(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円盤状の被処理材の熱処理方法であって、
伝達した熱を輻射熱として放射する輻射変換材で形成された被覆体によって、前記被処理材の外周面を周方向に覆う被処理材被覆工程と、
前記被覆体で覆われた前記被処理材を、周囲から加熱または冷却することで熱処理を行う熱処理工程とを備え、
前記被処理材は、回転軸を挿入可能な軸孔を有するインペラであり、
前記軸孔の内部に輻射変換材で形成された軸孔挿入体を挿入する第一挿入工程をさらに備え、
前記熱処理工程は、前記軸孔内部に前記軸孔挿入体が挿入された状態で行うことを特徴とする熱処理方法。
【請求項２】
円盤状の被処理材の熱処理方法であって、
伝達した熱を輻射熱として放射する輻射変換材で形成された被覆体によって、前記被処理材の外周面を周方向に覆う被処理材被覆工程と、
前記被覆体で覆われた前記被処理材を、周囲から加熱または冷却することで熱処理を行う熱処理工程とを備え、
前記被処理材は、内部に流路を有するインペラであり、
前記流路内部に前記輻射変換材で形成された流路挿入体を挿入する第二挿入工程をさらに備え、
前記熱処理工程は、前記流路内部に前記流路挿入体が挿入された状態で行うことを特徴とする熱処理方法。
【請求項３】
円盤状の被処理材の熱処理方法であって、
伝達した熱を輻射熱として放射する輻射変換材で形成された被覆体によって、前記被処理材の外周面を周方向に覆う被処理材被覆工程と、
前記被覆体で覆われた前記被処理材を、周囲から加熱または冷却することで熱処理を行う熱処理工程とを備え、
前記被処理材は、回転軸を挿入可能な軸孔を有するインペラであり、
前記軸孔の内部に輻射変換材で形成された軸孔挿入体を挿入する第一挿入工程をさらに備え、
前記熱処理工程は、前記軸孔内部に前記軸孔挿入体が挿入された状態で行い、
前記被処理材は、内部に流路を有するインペラであり、
前記第一挿入工程の前、又は該第一挿入工程の後に実行され、前記流路内部に前記輻射変換材で形成された流路挿入体を挿入する第二挿入工程をさらに備え、
前記熱処理工程は、前記流路内部に前記流路挿入体が挿入された状態で行い、
前記熱処理工程の前であって前記被処理材被覆工程の後に前記第一挿入工程及び前記第二挿入工程が実行されることを特徴とする熱処理方法。
【請求項４】
前記被処理材被覆工程では、前記被覆体として通気性を有する輻射変換材で形成されたものを用い、
前記熱処理工程では、通気性を有する前記被覆体により、該被覆体の外側から前記被処理材へ、熱処理雰囲気における流体を流通させることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の熱処理方法。
【請求項５】
前記被処理材被覆工程では、前記被覆体によって前記被処理材を軸方向からも覆うことを特徴とする請求項４に記載の熱処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円盤状の被処理材の熱処理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、遠心圧縮機等に用いられるインペラ（特許文献１参照）は、常時回転しながら圧縮媒体に曝され、遠心力や高い圧力が作用するため、高硬度、高靭性が要求される部材である。このため、インペラは加熱炉（特許文献２、３参照）の炉内で所定の温度まで加熱して焼き入れを行なった後に、窒素ガス等の流体を吹き付けて急冷する熱処理が行なわれており、これにより要求仕様に見合った硬度、靭性を有するものとしている。
【０００３】
このように、インペラには熱処理が施されるが、加熱の際、炉内の壁部に設けられたヒータが壁部の全周にわたって設置されていない場合には、インペラがヒータに近接する部位と、ヒータから離間した部位とで、加熱度合いに差異が生じてしまい、インペラに温度分布が発生してしまう。また、窒素ガスによる急冷の際にも、均一に窒素ガスを吹き付けることが難しく、インペラ全体に窒素の流動分布が発生するため、やはりインペラに温度分布が発生してしまう。
【０００４】
特に、大型のインペラではこのような状況が発生し易く、上記のような熱処理時の温度分布によって、インペラに硬度及び靭性のバラツキが生じてしまう。このため、インペラを回転させて遠心力が作用すると、部分ごとに硬度及び靭性の相違していることで楕円変形を引き起こしてしまうおそれがあった。
このため従来は、このような変形を予め考慮し、インペラに余肉を設けた状態で熱処理を行った後に機械加工等によって熱処理が不均一な余肉部分を削除することで、熱処理時に発生する硬度及び靭性のバラツキに対応していた。
【０００５】
ここで、例えば加熱時にはインペラのヒータに対向する部位がヒータから直接影響を受けないよう、熱の遮蔽を行なう遮熱板を設置したり、炉内雰囲気およびその温度を均一化する攪拌ファンを設置する等して、インペラの加熱時に発生する温度分布を低減することが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１５６１２２号公報
【特許文献２】特開平１０−２８７４３７号公報
【特許文献３】特開平０６−１４５７８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、このような遮熱板を設けた場合には、加熱時の均熱化の効果はある程度得られるものの、遮熱板によって熱が遮られるため、加熱時間が長くなってしまう。また、炉内に攪拌ファンを設置して炉内気体の対流を促進しても、加熱時の均熱化を効率的に行うことは困難である。また、加熱時には均熱化を図ることができたとしても、やはり冷却時における均一冷却を達成することができず、結果としてインペラに硬度、耐力、引っ張り強さ、及び靭性のバラツキが生じてしまう。このため、インペラなどの円盤状の被処理材を熱処理する際には、熱処理の不均一が生じる部分が含まれるようにある程度の余肉を設けた状態で熱処理を行ない、熱処理後に余肉を除去する必要があった。このため、余肉を設けるだけ熱処理設備を大きくする、または、余肉を確保する分だけ仕上げ後の被処理材を小さくする必要があった。また、熱処理の不均一を解消するための余肉を設けることで熱容量が増加するため、熱処理コストが増大してしまうという問題があった。
【０００８】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、熱処理時間が長くなることを防ぎながら、余肉の低減が可能な被処理部材の熱処理方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明は以下の手段を採用している。
即ち、本発明に係る熱処理方法は、円盤状の被処理材の熱処理方法であって、伝達した熱を輻射熱として放射する輻射変換材で形成された被覆体によって、前記被処理材の外周面を周方向に覆う被処理材被覆工程と、前記被覆体で覆われた前記被処理材を、周囲から加熱または冷却することで熱処理を行う熱処理工程とを備え、また、前記被処理材は、回転軸を挿入可能な軸孔を有するインペラであり、前記軸孔の内部に輻射変換材で形成された軸孔挿入体を挿入する第一挿入工程をさらに備え、前記熱処理工程は、前記軸孔内部に前記軸孔挿入体が挿入された状態で行うことを特徴とする。
【００１０】
このような熱処理方法によると、被処理材被覆工程によって、輻射変換材よりなる被覆体で被処理材を周方向に覆った状態で熱処理工程を実行するため、伝達された熱が被覆体へ入射されて、被覆体が加熱された後に、この被覆体から被処理材へ、熱を周方向均一に放射することが可能となる。即ち、伝達した熱を直接被処理材へ入射させずに被覆体を介して入射させることによって、伝達した熱を被覆体が単に遮断するだけでなく、対流によって周方向不均一に被覆体へ伝達された熱が、被覆体内で熱伝導して、被覆体全体を均一加熱する。そして、被覆体が輻射変換材で形成されていることにより、このように熱伝導によって均一加熱された被覆体からは、輻射熱伝達によって周方向均一に熱放射することができ、熱処理時間の所要時間を長くすることなく、熱処理工程での均熱化が可能となる。
また、このような軸孔挿入体を挿入する第一挿入工程によって、熱処理雰囲気における流体の淀みが発生し易い軸孔内で、放射伝熱を促進でき、熱処理時にさらなる均熱化が可能となる。
また、本発明に係る熱処理方法は、円盤状の被処理材の熱処理方法であって、伝達した熱を輻射熱として放射する輻射変換材で形成された被覆体によって、前記被処理材の外周面を周方向に覆う被処理材被覆工程と、前記被覆体で覆われた前記被処理材を、周囲から加熱または冷却することで熱処理を行う熱処理工程とを備え、前記被処理材は、内部に流路を有するインペラであり、前記流路内部に前記輻射変換材で形成された流路挿入体を挿入する第二挿入工程をさらに備え、前記熱処理工程は、前記流路内部に前記流路挿入体が挿入された状態で行うことを特徴とする。
このような流路挿入体を挿入する第二挿入工程によって、熱処理雰囲気における流体の淀みが発生し易い流路内で、放射伝熱を促進でき、熱処理時にさらなる均熱化が可能となる。
また、本発明に係る熱処理方法は、円盤状の被処理材の熱処理方法であって、伝達した熱を輻射熱として放射する輻射変換材で形成された被覆体によって、前記被処理材の外周面を周方向に覆う被処理材被覆工程と、前記被覆体で覆われた前記被処理材を、周囲から加熱または冷却することで熱処理を行う熱処理工程とを備え、前記被処理材は、回転軸を挿入可能な軸孔を有するインペラであり、前記軸孔の内部に輻射変換材で形成された軸孔挿入体を挿入する第一挿入工程をさらに備え、前記熱処理工程は、前記軸孔内部に前記軸孔挿入体が挿入された状態で行い、前記被処理材は、内部に流路を有するインペラであり、前記第一挿入工程の前、又は該第一挿入工程の後に実行され、前記流路内部に前記輻射変換材で形成された流路挿入体を挿入する第二挿入工程をさらに備え、前記熱処理工程は、前記流路内部に前記流路挿入体が挿入された状態で行い、前記熱処理工程の前であって前記被処理材被覆工程の後に前記第一挿入工程及び前記第二挿入工程が実行されることを特徴とする。
【００１１】
また、前記被処理材被覆工程では、前記被覆体として通気性を有する輻射変換材で形成されたものを用い、前記熱処理工程では、通気性を有する前記被覆体により、該被覆体の外側から前記被処理材へ、熱処理雰囲気における流体を流通させてもよい。
【００１２】
被覆体が、通気性を有する輻射変換材よりなるため、被覆体と被処理材との間で流体が淀むことを抑制でき、熱処理時間の短縮が可能となる。
【００１３】
さらに、前記被処理材被覆工程では、前記被覆体によって前記被処理材を軸方向からも覆ってもよい。
【００１４】
被覆体が周方向に加えて軸方向からも被処理材を覆うことによって、被処理材へ全ての方向からの放射伝熱が可能となり、熱処理時にさらなる均熱化を達成できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の熱処理方法によると、輻射変換材で形成された被覆体を用いて被処理材被覆工程を実行することで、熱処理工程での均熱化を図り、熱処理時間が長くなることを防止しながら、余肉の低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の参考例に係るインペラを破断して示す斜視図である。
【図２】本発明の参考例に係るインペラの熱処理方法に関し、工程を示すフロー図である。
【図３】本発明の参考例に係るインペラの熱処理方法に関し、インペラ被覆工程を示す斜視図である。
【図４】本発明の参考例に係るインペラの熱処理方法に関し、インペラ被覆工程を示す側面図である。
【図５】本発明の参考例に係るインペラの熱処理方法に関し、仮に、インペラ被覆工程を実行しない場合の、冷却工程での窒素ガスの流動の様子を解析した側面図である。
【図６】本発明の参考例に係るインペラの熱処理方法に関し、インペラ被覆工程での均熱化治具が異なる場合を示す側面図である。
【図７】本発明の参考例に係るインペラの熱処理方法に関し、インペラ被覆工程での均熱化治具が異なる場合の、均熱化治具の斜視図である。
【図８】本発明の実施形態に係るインペラの熱処理方法に関し、工程を示すフロー図である。
【図９】本発明の実施形態に係るインペラの熱処理方法に関し、第一挿入工程、第二挿入工程を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の参考例に係る円盤状の被処理材として、インペラ１の熱処理方法について説明する。
図１に示すように、本参考例により熱処理されるインペラ１は、流体の増圧を行なう圧縮機等の回転機械に用いられる。
またこのインペラ１は、軸線Ｐを中心として互いに一体をなすディスク１ａとカバー１ｂとブレード１ｃとから構成されている。
【００２２】
ディスク１ａは、略円盤状をなす部材であって、軸線Ｐ方向の一方側を向く端面が小径とされ他方側の端面が大径とされる。これら二つの端面は、一端側から他端側に向かうに従って漸次拡径する曲面によって接続されている。
【００２３】
ブレード１ｃは、上記ディスク１ａにおける曲面から立ち上がるように、周方向に一定間隔をあけて複数が設けられている。
また、当該ブレード１ｃは、それぞれディスク１ａの径方向内側から外側に向かうに従って周方向の一方向に向かって湾曲するように延在している。
【００２４】
カバー１ｂは、複数の上記ブレード１ｃを軸線Ｐ方向の一方側から覆うようにこれらブレード１ｃと一体に設けられた部材である。また、このカバー１ｂは軸線Ｐを中心とした軸線Ｐ方向視で円盤形状をなし、より具体的には、軸線Ｐ方向の一方側に向かうに従って漸次縮径する傘形状をなす。そして、その径方向内側は軸線Ｐ方向の一方側に立ち上がる円筒形状をなす。
また、ディスク１ａとカバー１ｂと隣接する二つのブレード１ｃによって挟まれた領域は、流体の流通する流路１０となっている。さらに、各々の流路１０の径方向内側は、軸線Ｐの一方側に向かって立ち上がって、カバー１ｂとディスク１ａとで挟まれた領域に、当該軸線Ｐ方向に流体を流入させる導入口１ｄが開口している。
【００２５】
さらに、インペラ１の中央には軸線Ｐ方向に貫通する軸孔１１が設けられ、軸線Ｐ方向から当該軸孔１１へ図示しないロータ（回転軸）が挿入、固定されることで、当該インペラ１とロータとが一体で回転するようにされている。
【００２６】
次に、インペラ１の熱処理方法の手順について説明する。
図２から図４に示すように、インペラ１の熱処理方法は、加熱炉である真空炉３内に、熱処理前のインペラ１を配置する熱処理準備工程Ｓ１と、真空炉３内において均熱化治具（被覆体）２でインペラ１を覆うインペラ被覆工程（被処理材被覆工程）Ｓ２と、均熱化治具２でインペラ１を覆った状態で周囲から加熱又は冷却を行なう熱処理工程Ｓ３とを備えている。
【００２７】
まず、熱処理準備工程Ｓ１を実行する。即ち、鍛造等によって製造した熱処理前のインペラを真空炉３内に配置して準備する。
ここで、真空炉３とは、内部を大気圧よりも低圧に保つことによって、熱処理時の酸化反応を抑制することが可能な熱処理炉の一種である。またこの真空炉３の内部の上面には、真空炉３内の雰囲気流体の攪拌を行なう攪拌ファン５が間隔をあけて２台が設けられており、真空炉３の内部の炉側壁３ａの四面のうちの対向する二面（図４の紙面、左右方向に位置する二面）にのみ、炉側壁３ａ全面に配置されたヒータ４が設けられている。
【００２８】
続いて、インペラ被覆工程Ｓ２を実行する。即ち、真空炉３内に配置されたインペラ１を、真空炉３内で周方向及び軸線Ｐ方向から均熱化治具２で覆う。この均熱化治具２は、インペラ１と離間した状態で覆ってもよいし、インペラ１に接触した状態で覆ってもよい。但し、離間箇所と接触箇所では均熱化治具２からインペラ１への熱の伝わり方が異なる。このため、可能な限り離間した状態で覆うことが望ましいとともに、接触箇所は回転対称となるように配されることが望ましい。
【００２９】
ここで、均熱化治具２は、輻射率が高い輻射変換材よりなっており、インペラ１全体を覆うように、軸線Ｐを中心とした筒状の周壁部１２と、この周壁部１２における上下の開口を軸線Ｐ方向から閉塞する上底面１３及び下底面１４とを有する部材である。輻射率は８０パーセント以上であることが望ましい。
【００３０】
また、輻射変換材としては、例えば、シリカ焼結体や、焼結金属、または高輻射布（スルシブラン（登録商標）等）が用いられる。なお、布を採用した場合にはコストの点で優位である。
さらに、これらの輻射変換材は通気性も有しており、通気性の指標としては、空隙率が５０〜９０パーセント程度となっていることが好ましい。
【００３１】
次に、熱処理工程Ｓ３を実行する。この熱処理工程Ｓ３は加熱工程Ｓ３ａと、加熱工程Ｓ３ａの後に実行される冷却工程Ｓ３ｂとを有している。
加熱工程Ｓ３ａにおいては、ヒータ４によって真空炉３内を所定温度まで加熱し、インペラ１に焼入れを施す。
なお、加熱工程Ｓ３ａにおける上記所定温度は、インペラ１の材質および熱処理目的によりに決定される。例えばＳＮＣＭ製インペラの焼入れ処理では、８２０〜９００℃が例示される。
【００３２】
また、冷却工程Ｓ３ｂにおいては、加熱工程Ｓ３ａでインペラ１を上記所定温度まで昇温させ、所定時間の保持を行なった後に、要求される材料組織の変化を勘案した所定温度まで冷却を施し、要求の硬度、耐力を達成させる。この際、真空炉３の場合には下方または上方から窒素ガス（流体）Ｇを吹き付け、急速冷却を行なって、要求される材料組織の変化を勘案した所定温度まで冷却を施し、要求の硬度、耐力を達成させる場合もある。
なお、冷却工程Ｓ３ｂにおける上記所定温度は、インペラ１の材質及び熱処理目的により決定される。例えば、ＳＮＣＭ製インペラの焼き戻し処理では、５８０〜６３０℃が例示される。
【００３３】
このようなインペラ１の熱処理方法においては、インペラ被覆工程Ｓ２で輻射変換材を用いた均熱化治具２によって、周方向、軸線Ｐ方向からインペラ１全体を覆った状態で、熱処理工程Ｓ３における加熱工程Ｓ３ａを実行する。即ち、ヒータ４によって真空炉３内が加熱された際には、ヒータ４からの熱が直接インペラ１へ及ぼされることがなく、まず最初に均熱化治具２が加熱される。
【００３４】
ここで、均熱化治具２は輻射変換材よりなっているため、ヒータ４から伝達した熱を、高い熱放射率で、インペラ１へ周方向、軸線Ｐ方向から均一に放射熱伝達させることが可能となる。より詳細には、この均熱化治具２は、ヒータ４からの熱を単に遮断するだけでなく、輻射及び対流によって周方向不均一に均熱化治具２へ伝達された熱が、均熱化治具２内での熱伝導によって、まず均熱化治具２全体を均一に加熱する。そして、均熱化治具２が輻射変換材で形成されていることにより、このような熱伝導によって均一加熱された均熱化治具２から、輻射熱伝達によってインペラ１に対して均一に熱放射することができる。このため、熱処理時間の所要時間を長くすることなく、インペラ１におけるヒータ４に近接する部分のみが加熱され易くなることを防ぎ、加熱度合いに差異が生じることを防止できる。この結果、均一に焼き入れを行なうことができる。
【００３５】
なお、本参考例ではインペラ１は均熱化治具２の下底面１４上に配されているため、インペラ１の下方向からの加熱は下底面１４からの熱伝導が主体となる。この場合も、インペラ１の軸線Ｐに回転対称な箇所で下底面１４に対して接触しているため、加熱度合いに差異を生じることはない。
【００３６】
また、さらに、図５の解析結果に示すように、従来の方法では、冷却工程Ｓ３ｂにおいては、窒素ガスＧを下方から吹き付けた場合、窒素ガスＧの流動分布が不均一となっていることが確認できる。即ち、インペラ１の底部のディスク１ａに窒素ガスＧが接触した後に、インペラ１の径方向外側に窒素ガスＧが周り込むように流動している。
この点、本参考例の冷却工程Ｓ３ｂでは、加熱工程Ｓ３ａと同様に、均熱化治具２でインペラ１を覆うことで、放射伝熱によってインペラ１の均一冷却が可能である。さらに、この均熱化治具２は通気性を有しているため、冷却工程Ｓ３ｂにおいて窒素ガスＧを吹き付けた際には、均熱化治具２とインペラ１との間で、窒素ガスＧが淀んでしまうことを抑制できる。従って、対流熱伝達効果の向上によって熱処理工程Ｓ３の時間短縮に繋がる。なお、図示はしないが、均熱化治具２の通気度を空隙率８０パーセントとして、均熱化治具２を設けた状態での解析も行い、良好な結果を得た。
【００３７】
本参考例のインペラ１の熱処理方法によると、均熱化治具２による放射伝熱を用いることで、熱処理工程Ｓ３での均一加熱、及び均一冷却が可能となり、従来のようにインペラ１に余肉を設けた状態で熱処理を行なう必要がなくなる。よって、余肉の低減を図り、余肉部分の加工工数、及び材料費のコストダウンも可能となる。また、輻射率が高い輻射変換材からなる均熱化治具２をインペラ１を取り囲むように配したことで加熱効率が向上する。このため、熱処理工程に要する時間が長くなることを防止できるとともに、冷却工程３ｂでの時間短縮を達成でき、熱処理工程Ｓ３全体の所要時間短縮に繋がる。
【００３８】
なお、図６に示すように、均熱化治具２Ａは、周方向、軸線Ｐ方向に複数積層して配置してもよい。このように均熱化治具２の厚さを適宜変更することで、インペラ１の寸法、形状に応じて、放射熱量、通気性を調整し、より確実に均一加熱、及び均一冷却が可能となる。
【００３９】
また、図７に示すように、均熱化治具２Ｂは、周壁部１２の内周面に、内周側に向かって突出する複数の凸部１２ｂを有していてもよい。この場合、均熱化治具２の内側における伝熱面積を増加させることが可能となり、放射伝熱効果をさらに向上できる。
【００４０】
次に、本発明の実施形態に係るインペラ１の熱処理方法について説明する。
なお、参考例と同様の構成要素には同一の符号を付して詳細説明を省略する。
図８に示すように、本実施形態の熱処理方法は、インペラ被覆工程Ｓ２の後に、さらに第一挿入工程Ｓ１０と第二挿入工程Ｓ１１とを備えている点で、参考例とは異なっている。
【００４１】
図９に示すように、熱処理工程Ｓ３の前に、第一挿入工程Ｓ１０を実行する。即ち、インペラ１の軸孔１１に、軸孔１１の形状に対応した円筒状の輻射変換材よりなる軸孔挿入治具２１（軸孔挿入体）を挿入する。軸孔挿入治具２１は、真空炉３内で、上方より吊り下げられるようにして流路１０内に保持してもよいし、軸孔１１に接触させた状態で保持してもよい。
【００４２】
さらに、第一挿入工程Ｓ１０の後に、第二挿入工程Ｓ１１を実行する。即ち、インペラ１の各流路１０に、流路１０の形状に対応した輻射変換材よりなる流路挿入治具２０（流路挿入体）を挿入する。流路挿入治具２０は、軸孔挿入治具２１と同様に、真空炉３内で、上方より吊り下げられるようにして流路１０内に保持してもよいし、流路１０に接触させて載置した状態で保持してもよい。
この際、軸孔１１と軸孔挿入治具２１との間、流路１０と流路挿入治具２０との間は、間隙を設けた状態で、流路挿入治具２０及び軸孔挿入治具２１を挿入した方が、冷却工程Ｓ３ｂでの窒素ガスの流動性を向上でき、対流熱伝達の効果をさらに向上できる。
【００４３】
このようなインペラ１の熱処理方法によると、第一挿入工程Ｓ１０、第二挿入工程Ｓ１１によって、流路１０内部、軸孔１１内部にそれぞれ流路挿入治具２０、軸孔挿入治具２１を挿入した状態で、熱処理工程Ｓ３を実行する。このため、熱の行き渡りにくい流路１０、軸孔１１へも確実に放射伝熱を行い、熱処理工程Ｓ３においてインペラ１のさらなる均一加熱、及び均一冷却が可能となり、均一な焼き入れ及び焼き戻しを達成できる。
【００４４】
また、軸孔挿入治具２１、流路挿入治具２０は、それぞれ輻射変換材よりなり、通気性を有しているため、流路１０、軸孔１１へも窒素ガスＧを行き渡らせることも可能となり、対流熱伝達の促進によって、冷却工程３ｂでの所要時間を短縮可能である。
【００４５】
本実施形態のインペラ１の熱処理方法によると、均熱化治具２に加えて、軸孔挿入治具２１、流路挿入治具２０を用いることによって、熱処理工程Ｓ３でのさらなる均一加熱、及び均一冷却が可能となり、インペラの余肉低減を図ることが可能となる。また、冷却工程３ｂでの熱処理時間の短縮を図り、熱処理工程Ｓ３全体でのさらなる所要時間短縮に繋がる。
【００４６】
なお、第一挿入工程Ｓ１０及び第二挿入工程Ｓ１１は必ずしも両方実行する必要は無く、また実行する順番もどちらが先であってもよい。
【００４７】
また、例えば軸孔挿入治具２１、流路挿入治具２０は、図７に示す均熱化治具２Ｂのように、それぞれ外周面に凸部を形成して、伝熱面積を増大させるようにしてもよい。この場合、放射伝熱効果の向上につながり、熱処理工程Ｓ３で、さらなる均一加熱、均一冷却を達成することができる。
【００４８】
以上、本発明の実施形態について詳細を説明したが、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内において、多少の設計変更も可能である。
例えば、上述の実施形態ではインペラ１全体を覆うように、均熱化治具が周壁部１２、上底面１３、下底面１４を有する形状となっているが、例えば周壁部１２のみによって構成されていてもよい。
【００４９】
また、本発明の実施形態では熱処理対象としてインペラ１を示したが、本発明はインペラ１以外の熱処理にも同様に適用される。さらに、熱処理も、上述の実施形態に記載した焼き入れ、焼き戻し以外に対して同様に適用可能である。本熱処理としては溶体化熱処理、時効熱処理などが例示される。
【００５０】
また、真空炉３は上述の実施形態に限定されるものではない。例えば攪拌ファン５の設置が２台以外の場合、攪拌ファン５が設置されていない場合、さらにはヒータ４の設置面が設置面数を含めて異なる場合にも同様に適用される。
【００５１】
また、本発明の実施形態では、熱処理対象としてカバー１ｂを有するクローズ型インペラを例にして説明を行ったが、本発明はカバー１ｂを有しないオープン型インペラでも同様に適用される。
【００５２】
また、本発明の実施形態は加熱炉として真空炉３を用いる場合について説明を行ったが、本発明はこの場合に限られない。内部圧力が大気圧と同様な大気雰囲気炉、及び大気圧よりも加圧状態にある加圧炉のいずれであっても同様に適用される。なお、この場合、熱処理時の酸化反応を極力抑制するために、雰囲気ガスとして還元ガスを用いることが望ましい。
【符号の説明】
【００５３】
１…インペラ（被処理材）  １ａ…ディスク、１ｂ…カバー、１ｃ…ブレード  １ｄ…導入口  ２…均熱化治具（被覆体）  ２Ａ、２Ｂ…均熱化治具  ３…真空炉  ３ａ…炉側壁  ４…ヒータ  ５…攪拌ファン  １０…流路  １１…軸孔  １２…周壁部  １２ｂ…凸部  １３…上底面  １４…下底面  Ｓ１…熱処理準備工程  Ｓ２…インペラ被覆工程（被処理材被覆工程）  Ｓ３…熱処理工程  Ｓ３ａ…加熱工程  Ｓ３ｂ…冷却工程  Ｐ…軸線  Ｇ…窒素ガス（流体）  Ｓ１０…第一挿入工程  ２０…流路挿入治具  Ｓ１１…第二挿入工程  ２１…軸孔挿入治具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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