26で検知している間、搬送ローラ12が正転と逆転を繰り返すように電動モータ29を駆動し、ワークWを搬送方向の前後に往復運動させるようにしている。これにより、ワークWが温度センサ26による温度測定エリアに確実に入り、安定した検査が可能となる。ここで、ワークWの往復運動の前後の移動距離は、前後方向に隣り合うワークWの隙間よりも大きく設定されている。また、ワークWが1往復する周期は15秒〜45秒の範囲に設定されている。 Therefore, in this embodiment, while the cooling rate of the workpiece W in the quenching chamber 6 is detected by the temperature sensor 26, the electric motor 29 is driven so that the transport roller 12 repeats normal rotation and reverse rotation, and the workpiece W Are moved back and forth in the transport direction. Thereby, the workpiece | work W enters into the temperature measurement area by the temperature sensor 26 reliably, and the stable test | inspection is attained. Here, the movement distance before and after the reciprocating motion of the workpiece W is set larger than the gap between the workpieces W adjacent in the front-rear direction. Further, the cycle in which the workpiece W makes one reciprocation is set in a range of 15 seconds to 45 seconds.
図3に、ワークWを往復運動させた状態でワークWの冷却速度を検知したときの温度センサ26の出力変化の一例を示す。縦軸は温度センサ26により測定された温度に対応し、横軸は時間に対応している。図3に示す温度センサ26の出力値が100℃程度の幅をもって上下しているのは、ワークWの往復運動に伴って、ワークWが温度センサ26の温度測定エリアに出入りしていることを示している。また、温度センサ26の出力値が全体として低下しているのは、急冷室6での冷却ガスの吹き付けによりワークWの温度が低下していることを示している。この温度センサ26の出力値に基づいて、冷却温度検査装置27は、急冷室6でワークWに冷却ガスを吹き付けているときのワークWの冷却速度が予め設定された範囲内か否かを検査する。 FIG. 3 shows an example of an output change of the temperature sensor 26 when the cooling rate of the workpiece W is detected in a state where the workpiece W is reciprocated. The vertical axis corresponds to the temperature measured by the temperature sensor 26, and the horizontal axis corresponds to time. The reason why the output value of the temperature sensor 26 shown in FIG. 3 moves up and down with a width of about 100 ° C. is that the workpiece W is entering and exiting the temperature measurement area of the temperature sensor 26 as the workpiece W reciprocates. Show. Moreover, the fact that the output value of the temperature sensor 26 has decreased as a whole indicates that the temperature of the workpiece W has decreased due to the blowing of the cooling gas in the quenching chamber 6. Based on the output value of the temperature sensor 26, the cooling temperature inspection device 27 inspects whether or not the cooling rate of the work W when the cooling gas is blown onto the work W in the quenching chamber 6 is within a preset range. To do.
急冷室6内でのワークWの急冷が終了した後、ワークWは、搬送ローラ12,13によって急冷室6から冷却室7に搬送される。冷却室7では、ワークWが150℃以下の低温(例えば100℃程度)に冷却される。冷却室7でのワークWの冷却が完了すると、ワークWは、冷却室7の下流側に隣接する図示しない置換室に排出される。 After the workpiece W is rapidly cooled in the quenching chamber 6, the workpiece W is transported from the quenching chamber 6 to the cooling chamber 7 by the transport rollers 12 and 13. In the cooling chamber 7, the workpiece W is cooled to a low temperature of 150 ° C. or lower (for example, about 100 ° C.). When the cooling of the workpiece W in the cooling chamber 7 is completed, the workpiece W is discharged to a replacement chamber (not shown) adjacent to the downstream side of the cooling chamber 7.
上述のシンターハードニング方法で高硬度焼結品を製造すると、急冷室6でワークWを焼入れするときの冷却速度に基づいて、ワークWに所定の焼入れ組織が得られたかを間接的に検査することができる。すなわち、シンターハードニングの工程内において、所定の焼入れ組織が得られたか否かを検査することが可能であり、シンターハードニングで得られた個々の焼結品を、シンターハードニングの後工程において手作業で検査する必要がない。そのため、所定の焼入れ組織が得られたか否かを効率よく検査することが可能である。 When a high-hardness sintered product is manufactured by the above-described sinter hardening method, it is indirectly inspected whether a predetermined quenched structure is obtained on the workpiece W based on the cooling rate when the workpiece W is quenched in the quenching chamber 6. be able to. That is, it is possible to inspect whether or not a predetermined quenched structure is obtained in the process of sinter hardening, and individual sintered products obtained by sinter hardening are processed in the post-sinter hardening process. There is no need for manual inspection. Therefore, it is possible to efficiently inspect whether or not a predetermined quenched structure has been obtained.
また、上述のシンターハードニング方法で高硬度焼結品を製造すると、温度センサ26で急冷室6内のワークWの冷却速度を検知している間、ワークWが前後に往復運動するので、ワークWが温度センサ26による温度測定エリアに確実に入り、安定した検査が可能である。 Further, when a high-hardness sintered product is manufactured by the above sinter hardening method, the workpiece W reciprocates back and forth while the temperature sensor 26 detects the cooling rate of the workpiece W in the quenching chamber 6. W reliably enters the temperature measurement area by the temperature sensor 26, and stable inspection is possible.
1 カーボントレイ
2 脱ワックス室
3 予熱室
4 焼結室
5 徐冷室
6 急冷室
7 冷却室
8〜11 搬送ローラ
12,13 搬送ローラ
14〜20 シャッター
21〜24 ヒータ
25 送風ファン
26 温度センサ
27 冷却温度検査装置
28 側壁
29 電動モータ
30 クーラー
31 循環ファン
W ワーク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Carbon tray 2 Dewaxing chamber 3 Preheating chamber 4 Sintering chamber 5 Slow cooling chamber 6 Quench chamber 7 Cooling chambers 8-11 Transport rollers 12, 13 Transport rollers 14-20 Shutter 21-24 Heater 25 Blower 26 Temperature sensor 27 Cooling Temperature inspection device 28 Side wall 29 Electric motor 30 Cooler 31 Circulating fan W Workpiece
Claims (2)
前記搬送ローラの搬送経路上に設けられた焼結室で前記ワークを焼結温度に加熱し、
前記搬送ローラの搬送経路上で前記焼結室の下流側に位置する急冷室で、前記ワークに冷却ガスを吹き付けて焼入れし、
前記急冷室で前記ワークに冷却ガスを吹き付けているときに、前記急冷室内のワークの冷却速度を温度センサで検知して、その検知した冷却速度が予め設定された範囲内か否かを検査し、
前記温度センサは、前記ワークから放射される赤外線の強度を測定することで前記ワークの温度を検出する放射温度計であり、
前記温度センサで前記急冷室内のワークの冷却速度を検知している間、そのワークを支持する前記搬送ローラは、前記ワークを搬送方向の前後に往復運動させるように正転と逆転を繰り返す、
シンターハードニング方法。 A workpiece formed by compression molding powder material is conveyed by a plurality of conveyance rollers,
Heating the workpiece to a sintering temperature in a sintering chamber provided on the conveying path of the conveying roller;
In the quenching chamber located on the downstream side of the sintering chamber on the transport path of the transport roller, quenching by blowing a cooling gas to the workpiece,
When it is blowing a cooling gas to said workpiece in said quench chamber, the cooling rate of the quenching chamber of the workpiece is detected by the temperature sensor, and determines whether the range to which the sensed cooling rate is set in advance ,
The temperature sensor is a radiation thermometer that detects the temperature of the workpiece by measuring the intensity of infrared rays emitted from the workpiece,
While detecting the cooling rate of the workpiece in the quenching chamber by the temperature sensor, the conveyance roller that supports the workpiece repeats normal rotation and reverse rotation so as to reciprocate the workpiece back and forth in the conveyance direction.
Sinter hardening method.
前記搬送ローラの搬送経路上で前記ワークを焼結温度に加熱する焼結室と、
前記搬送ローラの搬送経路上で前記焼結室の下流側に位置し、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、
前記急冷室内のワークの冷却速度を温度センサで検知して、その検知した冷却速度が予め設定された範囲内か否かを検査する冷却温度検査装置と、
を有し、
前記温度センサは、前記ワークから放射される赤外線の強度を測定することで前記ワークの温度を検出する放射温度計であり、
前記温度センサで前記急冷室内のワークの冷却速度を検知している間、そのワークを支持する前記搬送ローラは、前記ワークを搬送方向の前後に往復運動させるように正転と逆転を繰り返す、
シンターハードニング用の連続焼結炉。 A plurality of conveying rollers for conveying a workpiece formed by compression molding a powder material;
A sintering chamber for heating the workpiece to a sintering temperature on a conveying path of the conveying roller;
A quenching chamber located on the downstream side of the sintering chamber on the conveying path of the conveying roller, and quenching the workpiece by blowing a cooling gas;
A cooling temperature inspection device that detects a cooling rate of the workpiece in the quenching chamber with a temperature sensor and inspects whether or not the detected cooling rate is within a preset range;
I have a,
The temperature sensor is a radiation thermometer that detects the temperature of the workpiece by measuring the intensity of infrared rays emitted from the workpiece,
While detecting the cooling rate of the workpiece in the quenching chamber by the temperature sensor, the conveyance roller that supports the workpiece repeats normal rotation and reverse rotation so as to reciprocate the workpiece back and forth in the conveyance direction.
Continuous sintering furnace for sinter hardening.
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