JPS6059015A - 高周波誘導焼入用冷却装置 - Google Patents
高周波誘導焼入用冷却装置Info
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- JPS6059015A JPS6059015A JP16883383A JP16883383A JPS6059015A JP S6059015 A JPS6059015 A JP S6059015A JP 16883383 A JP16883383 A JP 16883383A JP 16883383 A JP16883383 A JP 16883383A JP S6059015 A JPS6059015 A JP S6059015A
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- Japan
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- cooling
- work
- water
- workpiece
- cooled
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/08—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes
- C21D9/14—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tubular bodies or pipes wear-resistant or pressure-resistant pipes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/62—Quenching devices
- C21D1/667—Quenching devices for spray quenching
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は高周波誘導焼入用冷却装置の改良、更に詳しく
は、主として鋼材（含特殊合金銅）をワークとして誘導
加熱の后、移動してから主として冷却水を冷媒として焼
入れする場合の冷却装置の改良に関する。
は、主として鋼材（含特殊合金銅）をワークとして誘導
加熱の后、移動してから主として冷却水を冷媒として焼
入れする場合の冷却装置の改良に関する。
鋼材の表面焼入ｎの良否は、鋼材の持つ最高焼入硬度′
ｆ：ｆｉ人層全体に亘ってムラなく発揮し、しかも焼割
れのなＡことにあり、これを決定づける一つの要因は冷
却方法にある。＠１図に示した従来の高周波誘導加熱焼
入装置、即ち、ワークコイルｌと冷却手段（冷却ジャケ
ット）２とがワークＷの移動方向について分１Ｗされて
いるもの（この例ではコイルｌと冷却ジャフット２とが
横置関係で分離されてｈる）であって、ワークコイルｌ
で誘導加熱を受けたワークＷｌを冷却ジャケット２よシ
の噴出の施与で急冷するものであル、このうち冷却ジャ
ケット２は前面に多数の噴出孔２ｏを具備したジャケッ
トユニット２１・・・をワークＷの周方向に複数個＠投
するか或は−個のリングユニットに噴出孔２０・・・を
穿設して構成するものであるが（但し、第１図では便宜
上、後者の例を採っである）、このよう表焼入装置を用
いて、例えばポールねじのような鋼材製棒状体ワークを
焼入する時には次のような問題点が惹起した。最高硬度
を得るために冷却ジャケット２からの単位時同円の噴出
量を出来るだけ多くワーク表面で衝突した噴水の一部が
ワークコイル側（加熱範囲）に戻り（ワークＷ１の表面
を水が伝ってワークコイル側に逆行する）、そのためジ
ャケット２に至る前に被加熱ワークｗｌの表面温度を不
必要に低下させてしまい臨界区域（高温度冷却域）が段
階的となシ急激な温度差を与えられなくなり、結局の所
上述の現象からワーク表面に結節状のトルースタイト組
織を作り出し焼入最高硬さ番得られない（十分なマルテ
ンサイト変態が出来ない）。他方、冷却水量が多量ため
低温度冷却域（約４００℃以下）は進み易く々ルチンサ
イト変域門始点Ｍｓ（はソ３５０℃−・但し、鋼質によ
って変わる）以下での冷却が急激に進行し、結果として
焼割れ発生の危険性が高まる。
ｆ：ｆｉ人層全体に亘ってムラなく発揮し、しかも焼割
れのなＡことにあり、これを決定づける一つの要因は冷
却方法にある。＠１図に示した従来の高周波誘導加熱焼
入装置、即ち、ワークコイルｌと冷却手段（冷却ジャケ
ット）２とがワークＷの移動方向について分１Ｗされて
いるもの（この例ではコイルｌと冷却ジャフット２とが
横置関係で分離されてｈる）であって、ワークコイルｌ
で誘導加熱を受けたワークＷｌを冷却ジャケット２よシ
の噴出の施与で急冷するものであル、このうち冷却ジャ
ケット２は前面に多数の噴出孔２ｏを具備したジャケッ
トユニット２１・・・をワークＷの周方向に複数個＠投
するか或は−個のリングユニットに噴出孔２０・・・を
穿設して構成するものであるが（但し、第１図では便宜
上、後者の例を採っである）、このよう表焼入装置を用
いて、例えばポールねじのような鋼材製棒状体ワークを
焼入する時には次のような問題点が惹起した。最高硬度
を得るために冷却ジャケット２からの単位時同円の噴出
量を出来るだけ多くワーク表面で衝突した噴水の一部が
ワークコイル側（加熱範囲）に戻り（ワークＷ１の表面
を水が伝ってワークコイル側に逆行する）、そのためジ
ャケット２に至る前に被加熱ワークｗｌの表面温度を不
必要に低下させてしまい臨界区域（高温度冷却域）が段
階的となシ急激な温度差を与えられなくなり、結局の所
上述の現象からワーク表面に結節状のトルースタイト組
織を作り出し焼入最高硬さ番得られない（十分なマルテ
ンサイト変態が出来ない）。他方、冷却水量が多量ため
低温度冷却域（約４００℃以下）は進み易く々ルチンサ
イト変域門始点Ｍｓ（はソ３５０℃−・但し、鋼質によ
って変わる）以下での冷却が急激に進行し、結果として
焼割れ発生の危険性が高まる。
このように従来装置の場合は、急冷効果を高めようとし
ても装置器具自体のしからしめる所によシ、臨界区域で
の冷却は不充分、低温度域での冷却は過分となり焼入最
高硬さを得られないのに焼割れ発生の危険性が大と云う
ジレンマに陥っているのである。
ても装置器具自体のしからしめる所によシ、臨界区域で
の冷却は不充分、低温度域での冷却は過分となり焼入最
高硬さを得られないのに焼割れ発生の危険性が大と云う
ジレンマに陥っているのである。
本発明者等は上述に鑑み程々実験研究の結果、冷却ｆ：
ｉ段に分は第１冷却（臨界区域）では噴水力（水以外の
冷媒もあるがこ＼では水のみを例にとる）を強力にし、
しかし水量は少なくしてワーク表面温度をはＸ５００℃
近辺迄に急速冷却し、これに続いて概ね２００℃迄の冷
却を第２冷却（低温冷却域）とし、こ＼では噴水力を弱
り、シかし比較的多量の水量によってワーク表面を施与
水の膜で包むように徐冷することによって、高硬度のし
かも焼割れのない焼入れが可能となることを知悉したの
である。上記の第１冷却に於ける噴水力の強さはワーク
表面の蒸気膜の構成を破壊してワーク表面と噴水との接
触冷却を強化するものであ〕、水量の少量はワークコイ
ル側への水の移行波浪を阻止するためのものである。第
２冷却に於ける噴水力の弱さと水量の多さはワーク表面
を水にて包んで緩やか且つ均一に冷却することによって
マルテンサイト変１Ｍ開始から終了への移行を徐々にな
さしめ且つ焼割れを防止するためのものである。このよ
うな方法全実施するための冷却装置として本発明のもの
は、従来用いられてきたシャワーｍのジャケットを第２
冷却用とし、第１冷却用には一つの噴水口の単位当シに
みて第２冷却用ジヤケツトよシ噴水力が強くなるように
適切に絞られた噴水口を備え、しかも噴水に関与する全
体的な噴水口の数は第２ジヤケツトのそれより遥かに少
ない冷却ノズルを適用し、この冷却ノズルと冷却ジャケ
ットとをその順序に従ってワークの搬出方向に配備する
ことによって構成しである。
ｉ段に分は第１冷却（臨界区域）では噴水力（水以外の
冷媒もあるがこ＼では水のみを例にとる）を強力にし、
しかし水量は少なくしてワーク表面温度をはＸ５００℃
近辺迄に急速冷却し、これに続いて概ね２００℃迄の冷
却を第２冷却（低温冷却域）とし、こ＼では噴水力を弱
り、シかし比較的多量の水量によってワーク表面を施与
水の膜で包むように徐冷することによって、高硬度のし
かも焼割れのない焼入れが可能となることを知悉したの
である。上記の第１冷却に於ける噴水力の強さはワーク
表面の蒸気膜の構成を破壊してワーク表面と噴水との接
触冷却を強化するものであ〕、水量の少量はワークコイ
ル側への水の移行波浪を阻止するためのものである。第
２冷却に於ける噴水力の弱さと水量の多さはワーク表面
を水にて包んで緩やか且つ均一に冷却することによって
マルテンサイト変１Ｍ開始から終了への移行を徐々にな
さしめ且つ焼割れを防止するためのものである。このよ
うな方法全実施するための冷却装置として本発明のもの
は、従来用いられてきたシャワーｍのジャケットを第２
冷却用とし、第１冷却用には一つの噴水口の単位当シに
みて第２冷却用ジヤケツトよシ噴水力が強くなるように
適切に絞られた噴水口を備え、しかも噴水に関与する全
体的な噴水口の数は第２ジヤケツトのそれより遥かに少
ない冷却ノズルを適用し、この冷却ノズルと冷却ジャケ
ットとをその順序に従ってワークの搬出方向に配備する
ことによって構成しである。
以下に本発明を図面に基づいて詳述する。第２図は本発
明冷却方法の温度一時間特性グラフである。本冷却方法
はワークの最高加熱温度へから概ね５００℃Ｂ迄の冷却
時間ｔ！は例えば０．５式の如く急速なものとしてこれ
を１次冷却工とし、Ｂよｃ２ｏｏｔ：：近辺０に至る冷
却時間ｔ２は比較的ゆつ〈シかけて（例えば５％）これ
を２次冷却■とするもので、■に於ける温度降下カーブ
は急峻なもの、■におけるそれは比較的なだらかなもの
とさ肛る。第１冷却■によっては’ｆ５００１：Ｊ迄の
冷却が急激に行なわ牡、その后緩やかな第２冷却を受け
るために、マルテンサイト変１Ωがスムースに行なわれ
、結果として従来にはない焼入硬度を発揮し得ることが
後述の結果より明らかである。次にこのような２段冷却
を実施するための本発明冷却装置について述べる。第４
図は本発明冷却装置の一実施例を示す斜視図、第５図（
−） 、 （ｂ）は＠４図の第１冷却手段と第２冷却手
段の夫々の正面図を示す。この例の第１．第２冷却手段
の夫々は内部に通水路（不図示）を備え互いに並行門係
に傑持した２つの弧状アーム２８．２４上に第１冷却手
段として複数個に＼では７個）の冷却ノズルユニット２
２・・・を等間隔おきに、また、第２冷却手段としては
同じ数の冷却ジャケットユニット２１・・・を等間隔お
きに設けた例として示しである。このうち冷却ノズルユ
ニツ）ｇ２は第４図、第５図の如く六角柱状のノズル本
体２２００前面に幅狭なスリット２２１ｆｔ１個のみ穿
設具備し、このスリット２２１よ勺噴水が幅狭ビーム状
になされる。
明冷却方法の温度一時間特性グラフである。本冷却方法
はワークの最高加熱温度へから概ね５００℃Ｂ迄の冷却
時間ｔ！は例えば０．５式の如く急速なものとしてこれ
を１次冷却工とし、Ｂよｃ２ｏｏｔ：：近辺０に至る冷
却時間ｔ２は比較的ゆつ〈シかけて（例えば５％）これ
を２次冷却■とするもので、■に於ける温度降下カーブ
は急峻なもの、■におけるそれは比較的なだらかなもの
とさ肛る。第１冷却■によっては’ｆ５００１：Ｊ迄の
冷却が急激に行なわ牡、その后緩やかな第２冷却を受け
るために、マルテンサイト変１Ωがスムースに行なわれ
、結果として従来にはない焼入硬度を発揮し得ることが
後述の結果より明らかである。次にこのような２段冷却
を実施するための本発明冷却装置について述べる。第４
図は本発明冷却装置の一実施例を示す斜視図、第５図（
−） 、 （ｂ）は＠４図の第１冷却手段と第２冷却手
段の夫々の正面図を示す。この例の第１．第２冷却手段
の夫々は内部に通水路（不図示）を備え互いに並行門係
に傑持した２つの弧状アーム２８．２４上に第１冷却手
段として複数個に＼では７個）の冷却ノズルユニット２
２・・・を等間隔おきに、また、第２冷却手段としては
同じ数の冷却ジャケットユニット２１・・・を等間隔お
きに設けた例として示しである。このうち冷却ノズルユ
ニツ）ｇ２は第４図、第５図の如く六角柱状のノズル本
体２２００前面に幅狭なスリット２２１ｆｔ１個のみ穿
設具備し、このスリット２２１よ勺噴水が幅狭ビーム状
になされる。
一方、冷却ジャケットユニット２１は矩形柱状のジャケ
ット本体２１０の前面に多数の円形噴出孔２１１・・・
を千鳥状に穿設具有してなり、この噴出孔２１１・・・
よシ漏斗状に噴水される。第４図に於て２５，２Ｂは通
水インレットで夫々図外の給水源に接続されている。ユ
ニット２２のスリット膨２２１は噴水力を強力にするた
めに十分に絞ってあり（１例として縦０．５ ｔａｒｓ
、横１５ｍ）その開口面積は円形噴出孔２１１・・・
の全開口面積より十分に少ない（数の比は１例として７
：１２０）。従つて、今管路抵抗並びにユニツ）２２．
２１の夫々の給水側の水圧を等しいものと考えた場合、
スリット２２１よシの噴出圧は噴出孔２１１よりのそれ
より遥かに大であり、しかし単位時間内の噴水量は逆に
ユニット２１の方がユニット２２より明らかに大である
。なお、スリット２２１からの噴水圧、噴水量はワーク
Ｗの移行速度を勘案して、ワークＷ上を伝って水がワー
クコイルｌ側へ返うにいように設計するものとする。
ット本体２１０の前面に多数の円形噴出孔２１１・・・
を千鳥状に穿設具有してなり、この噴出孔２１１・・・
よシ漏斗状に噴水される。第４図に於て２５，２Ｂは通
水インレットで夫々図外の給水源に接続されている。ユ
ニット２２のスリット膨２２１は噴水力を強力にするた
めに十分に絞ってあり（１例として縦０．５ ｔａｒｓ
、横１５ｍ）その開口面積は円形噴出孔２１１・・・
の全開口面積より十分に少ない（数の比は１例として７
：１２０）。従つて、今管路抵抗並びにユニツ）２２．
２１の夫々の給水側の水圧を等しいものと考えた場合、
スリット２２１よシの噴出圧は噴出孔２１１よりのそれ
より遥かに大であり、しかし単位時間内の噴水量は逆に
ユニット２１の方がユニット２２より明らかに大である
。なお、スリット２２１からの噴水圧、噴水量はワーク
Ｗの移行速度を勘案して、ワークＷ上を伝って水がワー
クコイルｌ側へ返うにいように設計するものとする。
上記の実施例に代って第６図（−） 、 （ｂ）に示す
冷却ノズル、冷却ジャケットを適用して差支えな−。
冷却ノズル、冷却ジャケットを適用して差支えな−。
即ち、同図（−）のノズルはリング状のノズル本体部２
２２の内周面にスリット２ｆ３１・・・を列設したもの
であり、冷却ジャケット２１も１個のリング状のジャケ
ット本体２１２の内周に噴出孔２１１・・・を列設した
ものである。
２２の内周面にスリット２ｆ３１・・・を列設したもの
であり、冷却ジャケット２１も１個のリング状のジャケ
ット本体２１２の内周に噴出孔２１１・・・を列設した
ものである。
本発明冷却装置は上記構成よシなシ、最高被加熱温度を
保ったワークＷｌに対し第１冷却手段、即ち冷却ノズル
２２からの少ない水量だが強い水の噴射を受けて該ワー
クＷ１表面にウォーターカーテよると、焼入硬度Ｈｖ５
００以上の有効深さに於て比較例よシ優れている上に全
体的にマルテンサイト組織が確認された。之に対し比較
例の８のものは低ベイナイト組織、比較例の１のものは
既述したようにトルースタイト組織であった。
保ったワークＷｌに対し第１冷却手段、即ち冷却ノズル
２２からの少ない水量だが強い水の噴射を受けて該ワー
クＷ１表面にウォーターカーテよると、焼入硬度Ｈｖ５
００以上の有効深さに於て比較例よシ優れている上に全
体的にマルテンサイト組織が確認された。之に対し比較
例の８のものは低ベイナイト組織、比較例の１のものは
既述したようにトルースタイト組織であった。
叙述より本発明は従来のコイルとジャケットの分割型で
、横送シ型の高周波誘導加熱焼入の焼入性を更に改善し
た優れた冷却装置１「を提供したものである。
、横送シ型の高周波誘導加熱焼入の焼入性を更に改善し
た優れた冷却装置１「を提供したものである。
第１図は従来の高周波誘導加熱焼入装置の概略図、第２
図は本発明装置による冷却の温度一時間特性グラフ、第
３図は本発明装置の概略図、第４図は本発明冷却手段の
一実施例を示す斜視図、第５図体） 、 （ｂ）は第４
図に於ける第１冷却手段及び第２冷却手段を夫々示す正
面図、第６図（ａ） 、 （ｂ）は本発明の別の実施例
のａＸ冷却手段及び第２冷却手段の斜視図であり、第７
図は本発明の冷却を受けた際のワークの表面からの深さ
と硬度との関係を示す硬度分布図である。 （符号の説明） ｌ・−・ワークコイル、２・・・冷却手段、２１・・・
冷却ジャケット（第２冷却手段）、２２・・・冷却ノズ
ル（第１冷却手段）、２２１・・・スリット、２１１・
・・噴出孔、２８．２４・・・弧状アーム、２１０−・
矩形柱状ジャケット本体、２２０・・・６角柱状ノズル
本体、Ｗ−・・ワーク、Ｗｌ・・・コイルによって加熱
されたワーク、 Ｗ２・・・冷却ノズルで冷却されたワ
ーク、Ｗ３・・・冷却ジャケットによって冷却されたワ
ーク。 −以上− 代理人弁理士（６２３５） 松 野 英 彦−一詩間（
ｓｅｃ） 第３図
図は本発明装置による冷却の温度一時間特性グラフ、第
３図は本発明装置の概略図、第４図は本発明冷却手段の
一実施例を示す斜視図、第５図体） 、 （ｂ）は第４
図に於ける第１冷却手段及び第２冷却手段を夫々示す正
面図、第６図（ａ） 、 （ｂ）は本発明の別の実施例
のａＸ冷却手段及び第２冷却手段の斜視図であり、第７
図は本発明の冷却を受けた際のワークの表面からの深さ
と硬度との関係を示す硬度分布図である。 （符号の説明） ｌ・−・ワークコイル、２・・・冷却手段、２１・・・
冷却ジャケット（第２冷却手段）、２２・・・冷却ノズ
ル（第１冷却手段）、２２１・・・スリット、２１１・
・・噴出孔、２８．２４・・・弧状アーム、２１０−・
矩形柱状ジャケット本体、２２０・・・６角柱状ノズル
本体、Ｗ−・・ワーク、Ｗｌ・・・コイルによって加熱
されたワーク、 Ｗ２・・・冷却ノズルで冷却されたワ
ーク、Ｗ３・・・冷却ジャケットによって冷却されたワ
ーク。 −以上− 代理人弁理士（６２３５） 松 野 英 彦−一詩間（
ｓｅｃ） 第３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 ワークコイルによって高周波誘導加熱を受けたワ
ークを移動させた后、冷却装置から噴出する冷却液によ
って急冷焼入する装置に於て、上記冷却装置をワークの
移動方向に関して第１冷却手段及び第２冷却手段の２つ
に分って、このうち第１冷却手段は上記冷却液の噴出力
を強く、シかしワーク表面に伝ってワークコイル側への
返りのない比較的少ない液量全もって被加熱ワークを急
冷し得るようなし、第２冷却手段は冷却液の噴出力を弱
り、シかしワーク表面を包むような比較的多い液量をも
って徐冷し得るようになしたことを特徴とする高周波誘
導焼入用冷却装置。 ＆ 第１冷却手段がワークの周方向に関して複数個配備
した冷却ノズルユニットよりなり、第２冷却手段が同ワ
ークの周方向について複数個配備した冷却ジャケットユ
ニットよシなり、上記各冷却ノズルユニットは一条の幅
狭なスリットを前面に穿設具備し、上記夫々の冷却ジャ
ケットユニットは前面に多数の噴出孔を千鳥状に穿設具
有してなる特許請求の範囲第１項記載の装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16883383A JPS6059015A (ja) | 1983-09-12 | 1983-09-12 | 高周波誘導焼入用冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16883383A JPS6059015A (ja) | 1983-09-12 | 1983-09-12 | 高周波誘導焼入用冷却装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6059015A true JPS6059015A (ja) | 1985-04-05 |
| JPS6346126B2 JPS6346126B2 (ja) | 1988-09-13 |
Family
ID=15875363
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16883383A Granted JPS6059015A (ja) | 1983-09-12 | 1983-09-12 | 高周波誘導焼入用冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6059015A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0331414A (ja) * | 1989-06-29 | 1991-02-12 | Mitsubishi Motors Corp | 高周波焼入れ方法 |
| JPH03240914A (ja) * | 1990-02-16 | 1991-10-28 | Fuji Denshi Kogyo Kk | 高周波焼入方法および装置 |
| CN104745779A (zh) * | 2015-04-22 | 2015-07-01 | 徐工集团工程机械股份有限公司 | 一种多级感应淬火装置 |
-
1983
- 1983-09-12 JP JP16883383A patent/JPS6059015A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0331414A (ja) * | 1989-06-29 | 1991-02-12 | Mitsubishi Motors Corp | 高周波焼入れ方法 |
| JPH03240914A (ja) * | 1990-02-16 | 1991-10-28 | Fuji Denshi Kogyo Kk | 高周波焼入方法および装置 |
| CN104745779A (zh) * | 2015-04-22 | 2015-07-01 | 徐工集团工程机械股份有限公司 | 一种多级感应淬火装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6346126B2 (ja) | 1988-09-13 |
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