钢构件的淬火方法技术

本发明专利技术提供钢构件的淬火方法，该淬火方法能够缩短一系列的淬火工序的热处理周期，且淬火后的热处理变形小。该钢构件的淬火方法为，用石墨覆盖进行淬火加热之前的钢构件的表面的一部分或全部，进行这样的覆盖处理之后，在具有发热体的加热炉内，将该覆盖处理后的钢构件加热到淬火温度，然后冷却。优选为，向上述淬火温度的加热过程中的至少一段时间的加热在真空或减压气氛中进行。上述覆盖处理可以在对钢构件的表面覆盖防渗碳剂或防脱碳剂之后进行。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种。
技术介绍
对各种钢制件及以模具、工具为代表的钢制品等这样的钢构件进行淬火处理，淬火处理是将该钢构件加热到奥氏体组织的状态后、进行冷却的处理。并且，对于加热钢构件到淬火温度时的手段，利用以下方式:以导入到炉内的气氛气体为介质，向钢构件传递热量的对流加热；从各种射线源(发热体)向钢构件辐射红外线，通过电磁波加热的红外线加热(专利文献I~4)。对流加热的情况具有以下优点:例如能通过加压气氛气体提高加热效率，缩短加热所需时间。另一方面，根据加热炉内的位置的不同，对流的气体的压力、方向在钢构件的表面的每个部位是不同的，在钢构件的各部位有产生温度不均匀(加热不均匀)的情况。另外，根据钢构件的形状，在其厚的部分与薄的部分之间有产生加热不均匀的情况。并且，当该加热不均匀明显时，在淬火冷却时钢构件会产生热处理变形。红外线加热的情况下，因为不用向加热炉内导入气体就可以加热，所以也可以在真空中(包括在减压气氛下的情况)加热，这种情况有利于抑制钢构件的表面氧化等。专利文献I日本特开2006-342377号公报专利文献2日本特开平10-080746号公报专利文献3日本特开平08-067909号公报专利文献4日本特开昭61-253320号公报在钢构件的淬火处理中，加热时的方法使用红外线加热有很多优点。但是，即使是一般被认为加热效率好的红外线加热，在具有发热体的加热炉内加热钢构件的情况下，得不到与其作用相符的加热效率，加热速度慢。特别是，作为射线源的发热体在升温之前(一般是到600°C左右之前)，从射线源辐射的红外线量少，该期间的加热速度就慢。另外，红外线加热的情况下，因为利用的红外线具有方向性，所以根据在加热炉内的位置的不同，钢构件的与射线源相对的表面的角度不同，因此钢构件吸收的能量在表面的不同部位是不同的。其结果与对流加热的情况一样，有在钢构件的各部位产生加热不均匀的情况。并且，在加热模具等复杂形状的钢构件时，有时因为其形状导致厚的部分的温度、表面的凹部的温度低而产生加热不均匀。如上所述，该加热不均匀导致淬火冷却时的热处理变形。此外，在钢构件的淬火处理中，被加热至淬火温度的钢构件接下来被冷却。并且，这时的冷却方法与上述的加热方法的种类无关，通常，或吹拂加压后的冷却气体来实施冷却，或浸入水、油、各种聚合物、盐等淬火剂中来实施冷却，或使用流动槽(日文:流動槽)来实施冷却。其中，使用冷却气体的方法具有提高速度的效果，根据与冷却气体接触方式的不同，在钢构件的各部位有产生冷却程度不同(冷却不均匀)的情况。另外，由于在钢构件的厚的部分、表面的凹部部分冷却速度慢，因此这也是冷却不均匀的主要原因。对此，即使利用能够比较均匀地对钢构件的表面进行冷却的浸入淬火剂的方法、采用流动槽的方法，也是同样的。并且，当冷却不均匀明显时，在冷却后的钢构件产生大的热处理变形。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种，该淬火方法能够缩短一系列的淬火工序的热处理周期(日文:t 一卜寸^ ^ >時間)，且淬火后的热处理变形小。大部分用于淬火的钢构件的表面经机械加工等被精加工成具有金属光泽的表面。因此，表面的红外线辐射率低，不能充分利用红外线加热的作用。因此，关于用于提高该红外线辐射率的方法，本专利技术人作了研究。其结果是，找到了最合适的用于提高该红外线辐射率的方法，从而不仅能够提高淬火时的加热速度及冷却速度，并且也能够抑制由钢构件的厚的部分、凹部等形状引起的上述加热不均匀及冷却不均匀所导致的热处理变形，从而实现本专利技术。 也就是，本专利技术是一种，其特征在于，用石墨覆盖进行淬火加热之前的钢构件的表面的一部分或全部，进行这样的覆盖处理之后，在具有发热体的加热炉内，将该覆盖处理后的钢构件加热到淬火温度，然后冷却。并且，优选的是，向上述淬火温度的加热过程中的至少一段时间的加热在真空或减压气氛中进行。在本专利技术中，上述覆盖处理可以在对钢构件的表面覆盖防渗碳剂或防脱碳剂之后进行。根据本专利技术，通过简单的方法，能够缩短加热到淬火温度的加热时间。并且，能够减少在钢构件中产生的加热不均匀。并且，在接下来的淬火冷却中，也能够缩短冷却时间，且也能够减少冷却不均匀。这样，作为能够缩短一系列的淬火工序的热处理周期且能够缩小淬火后的热处理变形的实用方法是有用的。【附图说明】图1是表示在本专利技术例及比较例的淬火方法中、炉内温度及钢构件的中心部的温度随着加热过程中的加热时间的变化的图。图2是表示在本专利技术例及比较例的淬火方法中、炉内温度及钢构件的中心部的温度随着冷却过程中的冷却时间的变化的图。【具体实施方式】本专利技术的特征是，通过简便的方法对淬火加热前的钢构件的表面进行预处理，从而即使对电阻加热炉等现有技术的红外线加热炉不作改变，也能够使加热过程中的钢构件整体均匀且短时间地达到淬火温度。并且，通过上述处理，在使用各种方法的淬火冷却的过程中，都能够使钢构件整体均匀且在短时间内冷却。以下，说明本专利技术的各技术特征。(I)进行覆盖处理，即用石墨覆盖进行淬火加热之前的钢构件的表面的一部分或全部。在红外线加热的情况下，其加热效率受被加热对象物的表面状态很大影响。并且，当被加热对象物的表面的红外线辐射率低时，相对从射线源辐射的红外线能量，加热对象物所吸收的能量少，达到加热温度所需时间长。所谓红外线辐射率是指，是以能够吸收从射线源辐射的全部红外线能量的“绝对黑体”作为基准而能够评价实际的被加热对象的“加热容易度”的指标，表示为将绝对黑体的红外线吸收量设为I时的与绝对黑体的红外线吸收量之比(小于I)。于是，若淬火的钢构件的表面例如像模具等制品那样具有金属光泽，则这时的红外线辐射率为0.05~0.3左右，较低，红外线的加热效率差。因此，在实际中，具有金属光泽表面的钢构件的淬火加热应用了通过导入加压后气氛气体进行的对流加热。并且，在该对流加热时也一起使用红外线加热的作用，但是此时的红外线加热是少量的。因此，本专利技术人研究了提高钢构件的表面的红外线辐射率的方法。结果发现，如果在钢构件的表面覆盖能够吸收辐射热的物质，则能够有效提高该部分的红外线辐射率。并且，在上述能够吸收辐射热的物质中，石墨为其本身的红外线辐射率非常高的物质。这样，本专利技术人发现，如果在钢构件的表面覆盖石墨，则即使其是少量的覆盖量，也具有提高钢构件的表面的红外线辐射率的效果。因此，本专利技术中进行覆盖处理，即用石墨覆盖进行淬火加热之前的钢构件的表面的一部分或全部。各种构件的表面的红外线辐射率除了受构成该构件本身的物质的种类的影响之外，也受其表面粗糙度的影响。并且，在钢构件的情况下，其表面一般经磨削、研磨等各种机械加工而被精加工成具有各种表面粗糙度的金属光泽表面。在本专利技术中，即使在这样的情况下，通过用作为红外线辐射率比该表面高的物质的石墨覆盖进行淬火加热之前的钢构件的具有金属光泽的表面，这样可以提高钢构件的表面的红外线辐射率。并且，从作为射线源的发热体升温之前(红外线的辐射量充分增加之前)的加热初期起能够得到充分地缩短加热时间的效果。本专利技术的上述覆盖处理可以在钢构件的整个表面上进行，也可以仅在想要提高红外线辐射率的部位等、根据需要局部进行。一般来说，钢构件的厚的部分、表面的凹部部分相比其他的部位而言加热时的升温速度慢。其结果，若相对于目标本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种钢构件的淬火方法，其特征在于，用石墨覆盖进行淬火加热之前的钢构件的表面的一部分或全部，进行这样的覆盖处理之后，在具有发热体的加热炉内，将该覆盖处理后的钢构件加热到淬火温度，然后冷却。

【技术特征摘要】
2012.07.24 JP 2012-1631851.一种钢构件的淬火方法，其特征在于， 用石墨覆盖进行淬火加热之前的钢构件的表面的一部分或全部，进行这样的覆盖处理之后，在具有发热体的加热炉内，将该覆盖处理后的钢构件加热...

【专利技术属性】
技术研发人员：西田纯一，
申请(专利权)人：日立金属株式会社，
类型：发明
国别省市：