JPH11350029A - Method for heat treatment of die cast article - Google Patents
Method for heat treatment of die cast articleInfo
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- JPH11350029A JPH11350029A JP16118798A JP16118798A JPH11350029A JP H11350029 A JPH11350029 A JP H11350029A JP 16118798 A JP16118798 A JP 16118798A JP 16118798 A JP16118798 A JP 16118798A JP H11350029 A JPH11350029 A JP H11350029A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は金型鋳造品、特にカ
ムシャフトに好適な熱処理方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat treatment method suitable for a die casting, particularly a camshaft.
【０００２】[0002]
【従来の技術】カムシャフトなどのワークを金型鋳造法
で製造する技術には、例えば特公平５−４５３４７号公
報「金型鋳造法および金型鋳造装置」がある。この鋳造
法は、注湯後、金型に接する鋳物の表層を急冷し、表層
が殻状の凝固層になったら離型するというものである。
従来の金型鋳造では、金型内で鋳造品を内部まで冷却す
るため、冷却過程で金型による拘束力が働き、鋳物に割
れが発生することがある。これに対して、上記公報の方
法では、内部が未凝固状態で離型するため、鋳物割れを
防止することができる。併せて、内部が未凝固状態で離
型するため、サイクルタイムを従来よりも短縮すること
ができ、生産性を高めることができるという、効果も期
待できる。2. Description of the Related Art As a technique for manufacturing a work such as a camshaft by a mold casting method, there is, for example, Japanese Patent Publication No. 5-45347, "Mould Casting Method and Mold Casting Apparatus". In this casting method, after pouring, the surface layer of the casting in contact with the mold is rapidly cooled, and when the surface layer becomes a shell-like solidified layer, the mold is released.
In the conventional mold casting, since the cast product is cooled to the inside in the mold, a binding force by the mold acts in the cooling process, and the casting may be cracked. On the other hand, in the method disclosed in the above-mentioned publication, since the inside is released in a non-solidified state, casting cracks can be prevented. At the same time, since the mold is released in an unsolidified state, the cycle time can be shortened as compared with the conventional case, and the effect of increasing the productivity can be expected.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】上記技術によれば、効
率良く、形状の良好なワークを鋳造することができる
が、得られた鋳造品に耐摩耗性やタフネスを付加するた
めには、次工程で熱処理（焼入れ、焼戻し）を施す必要
がある。すなわち、鋳造前の溶解のための第１ヒート、
焼入れのための第２ヒート、焼戻しのための第３ヒート
の都合３回の加熱が必要となり、その分だけ多量の熱エ
ネルギーが必要となるとともに、工程数も多くなる。そ
こで、本発明の第１の目的は、金型鋳造において、省エ
ネルギーと工程数の削減とを図ることにある。According to the above technique, a work having a good shape can be efficiently cast. However, in order to add abrasion resistance and toughness to the obtained cast product, the following technique is required. Heat treatment (quenching, tempering) must be performed in the process. That is, the first heat for melting before casting,
Heating is required three times, the second heat for quenching and the third heat for tempering, which requires a large amount of heat energy and the number of steps. Accordingly, a first object of the present invention is to save energy and reduce the number of steps in die casting.
【０００４】また、上記技術によれば、ワークに全体的
に焼きが入ることになるが、ワークがカムシャフトであ
ればジャーナル部はむしろ焼入しないほうが良い。この
様にワークの種類、用途によっては焼入れ部分と非焼入
れ部分とを混在させなければならないが、上記技術では
困難である。そこで、本発明の第２の目的は、１個のワ
ークにおいて焼入れ部分と非焼入れ部分とを混在させこ
とのできる技術を提供することにある。According to the above technique, the work is hardened as a whole. However, if the work is a camshaft, it is better not to harden the journal portion. As described above, the quenched portion and the non-quenched portion must be mixed depending on the type and use of the work, but it is difficult with the above technology. Therefore, a second object of the present invention is to provide a technique capable of mixing a hardened portion and a non-hardened portion in one work.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１は、鉄系部品のための溶湯を金型に注入する
工程と、金型に接する鋳造品の表層が焼入れ可能な温度
範囲で且つ殻状の凝固層になったときに離型する工程
と、外した鋳造品において硬度を必要としない部分を予
め冷却する予備冷却工程と、それ以外の硬度を必要とす
る部分に局部的に冷却剤を吹きつけることで実施する部
分焼入工程と、からなる金型鋳造品の熱処理方法であ
る。第１に、離型直後の保有熱を利用して、焼入れを実
施するものであり、焼入れのための加熱（ヒート）を省
略することができる。焼入炉まで運搬する工程が不要と
なるので、工程数の削減が図れる。第２に、１個のワー
クにおいて焼入れ部分と非焼入れ部分とを混在させこと
のできる。In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is a step of pouring a molten metal for an iron-based part into a mold, and a step of quenching a surface layer of a casting in contact with the mold. A step of releasing when the solidified layer is formed in a range and a shell, a pre-cooling step of pre-cooling a portion of the cast product that does not require hardness in the removed cast product, and a local cooling process for other portions requiring hardness. And a partial quenching step performed by spraying a cooling agent. First, quenching is performed using the retained heat immediately after release from the mold, and heating (heating) for quenching can be omitted. Since the step of transporting to the quenching furnace is not required, the number of steps can be reduced. Second, a quenched portion and a non-quenched portion can be mixed in one work.
【０００６】請求項２は、予備冷却工程では、硬度を必
要とする部分はＡ1変態点より高い温度のままとし、硬
度を必要としない部分をＡ1変態点以下の温度まで冷却
することを特徴とする。硬度を必要としない部分をＡ1
変態点以下の温度まで冷却したので、次に焼入れを施し
ても、硬度を必要とする部分は焼きが入るものの、硬度
を必要としない部分は焼きが入らない。この結果、硬度
を必要としない部分を低い硬度に止めることができる。According to a second aspect of the present invention, in the pre-cooling step, a portion requiring hardness is kept at a temperature higher than the A1 transformation point, and a portion not requiring hardness is cooled to a temperature lower than the A1 transformation point. I do. A1 for parts that do not require hardness
Since it is cooled to a temperature lower than the transformation point, even when quenching is performed, portions that require hardness are quenched, but portions that do not require hardness are not quenched. As a result, portions that do not require hardness can be kept at low hardness.
【０００７】[0007]
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を添付図に基
づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見る
ものとする。図１は本発明に係る鋳造品の全体図であ
り、金型鋳造品をカムシャフトを例に説明する。金型鋳
造品としてのカムシャフト１は、複数のジャーナル部２
ａ〜２ｅと、隣同士のジャーナル部、例えばジャーナル
部２ａ，２ｂ間に形成した５個のカム部３ａ〜３ｄとか
らなり、ジャーナル部２ｂ，２ｃ間並びにジャーナル部
２ｃ，２ｄ間も同様であるところの、３気筒対応カムシ
ャフトである。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. The drawings should be viewed in the direction of reference numerals. FIG. 1 is an overall view of a casting according to the present invention, and a mold casting will be described using a camshaft as an example. The camshaft 1 as a mold casting has a plurality of journals 2
a to 2e and five cam portions 3a to 3d formed between adjacent journal portions, for example, the journal portions 2a and 2b, and the same applies between the journal portions 2b and 2c and between the journal portions 2c and 2d. However, it is a three-cylinder camshaft.
【０００８】鋳造品の材料成分を次表で実施例として示
す。比較例は金属便覧（日本金属学会編、改訂第５版、
第５９６頁）に記載されている標準の化学組成である。
表中、Ｓｎはずす、Ｂｉはビスマスである。[0008] The material composition of the casting is shown in the following table as an example. A comparative example is a metal handbook (edited by the Japan Institute of Metals, revised fifth edition,
596).
In the table, Sn is removed, and Bi is bismuth.
【０００９】[0009]
【表１】 [Table 1]
【００１０】球状黒鉛鋳鉄は、鋳鉄にＭｇ（マグネシウ
ム）を添加することにより、黒鉛を球状化した鋳鉄であ
り、実施例では０．０１〜０．０３％のＭｇを含む。更
に比較例に比べて、実施例ではＳｉ（珪素）成分を１．
５〜２．０倍にしたことを特徴とする。Ｓｉを増やした
ことにより、非焼入れ部分の硬度が小さくなり、ドリ
ル、旋盤による機械加工が容易となるからである。The spheroidal graphite cast iron is a cast iron obtained by spheroidizing graphite by adding Mg (magnesium) to the cast iron, and contains 0.01 to 0.03% of Mg in the embodiment. Further, as compared with the comparative example, in the example, the Si (silicon) component was 1.
It is characterized in that it is 5 to 2.0 times. This is because, by increasing the amount of Si, the hardness of the non-quenched portion decreases, and machining by a drill or a lathe becomes easy.
【００１１】図２は本発明に係る設備レイアウト図であ
り、設備１０は、金型鋳造機１１と、切断機１２と、矯
正機構付き焼入れ機２０と、焼戻し炉１４からなり、金
型鋳造機１１において、鉄系部品のための溶湯を金型に
注入する工程と、金型に接する鋳造品の表層が焼入れ可
能な温度範囲で且つ殻状の凝固層になったときに離型す
る工程とを実行する。矯正機構付き焼入れ機２０は次図
で詳細な構造を説明するが、金型から外した鋳造品に全
面的若しくは部分的に冷却剤を吹きつける若しくは冷却
剤に浸漬することで全面若しくは局部焼入れを行う設備
である。その後、焼戻し炉１４で焼戻し処理して鋳造品
の靱性等を高める。FIG. 2 is a layout diagram of the equipment according to the present invention. The equipment 10 comprises a mold casting machine 11, a cutting machine 12, a quenching machine 20 with a straightening mechanism, and a tempering furnace 14. 11, a step of injecting a molten metal for an iron-based component into a mold, and a step of releasing the mold when the surface layer of the casting in contact with the mold is in a temperature range where it can be hardened and becomes a shell-like solidified layer. Execute The quenching machine 20 with a straightening mechanism will be described in detail with reference to the following figure. The entire or local quenching is performed by spraying or immersing a coolant completely or partially on the casting removed from the mold. It is equipment to perform. Thereafter, a tempering treatment is performed in a tempering furnace 14 to increase the toughness of the cast product.
【００１２】図３は本発明に係る矯正機構付き焼入れ機
の原理図であり、矯正機構付き焼入れ機２０は、フレー
ム２１と、冷却剤を噴射するスプレーノズル２２・・・（・
・・は複数個を示す。以下同様。）と、スプレーノズル２
２・・・を支えるヘッダ２３・・・と、これらのヘッダ２３・・
・を支える支柱２４と、この支柱２４を支える台車２５
と、噴射後の冷却剤を集める集水パン２６と、冷却剤を
加圧してフレキシブルホース２７を介して支柱２４へ送
るポンプ２８と、支柱２４へエアを送るコンプレッサ２
９と、矯正機構３０とからなる。すなわち、支柱２４は
冷却剤及びエアの導管を兼ねる部材である。FIG. 3 is a diagram showing the principle of a quenching machine with a straightening mechanism according to the present invention. A quenching machine 20 with a straightening mechanism comprises a frame 21 and spray nozzles 22 for spraying a coolant.
.. indicates a plurality. The same applies hereinafter. ) And spray nozzle 2
Headers 23 that support 2... And these headers 23.
・ A support 24 for supporting the support, and a cart 25 for supporting the support 24
A water collecting pan 26 for collecting the coolant after the injection, a pump 28 for pressurizing the coolant and sending the coolant to a support 24 via a flexible hose 27, and a compressor 2 for sending air to the support 24.
9 and a correction mechanism 30. That is, the column 24 is a member that also serves as a conduit for the coolant and the air.
【００１３】矯正機構３０は、カムシャフト１のジャー
ナル部を受けさせるべくフレーム２１に立てた受け台３
１・・・と、これらの受け台３１・・・の上方に対向配置した
拘束爪３２・・・と、これらの拘束爪３２・・・を支える昇降
フレーム３３と、この昇降フレーム３３を昇降させる油
圧シリンダ３４と、前記受け台３１・・・並びに拘束爪３
２・・・へエアを供給するエアホース３６，３７とからな
る。The straightening mechanism 30 is provided on a receiving stand 3 erected on the frame 21 to receive the journal of the camshaft 1.
.., Restraining claws 32 disposed above the receiving bases 31..., An elevating frame 33 that supports these restraining claws 32, and raising and lowering the elevating frame 33. A hydraulic cylinder 34, the cradle 31,...
2. Air hoses 36 and 37 for supplying air to 2.
【００１４】１７は置き台、１８はローダ、１９はアン
ローダであり、切断機を出たカムシャフト１を置き台１
７に仮置きし、このカムシャフト１をローダ１８で焼入
れ機２０へ移載し、焼入れ後、台車２５にてスプレーノ
ズル２２・・・などを想像線で示す位置へ待避させ、アン
ローダ１９で焼入れ機２０からカムシャフト１を取り出
す。Reference numeral 17 denotes a table, reference numeral 18 denotes a loader, and reference numeral 19 denotes an unloader.
7, the camshaft 1 is transferred to a quenching machine 20 by a loader 18, and after quenching, the spray nozzles 22... The camshaft 1 is taken out of the machine 20.
【００１５】図４は図３の４部拡大図であり、受け台３
１に冷却剤通路４１を開け、この冷却剤通路４１の出口
にポーラスブロック４２と称する多孔性メタル又は多孔
性セラミックスを嵌め、このポーラスブロック４２をカ
ムシャフト１のジャーナル部２ｂに接触させるようにし
たものである。ポーラスブロック４２は、多孔質体であ
るから冷却剤（エア、又はエアと水混合ミストが好適）
を適度に分散させ、マイルドな流れの冷却剤をジャーナ
ル部２ｂに当てる作用をなす。４３・・・はサイドマスク
であり、冷却剤がカム部３ａ，３ｅ側へ流れ出ないよう
にする遮蔽板である。サイドマスク４３，４３が無けれ
ば、冷却剤がカム部３ａ，３ｅに当り、それらを冷却す
ることになり、カム部３ａ，３ｅは焼入れ可能な温度よ
り低温になることがある。この不都合をサイドマスク４
３，４３で防止する。サイドマスク４３はリンク４４で
移動させることができる。FIG. 4 is an enlarged view of a part 4 of FIG.
1, a coolant passage 41 is opened, and a porous metal or a porous ceramic called a porous block 42 is fitted into an outlet of the coolant passage 41, and the porous block 42 is brought into contact with the journal 2 b of the camshaft 1. Things. Since the porous block 42 is a porous body, a coolant (preferably air or a mixed mist of air and water) is used.
Is moderately dispersed, and acts to apply a mildly flowing coolant to the journal portion 2b. Reference numerals 43... Denote side masks, which are shielding plates for preventing the coolant from flowing to the cam portions 3a and 3e. Without the side masks 43, 43, the coolant hits the cam portions 3a, 3e and cools them, so that the cam portions 3a, 3e may be lower in temperature than the hardening temperature. The side mask 4
3 and 43 prevent it. The side mask 43 can be moved by a link 44.
【００１６】同様に拘束爪３２にも、冷却剤通路４１、
ポーラスブロック４２、サイドマスク４３，４３、リン
ク４４，４４を備える。Similarly, the coolant passage 41,
A porous block 42, side masks 43, 43, and links 44, 44 are provided.
【００１７】図５は図４の５−５線断面図であり、ポー
ラスプロック４２の上面又は下面を湾曲面４５とし、こ
の湾曲面４５をジャーナル部２ｂに密に当てたことを示
す。なお、冷却剤通路４１は図の様に複数の分配路４１
ａ・・・に分岐して平均的にポーラスプラグ４２に臨ませ
るようにした。冷却剤通路４１の分岐とポーラスプラグ
４２の分散作用とで、冷却剤が適度に分散し、ジャーナ
ル部２ｂをより均一に冷却することができるからであ
る。ただし、冷却剤がエアなどの気体である場合は、自
己分散性が高いので、ポーラスプラグ４２を省略して、
冷却剤通路４１を分配路４１ａ・・・に分岐するだけでも
よい。FIG. 5 is a sectional view taken along the line 5-5 in FIG. 4, and shows that the upper surface or the lower surface of the porous block 42 is a curved surface 45, and the curved surface 45 is brought into close contact with the journal portion 2b. The coolant passage 41 has a plurality of distribution passages 41 as shown in FIG.
.., and are made to face the porous plug 42 on average. This is because the branch of the coolant passage 41 and the dispersing action of the porous plug 42 allow the coolant to be appropriately dispersed, and the journal portion 2b can be cooled more uniformly. However, when the coolant is a gas such as air, the self-dispersibility is high.
The coolant passage 41 may be simply branched into distribution passages 41a.
【００１８】図６は図４の６−６線断面図であり、サイ
ドマスク４３には冷却剤排出通路４６，４６を設けるこ
とを示す。FIG. 6 is a sectional view taken along line 6-6 of FIG. 4, and shows that the side mask 43 is provided with coolant discharge passages 46, 46.
【００１９】冷却剤排出通路４６が無ければ、図５のポ
ーラスブロック４２を通じてジャーナル部２ｂに吹き付
けた冷却剤は行き場を求めて図６のカム部３ａに向うこ
とになり、カム部３ａの温度が下がるという不都合が発
生する。そこで、冷却剤を冷却剤排出通路４６・・・にて
上又は下へ排出すれば、その心配は無くなる。従って、
冷却剤排出通路４６・・・を設けることはより好ましい。
しかし、サイドマスク４３は冷却剤排出通路４６，４６
の有無に関係なく、冷却剤の遮断効果は大きいので、冷
却剤排出通路４６，４６を設けるか否かは自由である。If there is no coolant discharge passage 46, the coolant sprayed on the journal portion 2b through the porous block 42 in FIG. 5 will go to the cam portion 3a in FIG. The disadvantage of lowering occurs. Therefore, if the coolant is discharged upward or downward through the coolant discharge passages 46,... Therefore,
It is more preferable to provide the coolant discharge passages 46.
However, the side mask 43 is provided with the coolant discharge passages 46, 46.
Irrespective of the presence or absence of the coolant, the effect of shutting off the coolant is great, and therefore, it is free to provide the coolant discharge passages 46, 46.
【００２０】図７はスプレーノズルの配置図であり、カ
ム部３ａ〜３ｅを満遍なく冷却するために、１周当り９
０°ピッチで４個配置したスプレーノズル２２・・・で、
冷却剤をカム部３ａ〜３ｅに吹き付けている様子を示
す。なお、このスプレーノズル２２は、エア・アトマイ
ジング式ミストノズルであり、水等の液体冷却剤を空気
で霧（ミスト）化する形式のもので、液体と空気の割合
を替えることにより、冷却速度を変更することができ
る。具体的には液体を多くすれば冷却速度は大きくな
り、空気を多くすれば冷却速度が小さくなる。FIG. 7 is a view showing the arrangement of the spray nozzles.
With four spray nozzles 22 arranged at 0 ° pitch,
The state where the coolant is sprayed on the cam portions 3a to 3e is shown. The spray nozzle 22 is an air atomizing type mist nozzle, in which a liquid coolant such as water is atomized (mist) with air, and the cooling rate is changed by changing the ratio of liquid to air. Can be changed. Specifically, the cooling rate increases as the amount of liquid increases, and the cooling rate decreases as the amount of air increases.
【００２１】以上の構成からなる矯正機構付き焼入れ機
を中心とした本発明技術の作用を次に説明する。図８は
本発明に係る金型鋳造品の熱処理フロー図である。ＳＴ
××はステップ番号を示す。 ＳＴ０１：金型を型組みする。 ＳＴ０２：前記表で説明した実施例相当の材料成分の溶
湯を金型へ注入する。 ＳＴ０３：湯は金型に接触した表層が最初に金型で冷却
されることになり、１１５０〜１２００℃で凝固が始ま
り、内部は未強固層のままであるが、表層は殻状の凝固
層となる。凝固層の厚さは時間とともに増加（成長）す
るので、凝固層が破れない程度まで成長させる。この時
間を管理する。 ＳＴ０４：所定時間が経過したら金型を分割して、鋳造
品を取出す。 ＳＴ０５：迅速に、湯道、鋳ばりなどを切除する。 ＳＴ０６：鋳造品に矯正・予備冷却を施す。このＳＴ０
６を以下に詳しく説明する。The operation of the technology of the present invention centering on the quenching machine with the straightening mechanism having the above configuration will be described below. FIG. 8 is a flow chart of the heat treatment of the die casting according to the present invention. ST
Xx indicates a step number. ST01: Assemble the mold. ST02: A molten metal of a material component corresponding to the example described in the above table is injected into a mold. ST03: In the hot water, the surface layer in contact with the mold is first cooled by the mold, and solidification starts at 1150 to 1200 ° C., and the inside remains an unsolidified layer, but the surface layer is a shell-shaped solidified layer. Becomes Since the thickness of the solidified layer increases (grows) with time, the solidified layer is grown to such an extent that the solidified layer is not broken. Manage this time. ST04: After a lapse of a predetermined time, the mold is divided and a casting is taken out. ST05: Runners, burrs and the like are quickly cut off. ST06: The cast product is subjected to straightening and preliminary cooling. This ST0
6 will be described in detail below.
【００２２】図９（ａ），（ｂ）は本発明の予備冷却要
領図であり、先ず（ａ）に示すとおり、ジャーナル部２
ａ，２ｂを受け台３１，３１に載せ、矯正爪３２，３２
で強く抑えることで、離型歪を矯正する。そして、冷却
剤通路４１・・・を介してエアをジャーナル部２ａ，２ｂ
に向って矢印のごとく流して、ジャーナル部２ａ，２ｂ
を強制冷却する。サイドマスク４３・・・の遮断作用でエ
アが脇へ漏れる心配はない。このときにはスプレーノズ
ル２２・・・からの噴射は行わない。（ｂ）に示すとお
り、ポーラスブロック４２で適度に分散されたエアでジ
ャーナル部２ａをソフトに冷却する。図示せぬ他のジャ
ーナル部２ｂ〜２ｄも同様である。FIGS. 9A and 9B are precooling procedures according to the present invention. First, as shown in FIG.
a, 2b are placed on receiving tables 31, 31, and correction nails 32, 32
The mold release distortion is corrected by strongly suppressing the stress. Then, air is supplied to the journal portions 2a, 2b through the coolant passages 41.
To the journals 2a, 2b
Forcibly cooling. There is no fear that air leaks to the side due to the blocking action of the side masks 43. At this time, injection from the spray nozzles 22 is not performed. As shown in (b), the journal portion 2a is softly cooled by air appropriately dispersed by the porous block 42. The same applies to other journal parts 2b to 2d not shown.
【００２３】図１０は本発明に係るカムシャフトの冷却
曲線図であり、横軸は時間、縦軸は温度、実線グラフは
ジャーナル部表面温度、破線グラフはカム部表面温度を
示す。縦軸上のＡ1は変態点であり、Ｓｉ成分が３．３
７〜４．３４％であれば、７８０〜８００℃となる。ま
た、Ｍｓはマルテンサイトスタート点であり、約１８０
℃である。Ｐ0点で予備冷却を開始し、次にエアで強制
冷却することでジャーナル部がＡ1点を下回ったＰ1点に
達したら予備冷却を終了する。一方、カム部は自然冷却
のためＰ2点では僅かに温度低下するもののＡ1よりは十
分に高温の領域にある。FIG. 10 is a cooling curve diagram of the camshaft according to the present invention. The horizontal axis indicates time, the vertical axis indicates temperature, the solid line graph indicates the journal part surface temperature, and the broken line graph indicates the cam part surface temperature. A1 on the vertical axis is the transformation point, and the Si component is 3.3
If it is 7 to 4.34%, the temperature is 780 to 800 ° C. Ms is the starting point of martensite, and is approximately 180
° C. Preliminary cooling is started at point P0, and then forcibly cooled with air. When the journal reaches point P1 below point A1, preliminary cooling is terminated. On the other hand, the temperature of the cam portion is slightly lower at point P2 due to natural cooling, but is in a region where the temperature is sufficiently higher than A1.
【００２４】図８に戻って、ＳＴ０７で矯正・焼入れを
施す。ここでの矯正は、離型歪を矯正すると共に、急冷
により発生する変形を抑えるものである。焼入れ作用を
図面で具体的に説明する。Returning to FIG. 8, straightening and quenching are performed in ST07. The correction here corrects the mold release strain and suppresses the deformation caused by rapid cooling. The quenching action will be specifically described with reference to the drawings.
【００２５】図１１は本発明の矯正・焼入れ要領図であ
り、カムシャフト１を受け台３１，３１及び矯正爪３
２，３２で拘束し、バルブ４７・・・を閉じることによ
り、受け台３１，３１及び矯正爪３２，３２へのエアの
供給を停止し、代りにスプレーノズル２２・・・からミス
ト状の冷却剤をカム部３ａ〜３ｅへ噴射して、急冷す
る。冷却開始時点におけるカム部表面の温度は、Ａ1
（７８０〜８００℃）以上である。スプレーノズル２２
へは例えば、２〜４ｋｇｆ／ｃｍ2の圧縮空気と、４〜
５ｋｇｆ／ｃｍ2で１８０〜４００（リットル／時間）
の水とを供給して、冷却開始時点で１２０℃／秒の冷却
速度を得るようにした。FIG. 11 is a diagram showing a straightening / hardening procedure according to the present invention.
By closing the valves 47,.., The supply of air to the cradle 31, 31, and the correction claws 32, 32 is stopped, and instead, the mist cooling from the spray nozzles 22,. The agent is injected into the cam portions 3a to 3e to be rapidly cooled. The temperature of the cam surface at the start of cooling is A1
(780-800 ° C.) or higher. Spray nozzle 22
For example, compressed air of 2-4 kgf / cm 2 and 4-
180 to 400 (liter / hour) at 5 kgf / cm 2
Of water to obtain a cooling rate of 120 ° C./sec at the start of cooling.
【００２６】図１０に戻って、カム部はＡ1（７８０〜
８００℃）より上のＰ2点から、急激に冷却され、Ｍｓ
（約１８０℃）点を通過し、その時からオーステナイト
がマルテンサイトに変化する。これでカム部に焼きが入
り始める。一方、ジャーナル部はＡ1より下のＰ1から冷
却が始まるため、焼きが入ることはない。Ｍｓ点を通過
しなければなおのことである。すなわち、本発明の特徴
の一つは焼きを入れたくないジャーナル部を、予備冷却
工程で強制的にＡ1点以下にして、焼入れを防止したこ
とを特徴とする。この処理により、仮にジャーナル部が
Ｍｓ点以下になっても焼きが入る心配はない。Returning to FIG. 10, the cam portion is A1 (780 to 780).
800 ° C), it is rapidly cooled from P2 point
(About 180 ° C.), from which point austenite changes to martensite. This starts the burning of the cam. On the other hand, since the journal portion starts cooling from P1 below A1, there is no burning. This is especially true if the vehicle does not pass through the Ms point. That is, one of the features of the present invention is that the quenching is prevented by forcibly setting the journal portion not to be hardened to the A1 point or less in the pre-cooling step. As a result of this processing, there is no fear that burning will occur even if the journal portion falls below the Ms point.
【００２７】図８に戻って、ＳＴ０８にて焼戻し処理を
行えばよい。焼戻しは焼入れに付随する熱処理であり、
靱性を高めるために適宜実施すればよいものである。Returning to FIG. 8, a tempering process may be performed in ST08. Tempering is a heat treatment accompanying quenching,
What is necessary is just to implement suitably in order to raise toughness.
【００２８】図１２は本発明で得た焼入れ硬度グラフで
あり、横軸は噴射時間、縦軸はＨＲＣ（ロックウエル硬
度−Ｃスケール）を示し、本発明では目標硬度が５２で
あり、上記スプレーノズルの配置及び仕様において噴射
時間を１５秒以上にすれば、目標硬度が得られることが
確認できた。FIG. 12 is a graph of quenching hardness obtained by the present invention. The horizontal axis represents the injection time, the vertical axis represents HRC (Rockwell hardness-C scale), the target hardness is 52 in the present invention, and the spray nozzle It was confirmed that the target hardness could be obtained if the injection time was set to 15 seconds or more in the arrangement and specifications.
【００２９】尚、本発明方法で処理可能な金型鋳造品
は、カムシャフト、ロッカアーム、ナックルアームなど
の自動車部品又は同等の鉄系部品である。また、図２の
切断機１２の配置位置を変更し、図５のＳＴ０５（切断
工程）を別のステップに移すことは自由である。The mold castings that can be processed by the method of the present invention are automobile parts such as camshafts, rocker arms, and knuckle arms, or equivalent iron-based parts. Further, it is free to change the arrangement position of the cutting machine 12 in FIG. 2 and shift ST05 (cutting step) in FIG. 5 to another step.
【００３０】[0030]
【発明の効果】本発明は上記構成により次の効果を発揮
する。請求項１によれば、第１に、離型直後の保有熱を
利用して、焼入れを実施するものであり、焼入れのため
の加熱を省略することができ、焼入炉まで運搬する工程
が不要となるので、工程数の削減が図れる。第２に、１
個のワークにおいて焼入れ部分と非焼入れ部分とを混在
させことのできるから、機械加工などの後処理が容易と
なり製造費用の下げることができる。According to the present invention, the following effects are exhibited by the above configuration. According to the first aspect, first, quenching is performed using the retained heat immediately after release from the mold, heating for quenching can be omitted, and the step of transporting to the quenching furnace is performed. Since it becomes unnecessary, the number of steps can be reduced. Second, 1
Since the quenched portion and the non-quenched portion can be mixed in each work, post-processing such as machining can be easily performed, and the manufacturing cost can be reduced.
【００３１】請求項２では、硬度を必要としない部分を
Ａ1変態点以下の温度まで冷却したので、次に焼入れを
施しても、硬度を必要とする部分は焼きが入るものの、
硬度を必要としない部分は焼きが入らない。この結果、
硬度を必要としない部分を低い硬度に止めることができ
る。According to the second aspect, since the portion not requiring hardness is cooled to a temperature not higher than the A1 transformation point, even if quenching is performed next, the portion requiring hardness is quenched.
Parts that do not require hardness do not burn. As a result,
Portions that do not require hardness can be kept at low hardness.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】本発明に係る鋳造品の全体図FIG. 1 is an overall view of a casting according to the present invention.
【図２】本発明に係る熱処理設備レイアウト図FIG. 2 is a layout diagram of a heat treatment facility according to the present invention.
【図３】本発明に係る矯正機構付き焼入れ機の原理図FIG. 3 is a principle diagram of a quenching machine with a straightening mechanism according to the present invention.
【図４】図３の４部拡大図FIG. 4 is an enlarged view of a part of FIG. 3;
【図５】図４の５−５線断面図FIG. 5 is a sectional view taken along line 5-5 of FIG. 4;
【図６】図４の６−６線断面図FIG. 6 is a sectional view taken along line 6-6 in FIG. 4;
【図７】スプレーノズルの配置図FIG. 7 is a layout diagram of a spray nozzle.
【図８】本発明に係る金型鋳造品の熱処理フロー図FIG. 8 is a flow chart of heat treatment of a die casting according to the present invention.
【図９】本発明の予備冷却要領図FIG. 9 is a precooling procedure diagram of the present invention.
【図１０】本発明に係るカムシャフトの冷却曲線図FIG. 10 is a cooling curve diagram of the camshaft according to the present invention.
【図１１】本発明の矯正・焼入れ要領図FIG. 11 is a diagram of a straightening / quenching procedure according to the present invention.
【図１２】本発明で得た焼入れ硬度グラフFIG. 12 is a graph of quenching hardness obtained by the present invention.
１…金型鋳造品（カムシャフト）、２ａ〜２ｅ…ジャー
ナル部、３ａ〜３ｅ…カム部、１０…設備、１１…金型
鋳造機、２０…矯正機構付き焼入れ機、２２…スプレー
ノズル、３０…矯正機構、３１…受け台、３２…拘束
爪、４１…冷却剤通路、４２…ポーラスブロック、４３
…サイドマスク。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Die casting (cam shaft), 2a-2e ... Journal part, 3a-3e ... Cam part, 10 ... Equipment, 11 ... Die casting machine, 20 ... Hardening machine with straightening mechanism, 22 ... Spray nozzle, 30 ... Correction mechanism, 31 ... Cradle, 32 ... Constraining claw, 41 ... Coolant passage, 42 ... Porous block, 43
... side mask.
─────────────────────────────────────────────────────
────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成１０年６月３０日[Submission date] June 30, 1998
【手続補正１】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００２２[Correction target item name] 0022
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００２２】図９（ａ），（ｂ）は本発明の予備冷却要
領図であり、先ず（ａ）に示すとおり、ジャーナル部２
ａ，２ｂを受け台３１，３１に載せ、拘束爪３２，３２
で強く抑えることで、離型歪を矯正する。そして、冷却
剤通路４１・・・を介してエアをジャーナル部２ａ，２ｂ
に向って矢印のごとく流して、ジャーナル部２ａ，２ｂ
を強制冷却する。サイドマスク４３・・・の遮断作用でエ
アが脇へ漏れる心配はない。このときにはスプレーノズ
ル２２・・・からの噴射は行わない。（ｂ）に示すとお
り、ポーラスブロック４２で適度に分散されたエアでジ
ャーナル部２ａをソフトに冷却する。図示せぬ他のジャ
ーナル部２ｂ〜２ｄも同様である。FIGS. 9A and 9B are precooling procedures according to the present invention. First, as shown in FIG.
a, 2b are placed on the receiving tables 31, 31, and the restraining claws 32, 32
The mold release distortion is corrected by strongly suppressing the stress. Then, air is supplied to the journal portions 2a, 2b through the coolant passages 41.
To the journals 2a, 2b
Forcibly cooling. There is no fear that air leaks to the side due to the blocking action of the side masks 43. At this time, injection from the spray nozzles 22 is not performed. As shown in (b), the journal portion 2a is softly cooled by air appropriately dispersed by the porous block 42. The same applies to other journal parts 2b to 2d not shown.
【手続補正２】[Procedure amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００２５[Correction target item name] 0025
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００２５】図１１は本発明の矯正・焼入れ要領図であ
り、カムシャフト１を受け台３１，３１及び拘束爪３
２，３２で拘束し、バルブ４７・・・を閉じることによ
り、受け台３１，３１及び拘束爪３２，３２へのエアの
供給を停止し、代りにスプレーノズル２２・・・からミス
ト状の冷却剤をカム部３ａ〜３ｅへ噴射して、急冷す
る。冷却開始時点におけるカム部表面の温度は、Ａ1
（７８０〜８００℃）以上である。スプレーノズル２２
へは例えば、２〜４ｋｇｆ／ｃｍ2の圧縮空気と、４〜
５ｋｇｆ／ｃｍ2で１８０〜４００（リットル／時間）
の水とを供給して、冷却開始時点で１２０℃／秒の冷却
速度を得るようにした。[0025] FIG. 11 is a corrective-quenching procedure diagram of the present invention, stand received a cam shaft 1 31, 31 and restraint claw 3
2 and 32, and closing the valves 47 ... stops the supply of air to the receiving tables 31, 31 and the restraining claws 32, 32. Instead, the mist-like cooling from the spray nozzles 22 ... The agent is injected into the cam portions 3a to 3e to be rapidly cooled. The temperature of the cam surface at the start of cooling is A1
(780-800 ° C.) or higher. Spray nozzle 22
For example, compressed air of 2-4 kgf / cm 2 and 4-
180 to 400 (liter / hour) at 5 kgf / cm 2
Of water to obtain a cooling rate of 120 ° C./sec at the start of cooling.
Claims (2)
工程と、金型に接する鋳造品の表層が焼入れ可能な温度
範囲で且つ殻状の凝固層になったときに離型する工程
と、外した鋳造品において硬度を必要としない部分を予
め冷却する予備冷却工程と、それ以外の硬度を必要とす
る部分に局部的に冷却剤を吹きつけることで実施する部
分焼入工程と、からなる金型鋳造品の熱処理方法。1. A step of injecting a molten metal for an iron-based component into a mold, and releasing the mold when the surface layer of the casting in contact with the mold becomes a shell-like solidified layer in a quenching temperature range. Steps, a pre-cooling step of pre-cooling portions that do not require hardness in the cast product removed, and a partial quenching step performed by locally spraying a coolant on other portions requiring hardness. , A heat treatment method for a die casting.
る部分はＡ1変態点より高い温度のままとし、硬度を必
要としない部分をＡ1変態点以下の温度まで冷却するこ
とを特徴とした請求項１記載の金型鋳造品の熱処理方
法。2. In the pre-cooling step, a portion requiring hardness is kept at a temperature higher than the A1 transformation point, and a portion not requiring hardness is cooled to a temperature below the A1 transformation point. Item 3. The method for heat treatment of a mold casting according to Item 1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16118798A JPH11350029A (en) | 1998-06-09 | 1998-06-09 | Method for heat treatment of die cast article |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16118798A JPH11350029A (en) | 1998-06-09 | 1998-06-09 | Method for heat treatment of die cast article |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11350029A true JPH11350029A (en) | 1999-12-21 |
Family
ID=15730250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16118798A Pending JPH11350029A (en) | 1998-06-09 | 1998-06-09 | Method for heat treatment of die cast article |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11350029A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1123757A2 (en) * | 2000-02-09 | 2001-08-16 | Karl Heess Gmbh & Co. Maschinenbau | Compressed gas quenching of shafts |
| WO2013047761A1 (en) * | 2011-09-30 | 2013-04-04 | 日本ピストンリング株式会社 | Method for manufacturing camshaft for internal combustion engine |
-
1998
- 1998-06-09 JP JP16118798A patent/JPH11350029A/en active Pending
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