金屬制部件的熱處理方法及進行了熱處理的金屬制部件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通過由噴霧的冷卻水對金屬制的工件進行冷卻的噴霧冷卻來進行淬火或急冷的金屬制部件的熱處理方法及使用該熱處理方法進行了熱處理的金屬制部件。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，在對金屬制的工件進行熱處理時的冷卻工序中，實施通過霧狀噴射的冷卻水對工件進行冷卻的噴霧冷卻。在該噴霧冷卻中，利用噴霧的冷卻水與工件發(fā)生碰撞時的顯熱及潛熱的作用對工件進行冷卻，因此與以往的冷卻方式相比，能夠得到高的冷卻效果O
[0003]上述那樣的金屬的熱處理中的與噴霧冷卻相關(guān)的發(fā)明的一例記載于日本特開2011-122211號公報中。該日本特開2011-122211號公報記載的發(fā)明涉及向加熱后的金屬制的工件噴射冷卻用霧進行冷卻的噴霧冷卻方法。在該日本特開2011-122211號公報記載的發(fā)明中，使用噴射冷卻用霧的第一噴嘴和噴射比從該第一噴嘴噴射的冷卻用霧的粒徑小的粒徑的冷卻用霧的第二噴嘴這兩種噴嘴，對工件進行冷卻。
[0004]因此，在該日本特開2011-122211號公報記載的發(fā)明中，從第一噴嘴噴射的冷卻用霧的粒徑大于從第二噴嘴噴射的冷卻用霧的粒徑，因此第一噴嘴的冷卻用霧每I粒的氣化潛熱量比第二噴嘴的冷卻用霧每I粒的氣化潛熱量大。因此，根據(jù)該日本特開2011-122211號公報記載的發(fā)明，能夠以廣泛的冷卻速度對熱處理后的工件進行冷卻，例如，在某期間能夠進行急速的冷卻，并且在其他期間能夠進行用于防止翹曲、彎曲等的發(fā)生的均勻且平緩的冷卻。
[0005]這樣一來，在噴霧冷卻中，能夠得到良好的冷卻效果，并且通過調(diào)整冷卻水的噴射量、噴射時間，能夠控制冷卻速度。而且，如上述的日本特開2011-122211號公報記載的發(fā)明那樣分開使用噴嘴直徑不同的多種噴嘴，或者調(diào)整噴嘴的數(shù)量、位置或噴射角度、噴射壓力，由此能夠控制冷卻速度，進行與工件的大小、形狀對應(yīng)的適當?shù)睦鋮s。
[0006]其反面，實際制造的工件的大小、形狀多種多樣，對應(yīng)于這樣的多樣的工件通過噴霧冷卻進行均勻且適當?shù)睦鋮s的情況并不容易。例如，在對具有圖9所示的形狀及熱量分布的工件進行噴霧冷卻的情況下，如圖10所示，通過分別調(diào)整各噴嘴相對于工件的位置、噴射角度及各噴嘴的噴射壓力，能夠?qū)?yīng)于工件的熱量分布而進行均勻且適當?shù)睦鋮s。然而，在變更工件的形狀、種類的情況下，每次必須對應(yīng)于新的工件而進行噴嘴的調(diào)整，難以對全部的多樣的工件適當?shù)貙嵤﹪婌F冷卻。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明著眼于上述的技術(shù)課題而作出，目的在于提供通過對應(yīng)于各種工件能夠容易地控制冷卻速度、能夠進行均勻且適當?shù)睦鋮s的噴霧冷卻來實施淬火或急冷的金屬制部件的熱處理方法及使用該熱處理方法進行了熱處理的金屬制部件。
[0008]為了實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明涉及一種金屬制部件的熱處理方法，具有:加熱工序，在預(yù)定的加熱條件下對金屬制的工件進行加熱；及冷卻工序，在所述加熱工序之后，通過以霧狀噴出冷卻水進行冷卻的噴霧冷卻而在預(yù)定的冷卻條件下對所述工件進行冷卻，所述金屬制部件的熱處理方法的特征在于，在所述加熱工序之前，具有根據(jù)在所述加熱工序中被加熱時的所述工件的熱量分布來調(diào)整并加工所述工件的表面粗糙度的表面加工工序。
[0009]而且，本發(fā)明的所述表面加工工序包含以下工序:對所述工件進行加工使得所述熱量分布的熱量越大的部位所述表面粗糙度越小。
[0010]而且，本發(fā)明的所述冷卻工序包含以下工序:以使所述噴霧冷卻中的噴霧液滴的平均粒徑處于0.1mm至2.0mm的范圍內(nèi)的方式以霧狀噴出所述冷卻水。
[0011 ] 而且，本發(fā)明的所述工件包含鋼制的汽車零件。
[0012]而且，本發(fā)明的所述工件包含構(gòu)成帶式無級變速器的帶輪的鋼制部件。
[0013]而且，本發(fā)明的所述表面加工工序包含通過機械加工來對所述工件進行加工的工序。
[0014]并且，本發(fā)明的所述表面加工工序包含通過珠擊(shot peening)加工、噴丸加工、噴砂加工、磨削加工或研磨加工中的至少任一種來對所述工件進行加工的工序。
[0015]另一方面，本發(fā)明涉及一種進行了熱處理的金屬制部件，該金屬制部件被實施了以下的熱處理:在預(yù)定的加熱條件下加熱之后通過以霧狀噴出冷卻水進行冷卻的噴霧冷卻而在預(yù)定的冷卻條件下進行冷卻，所述進行了熱處理的金屬制部件的特征在于，根據(jù)在所述加熱條件下被加熱時的熱量分布來調(diào)整并加工表面粗糙度，并且在該加工后實施所述熱處理。
[0016]而且，本發(fā)明的所述金屬制部件被進行表面加工，使得所述熱量分布的熱量越大的部位所述表面粗糙度越小。
[0017]而且，本發(fā)明的所述金屬制部件包含鋼制的汽車零件。
[0018]而且，本發(fā)明的所述金屬制部件包含構(gòu)成帶式無級變速器的帶輪的鋼制部件。
[0019]在上述那樣的本發(fā)明的金屬制部件的熱處理方法中，在加熱工序及噴霧冷卻的冷卻工序中實施預(yù)定的熱處理之前，在面粗糙度調(diào)整工序中，金屬制的工件的表面根據(jù)在加熱工序中被加熱時的熱量分布的熱量的大小而調(diào)整并加工表面粗糙度。例如，在加熱工序中被加熱時的熱量分布越大的部位則加工目標的表面粗糙度設(shè)定為越小的值而進行加工。在金屬制部件的熱處理中，在以霧狀噴出水而進行噴霧冷卻的情況下，即，對加熱為水的沸點以上的溫度的金屬制的工件進行噴霧冷卻的情況下，如圖11所示可知，工件的表面粗糙度越小則冷卻時間越短，即冷卻速度越快。
[0020]因此，根據(jù)本發(fā)明的金屬制部件的熱處理方法，通過調(diào)整實施熱處理的工件的表面粗糙度，能夠控制對該工件進行噴霧冷卻時的冷卻速度。例如，對工件的表面進行加工，使得對工件進行了加熱時的熱量分布的熱量大的部位在熱處理的前工序中表面粗糙度減小，由此能夠加快噴霧冷卻時的冷卻速度。反之，對工件的表面進行加工，使得熱量分布的熱量小的部位在熱處理的前工序中表面粗糙度增大，由此能夠減慢噴霧冷卻時的冷卻速度。因此，在熱處理前的表面加工工序中，根據(jù)熱量分布來調(diào)整并加工工件的表面粗糙度，由此能夠控制之后的噴霧冷卻時的冷卻速度。即，噴霧冷卻用的噴嘴的位置、數(shù)量或冷卻水的噴射狀態(tài)等不在冷卻設(shè)備側(cè)進行調(diào)整，而能夠控制工件的冷卻速度。其結(jié)果是，即使在變更了工件的大小、形狀的情況下，不進行冷卻設(shè)備的調(diào)整、變更，也能夠容易地通過噴霧冷卻進行均勻且適當?shù)睦鋮s。并且，如上述那樣實施適當?shù)臒崽幚?，由此能夠制造熱處理引起的翹曲、變形少的金屬制部件。其結(jié)果是，能夠省略或簡化熱處理后的精加工，能夠大幅削減金屬制部件的制造成本。
[0021]而且，表面加工工序的工件表面的加工例如通過車床加工、銑削加工等機械加工，能夠容易地調(diào)整并加工工件的表面粗糙度?；蛘咄ㄟ^珠擊加工、噴丸加工、噴砂加工、磨削加工以及研磨加工等，也能夠容易地調(diào)整并加工工件的表面粗糙度。
[0022]另一方面，在本發(fā)明的熱處理的金屬制部件中，金屬制部件的表面根據(jù)在熱處理時被加熱的情況下的熱量分布，調(diào)整并加工表面粗糙度。并且在該加工后，實施熱處理。如前述那樣，在金屬制部件的熱處理中，在以霧狀噴出水而進行噴霧冷卻的情況下，如圖11所示可知，工件的表面粗糙度越小則冷卻速度越快。例如，進行加工，使得對金屬制部件進行了加熱的情況下的熱量分布的熱量大的部位表面粗糙度減小，由此能夠加快噴霧冷卻時的冷卻速度。反之，進行加工，使得熱量分布的熱量小的部位表面粗糙度增大，由此能夠減慢噴霧冷卻時的冷卻速度。
[0023]因此，根據(jù)本發(fā)明的進行了熱處理的金屬制部件，如上所述，金屬制部件各部的表面粗糙度根據(jù)實施了熱處理時的熱量分布而被調(diào)整并加工，由此能夠控制熱處理中的噴霧冷卻時的冷卻速度。即，噴霧冷卻用的噴嘴的位置、數(shù)量或冷卻水的噴射狀態(tài)等不在冷卻設(shè)備側(cè)進行調(diào)整，能夠容易地通過噴霧冷卻而均勻且適當?shù)貙饘僦撇考M行冷卻。并且，通過如上所述實施適當?shù)臒崽幚?，能夠制造出熱處理引起的翹曲、變形少的金屬制部件。其結(jié)果是，能夠提供一種可省略或簡化熱處理后的精加工并大幅地削減了制造成本的金屬制部件。
【附圖說明】
[0024]圖1是表示本發(fā)明中作為對象的金屬制部件的一例的示意圖。
[0025]圖2是用于說明由本發(fā)明的熱處理方法實施的工件的表面粗糙度的調(diào)整及熱處理的一例的工序圖。
[0026]圖3是用于說明在本發(fā)明的熱處理方法及金屬制部件中應(yīng)用的噴霧冷卻用的冷卻設(shè)備的一例的示意圖。
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