(57)【要約】【課題】金属線状体の熱処理におけるライン速度を十分に速くすることがきる金属線状体の連続熱処理設備および連続熱処理方法を提供する。【解決手段】金属線状体Ｋをキューリー点温度まで加熱する高周波誘導加熱装置１と、オーステナイト化温度まで加熱する輻射式加熱炉２とを含んでいるので、輻射炉加熱方式のみの場合に比して、当該温度まで金属線状体Ｋを加熱する加熱速度が速くなり、高周波誘導加熱方式のみの場合に比して、金属線状体Ｋを当該温度（キューリー点温度）からオーステナイト化温度まで加熱する加熱速度が速くなる。したがって、金属線状体Ｋの熱処理における線速いわゆるライン速度を速くすることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属線状体をキューリー点温度もしくはその近傍まで加熱する高周波誘導加熱装置と、
この高周波誘導加熱装置の後段に設けられ、当該高周波誘導加熱装置によって加熱された前記金属線状体をオーステナイト化温度まで加熱する輻射式加熱炉とを含むことを特徴とする金属線状体の連続熱処理設備。
【請求項２】
前記高周波誘導加熱装置は、並設された複数の高周波誘導加熱コイルを有し、これら高周波誘導加熱コイルは、それぞれ少なくとも１本の前記金属線状体を加熱することを特徴とする請求項１に記載の金属線状体の連続熱処理設備。
【請求項３】
前記高周波誘導加熱装置は、１つの高周波誘導加熱コイルを有し、
この高周波誘導加熱コイルは、複数の前記金属線状体を加熱することを特徴とする請求項１に記載の金属線状体の連続熱処理設備。
【請求項４】
金属線状体を高周波誘導加熱によってキューリー点温度もしくはその近傍まで加熱する高周波誘導加熱工程と、
前記高周波誘導加熱によって加熱された前記金属線状体を輻射式加熱によって、オーステナイト化温度まで加熱する輻射式加熱工程とを含むことを特徴とする金属線状体の連続熱処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ばね用の金属線状体の連続熱処理設備および連続熱処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
冷間加工用のばね用オイルテンパー線となる金属線状体の連続熱処理方法には、複数の金属線状体を同時にガス加熱炉あるいは電気炉などの加熱炉でオーステナイト化温度まで加熱して、その後焼入れ、次に溶融鉛や電気炉、流動床炉などを用いて焼戻しを連続で行う、いわゆる輻射炉加熱方式（例えば、特許文献１参照）と、１本の金属線状体を高周波誘導でオーステナイト領域まで加熱して、均熱炉を通し、焼入れ、次に高周波加熱と均熱炉で焼戻しを行う、いわゆる高周波誘導加熱方式（例えば、特許文献２参照）とがある。
【０００３】
前記輻射炉加熱方式による連続熱処理設備の一例について図５を参照して説明する。この連続熱処理設備は、金属線状体Ｋをオーステナイト化温度まで加熱する、ガス加熱炉あるいは電気炉などの輻射式加熱炉２と、この輻射式加熱炉２の後段に設けられて、油、水、水溶性焼入れ媒体等を用いて金属線状体Ｋに焼入れを行う焼入れ装置３と、この焼入れ装置３の後段に設けられて、溶融鉛や電気炉や流動床炉などを用いて金属線状体Ｋに焼戻しを行う焼戻し炉４とを備えている。
【０００４】
また、前記高周波誘導加熱方式による連続熱処理設備の一例について図６を参照して説明する。この連続熱処理設備は、金属線状体Ｋをオーステナイト化温度まで加熱する高周波誘導加熱装置１と、この高周波誘導加熱装置１の後段に設けられて、金属線状体Ｋを均熱するガス炉や電気炉等の均熱炉５と、この均熱炉５の後段に設けられて、油、水、水溶性焼入れ媒体等を用いて金属線状体Ｋに焼入れを行う焼入れ装置３と、この焼入れ装置３の後段に設けられて高周波誘導加熱によって金属線状体Ｋに焼戻しを行う高周波誘導加熱装置６と、この高周波誘導加熱装置６の後段に設けられて、金属線状体Ｋを均熱するガス炉や電気炉等の均熱炉７とを備えている。
また、図７に示すように、図６に示す連続熱処理設備において、均熱炉５，７を省略することもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−７６１６１号公報
【特許文献２】特開２００３−７３７３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した２種類の連続熱処理設備では生産性に一長一短がある。
すなわちまず、輻射炉加熱方式による連続熱処理設備では、複数の金属線状体を同時に処理することができる。
しかし、輻射炉加熱方式では、その熱伝達特性からオーステナイト化温度への昇温速度が遅く、線速いわゆるライン速度を速くすることができない。
一方、高周波誘導加熱方式では、高周波誘導による急速加熱が可能であり、輻射炉加熱方式と比べると、線速いわゆるライン速度を速くすることができる。しかし、その加熱原理からキューリー点温度以上の加熱の効率が悪く、キューリー点温度からオーステナイト化温度までの加熱（昇温）に要する時間分だけ、ライン速度が遅くなる。
以上のように、従来では、輻射炉加熱方式または高周波誘導加熱方式のいずれか一方によって金属線状体をオーステナイト化温度まで加熱していたので、金属線状体の熱処理におけるライン速度を十分に速くするのが困難であった。
【０００７】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、金属線状体の熱処理におけるライン速度を十分に速くすることがきる金属線状体の連続熱処理設備および連続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】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明の金属線状体の連続熱処理設備は、金属線状体をキューリー点温度もしくはその近傍まで加熱する高周波誘導加熱装置と、
この高周波誘導加熱装置の後段に設けられ、当該高周波誘導加熱装置によって加熱された前記金属線状体をオーステナイト化温度まで加熱する輻射式加熱炉とを含むことを特徴とする。
【０００９】
ここで、前記金属線状体の連続熱処理設備は、前記輻射式加熱炉の後段に設けられて、当該輻射式加熱炉によって加熱された前記金属線状体を焼入れする焼入れ装置と、この焼入れ装置の後段に設けられ、当該焼入れ装置によって焼き入れられた前記金属線状体を焼き戻しする焼戻し炉とをさらに備えるのが好ましい。
【００１０】
本発明においては、高周波誘導加熱装置によって金属線状体をキューリー点温度もしくはその近傍まで加熱するので、輻射炉加熱方式のみの場合に比して、当該温度まで金属線状体を加熱する加熱速度が速くなる。
そして、当該温度まで加熱された金属線状体を輻射式加熱炉によってオーステナイト化温度まで加熱するので、高周波誘導加熱方式のみの場合に比して、金属線状体を当該温度からオーステナイト化温度まで加熱する加熱速度が速くなる。
したがって、金属線状体の熱処理における線速いわゆるライン速度を速くすることができる。
【００１１】
本発明の前記構成において、前記高周波誘導加熱装置は、並設された複数の高周波誘導加熱コイルを有し、これら高周波誘導加熱コイルは、それぞれ少なくとも１本の前記金属線状体を加熱するようにしてもよい。
このような構成によれば、複数の高周波誘導加熱コイルのそれぞれによって、金属線状体を異なる所望の温度で加熱できる。
また、高周波誘導加熱コイルによって複数の金属線状体を加熱することによって、当該複数の金属線状体を同時に加熱できる。
【００１２】
また、本発明の前記構成において、前記高周波誘導加熱装置は、１つの高周波誘導加熱コイルを有し、
この高周波誘導加熱コイルは、複数の前記金属線状体を加熱するようにしてもよい。
このような構成によれば、１つの高周波誘導加熱コイルによって複数の金属線状体を同時に加熱できる。
【００１３】
また、本発明の金属線状体の連続熱処理方法は、金属線状体を高周波誘導加熱によってキューリー点温度もしくはその近傍まで加熱する高周波誘導加熱工程と、
前記高周波誘導加熱によって加熱された前記金属線状体を輻射式加熱によって、オーステナイト化温度まで加熱する輻射式加熱工程とを含むことを特徴とする。
【００１４】
ここで、前記金属線状体の連続熱処理方法は、前記輻射式加熱工程での輻射式加熱によって加熱された金属線状体を焼入れする焼入れ工程と、焼き入れられた前記金属線状体を焼き戻しする焼戻し工程とをさらに備えるのが好ましい。
【００１５】
本発明においては、高周波誘導加熱工程によって金属線状体をキューリー点温度もしくはその近傍まで加熱するので、輻射炉加熱方式のみの場合に比して、当該温度まで金属線状体を加熱する加熱速度が速くなる。
そして、当該温度まで加熱された金属線状体を輻射式加熱工程によってオーステナイト化温度まで加熱するので、高周波誘導加熱方式のみの場合に比して、金属線状体を当該温度からオーステナイト化温度まで加熱する加熱速度が速くなる。
したがって、金属線状体の熱処理における線速いわゆるライン速度を速くすることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、金属線状体の熱処理におけるライン速度を十分に速くすることがきる金属線状体の連続熱処理設備および連続熱処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る連続熱処理設備の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る連続熱処理設備の概略構成を示す図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る連続熱処理設備の概略構成を示す図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態に係る連続熱処理設備の概略構成を示す図である。
【図５】従来の輻射炉加熱方式による連続熱処理設備の概略構成を示す図である。
【図６】従来の高周波誘導加熱方式による連続熱処理設備の概略構成を示す図である。
【図７】従来の高周波誘導加熱方式による他の連続熱処理設備の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明に係る金属線状体の連続熱処理設備および連続熱処理方法について説明する。
（第１の実施の形態）
図１は第１の実施の形態に係る金属線状体の連続熱処理設備（以下、単に連続熱処理設備と称することもある。）の概略構成を示す。
図１に示すように、連続熱処理設備は、高周波誘導加熱装置１と、その後段に設けられた輻射式加熱炉２と、その後段に設けられた焼入れ装置３と、その後段に設けられた焼戻し炉４とを備えている。
【００１９】
高周波誘導加熱装置１は１つの高周波誘導加熱コイル１ａを有しており、この高周波誘導加熱コイル１ａに、１本の金属線状体Ｋが矢印で示す方向に連続的に挿通され、順次、輻射式加熱炉２、焼入れ装置３、焼戻し炉４に挿通されるようになっている。
金属線状体Ｋは、高周波誘導加熱コイル１ａによってキューリー点温度まで加熱されるが、これに限ることなく、キューリー点温度の近傍（例えば、キューリー点温度からプラス５０℃、マイナス５０℃）まで加熱されてもよい。
【００２０】
輻射式加熱炉２は、ガス加熱炉あるいは電気炉によって構成され、高周波誘導加熱コイル１ａによってキューリー点温度まで加熱された金属線状体Ｋをオーステナイト化温度まで加熱するようになっている。
焼入れ装置３は、油、水、水溶性焼入れ媒体等を用いて焼入れを行う装置であり、輻射式加熱炉２によってオーステナイト化温度まで加熱された金属線状体Ｋに焼入れを行うようになっている。
焼戻し炉４は、溶融金属やガス炉や電気炉、熱風炉、流動床などの加熱炉を用いて焼戻しを行う炉であり、焼入れ装置３によって焼入れされた金属線状体Ｋを焼き戻すようになっている。
【００２１】
このような構成の金属線状体の連続熱処理設備によって、金属線状体Ｋに連続的に熱処理を施す場合、金属線状体Ｋを高周波誘導加熱装置１による高周波誘導加熱によってキューリー点温度まで加熱し（高周波誘導加熱工程）、次に、高周波誘導加熱によって加熱された金属線状体Ｋを輻射式加熱炉２による輻射式加熱によって、オーステナイト化温度まで加熱する（輻射式加熱工程）。
【００２２】
次に、輻射式加熱によって加熱された金属線状体Ｋを焼入れ装置３によって焼入れし（焼入れ工程）、最後に、焼き入れられた金属線状体Ｋを焼戻し炉４によって焼き戻す（焼戻し工程）。
このような工程を経ることによって、金属線状体Ｋに連続的に熱処理を施すことができる。
【００２３】
以上のように本実施の形態によれば、高周波誘導加熱装置１によって金属線状体線Ｋをキューリー点温度まで加熱するので、輻射炉加熱方式のみの場合に比して、当該温度まで金属線状体Ｋを加熱する加熱速度が速くなる。
そして、当該温度（キューリー点温度）まで加熱された金属線状体Ｋを輻射式加熱炉２によってオーステナイト化温度まで加熱するので、高周波誘導加熱方式のみの場合に比して、金属線状体Ｋを当該温度（キューリー点温度）からオーステナイト化温度まで加熱する加熱速度が速くなる。
したがって、金属線状体Ｋの熱処理における線速いわゆるライン速度を速くすることができる。
【００２４】
（第２の実施の形態）
図２は第２の実施の形態に係る金属線状体の連続熱処理設備の概略構成を示す。
図２に示す金属線状体の連続熱処理設備が、図１に示す連続熱処理設備と異なる点は、高周波誘導加熱装置１の構成と熱処理する金属線状体Ｋの本数であるので、以下ではこの点について説明し、図１に示す連続熱処理設備と共通部分には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。
【００２５】
図２に示すように、本実施の形態では、高周波誘導加熱装置１は、並設された複数（３つ）の高周波誘導加熱コイル１ａを有している。なお、本実施の形態では、高周波誘導加熱コイル１ａの並設数は３つであるが、２つでもよく、さらに４つ以上でもよい。
そして、各高周波誘導加熱コイル１ａにそれぞれ１本ずつ金属線状体Ｋが挿通され、当該金属線状体Ｋがそれぞれの高周波誘導加熱コイル１ａによって、キューリー点温度まで加熱されるようになっている。３つ高周波誘導加熱コイル１ａは全て同じ温度制御をしてもよいし、異なる温度制御をしてもよい。
また、各高周波誘導加熱コイル１ａに挿通される金属線状体Ｋの径は全て同じであってもよいし、異なっていてもよい。また、金属線状体の断面形状は、円形状であっても良いし、異形形状であってもよい。
【００２６】
本実施の形態によれば、第１の実施の形態の連続熱処理設備と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、３つの高周波誘導加熱コイル１ａのそれぞれによって、金属線状体Ｋを異なる所望の温度で加熱でき、適切に熱処理できる。
例えば、各金属線状体Ｋの化学成分が異なっている場合等に、それぞれに対応した温度に加熱でき、適切に熱処理できる。
また、各金属線状体Ｋの径が異なっている場合でも、各高周波誘導加熱コイル１ａの出力を調整することによって、これら金属線状体Ｋを同時にキューリー点温度まで加熱できる。
【００２７】
（第３の実施の形態）
図３は第３の実施の形態に係る金属線状体の連続熱処理設備の概略構成を示す。
図３に示す金属線状体の連続熱処理設備が、図１に示す連続熱処理設備と異なる点は、熱処理する金属線状体Ｋの本数であるので、以下ではこの点について説明し、図１に示す連続熱処理設備と共通部分には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。
【００２８】
図３に示すように、本実施の形態では、高周波誘導加熱装置１は、１つの高周波誘導加熱コイル１ａを有し、この高周波誘導加熱コイル１ａには、複数本（３本）の金属線状体Ｋが挿通されて、当該高周波誘導加熱コイル１ａによって、キューリー点温度まで加熱されるようになっている。
【００２９】
本実施の形態によれば、第１の実施の形態の連続熱処理設備と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、１つの高周波誘導加熱コイル１ａによって複数本（３本）の金属線状体Ｋを同時に加熱できるという利点がある。
【００３０】
（第４の実施の形態）
図４は第４の実施の形態に係る金属線状体の連続熱処理設備の概略構成を示す。
図４に示す金属線状体の連続熱処理設備が、図２に示す連続熱処理設備と異なる点は、各高周波誘導加熱コイル１ａによって熱処理する金属線状体Ｋの本数であるので、以下ではこの点について説明し、図２に示す連続熱処理設備と共通部分には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。
【００３１】
図４に示すように、本実施の形態では、各高周波誘導加熱コイル１ａには、複数本（３本）の金属線状体Ｋが挿通されて、当該各高周波誘導加熱コイル１ａによって、キューリー点温度まで加熱されるようになっている。
なお、各高周波誘導加熱コイル１ａに挿通される金属線状体Ｋは、複数本であれば、３本に限ることはない。
【００３２】
本実施の形態によれば、第２の実施の形態の連続熱処理設備と同様の効果を得ることができるのは勿論のこと、１つの高周波誘導加熱コイル１ａによって複数本（３本）の金属線状態Ｋを同時に加熱できる。
また、３つの高周波誘導加熱コイル１ａのそれぞれによって、複数の金属線状体Ｋを異なる所望の温度で加熱でき、適切に熱処理できる。
また、各高周波誘導加熱コイル１ａに挿通される複数の金属線状体Ｋの径が高周波誘導加熱コイル１ａごとに異なっている場合でも、各高周波誘導加熱コイル１ａの出力を調整することによって、各高周波誘導加熱コイル１ａに挿通される複数の金属線状体Ｋを同時にキューリー点温度まで加熱できる。
【実施例】
【００３３】
ＪＩＳ  Ｇ  ３５６５により規格化されている化学成分の金属線状体を、本発明の第１の実施の形態に係る連続熱処理設備により加熱、焼入れおよび焼戻し処理を行ったところ、従来の輻射炉加熱方式に比べて加熱時間が約５０％短縮できた。
また、ＪＩＳ  Ｇ  ３５６５により規格化されている化学成分の金属線状体を、本発明の第２の実施の形態に係る連続熱処理設備により加熱、焼入れおよび焼戻し処理を行ったところ、各高周波誘導加熱コイルの出力を調整することによって、金属線状体を異なる仕様で加熱でき、適切に熱処理できたオイルテンパー線を得ることが確認できた。
【符号の説明】
【００３４】
Ｋ  金属線状体
１  高周波誘導加熱装置
１ａ  高周波誘導加熱コイル
２  輻射式加熱炉
３  焼入れ装置
４  焼戻し炉
【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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