(57)【要約】【課題】熱処理による不良品の数を最小限にとどめ、熱処理部品に異常があった場合でも最悪パレット単位で製品の良否判断をすることのできる熱処理装置を提供する。【解決手段】熱処理部品１を搭載させる熱処理パレット２と、熱処理パレット２毎炉内に投入させる熱処理炉３と、熱処理炉３内に設けられた加熱ヒータ４と、熱処理部品１に接触してこの熱処理部品１の温度を直接計測する温度センサー５と、温度センサー５で検出された温度に基づいて前記加熱ヒータ４による加熱温度を制御する温度制御装置６と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱処理部品を搭載した熱処理パレットを熱処理炉内に投入し、熱処理温度を調節しながら加熱して熱処理部品を熱処理する熱処理方法において、
前記熱処理部品の温度を直接計測するか、或いは、熱処理部品と同等の特性を有したダミー試料の温度を計測し、その計測した温度データを基にして温度調整を行う
ことを特徴とする熱処理方法。
【請求項２】
熱処理部品を搭載させる熱処理パレットと、
前記熱処理パレット毎炉内に投入させる熱処理炉と、
前記熱処理炉内に設けられた加熱手段と、
前記熱処理部品に接触してこの熱処理部品の温度を直接計測する温度検出手段と、
前記温度検出手段で検出された温度に基づいて前記加熱手段による加熱温度を制御する温度制御手段と、を備えた
ことを特徴とする熱処理装置。
【請求項３】
熱処理部品を搭載させる熱処理パレットと、
前記熱処理パレット毎炉内に投入させる熱処理炉と、
前記熱処理炉内に設けられた加熱手段と、
前記熱処理パレットに搭載されると共に前記熱処理部品と同等の特性を有したダミー試料と、
前記ダミー試料の温度を計測する温度検出手段と、
前記温度検出手段で検出されたダミー試料の温度に基づいて前記加熱手段による加熱温度を制御する温度制御手段と、を備えた
ことを特徴とする熱処理装置。
【請求項４】
請求項３に記載の熱処理装置であって、
前記ダミー試料には、冷却媒体が流れる冷却回路と、温度調節用のフィンと、が設けられた
ことを特徴とする熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱処理部品を熱処理するための熱処理方法及び熱処理装置に関し、適切な熱処理温度で熱処理するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、強度等の機械的特性を改善するために、金属部品或いは鋳造部品を熱処理装置（熱処理炉）内に投入し、所定温度で加熱して熱処理することが行われている（例えば、特許文献１など参照）。
【０００３】
これまでの熱処理時における温度制御は、予め設定した処理条件に対して熱処理炉内の雰囲気温度を測定し、その測定した雰囲気温度データを温度制御装置（温度調整器）にフィードバックし加熱することで温度制御している。
【特許文献１】特開２００３−３０１２１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、温度制御においては熱処理炉内の雰囲気温度を測定しているため、熱処理部品個々の熱処理状況（温度履歴）は不明である。そのため、熱処理部品に強度や伸び等の材料特性に異常があった場合、その特定品のみでなく大量のロット数で不良品（再処理品或いは処分品）の判断をすることになる。
【０００５】
そこで、本発明は、熱処理による不良品の数を最小限にとどめ、熱処理部品に異常があった場合でも最悪パレット単位で製品の良否判断をすることのできる熱処理方法及び熱処理装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、熱処理部品を搭載した熱処理パレットを熱処理炉内に投入し、熱処理温度を調節しながら加熱して熱処理部品を熱処理する熱処理方法において、前記熱処理部品の温度を直接計測するか、或いは、熱処理部品と同等の特性を有したダミー試料の温度を計測し、その計測した温度データを基にして温度調整を行うことを特徴とする。
【０００７】
本発明の熱処理装置は、熱処理部品を搭載させる熱処理パレットと、前記熱処理パレット毎炉内に投入させる熱処理炉と、前記熱処理炉内に設けられた加熱手段と、前記熱処理部品に接触してこの熱処理部品の温度を直接計測する温度検出手段と、前記温度検出手段で検出された温度に基づいて前記加熱手段による加熱温度を制御する温度制御手段と、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の熱処理方法によれば、熱処理装置内の雰囲気温度を計測するのではなく、熱処理部品の温度を直接計測するか、或いは、熱処理部品と同等の特性を有したダミー試料の温度を計測し、その計測した温度データを基にして温度調整を行うため、熱処理部品個々の熱処理状況（温度履歴）に基づいて温度調整して熱処理を行うことができる。したがって、強度や伸び等の材料特性に異常があった場合、最悪でも熱処理パレット単位で製品の良否判断を行うことが可能となり、複数パレットでの製品良否判断を無くすことができる。
【０００９】
本発明の熱処理装置によれば、熱処理部品に接触してこの熱処理部品の温度を直接計測する温度検出手段を備えているので、熱処理部品個々の熱処理状況を把握することができ、当該熱処理部品の強度や伸び等の材料特性の異常を把握できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１１】
「第１の実施形態」
図１は第１の実施形態の熱処理装置を示す図である。熱処理装置は、熱処理がなされる被熱処理部品である熱処理部品１を搭載させる熱処理パレット２と、熱処理パレット２毎炉内に投入させる熱処理炉３と、熱処理炉３内に設けられた加熱手段である加熱ヒータ４と、熱処理部品１の温度を直接計測する温度検出手段である温度センサー５と、温度センサー５で検出された温度に基づいて加熱ヒータ４による加熱温度を制御する温度制御手段である温度制御装置（温度調節器）６と、を備えて構成されている。
【００１２】
熱処理部品１は、例えば自動車部品であるアルミニウム合金などからなる金属部品や鋳造部品とされる。ここでは、熱処理部品１の一例を例示しただけで、前記した部品以外のものであっても構わない。
【００１３】
熱処理パレット２は、複数個の熱処理部品１を載せる役目をするもので、熱処理炉３内にパレット毎投入される。この熱処理パレット２に搭載された熱処理部品１は、熱処理炉３内の底面に設けられた処理品サポート台７によって支えられている。この実施形態では、熱処理部品１に形成された断面円弧状をなす凹部１Ａに嵌合してこの熱処理部品１を支える支え部８を、前記処理品サポート台７に設けている。
【００１４】
熱処理炉３には、加熱ヒータ４と、炉内にエアーを供給して焼き入れを行うために使用するファン９と、が設けられている。加熱ヒータ４は、熱処理炉３の内壁面に設けられており、温度制御装置６により温度制御される。ファン９は、熱処理炉３の天井部に設けられており、熱処理部品１にエアーを吹き付けて焼き入れするのに使用される。
【００１５】
温度センサー５は、例えば熱電対からなる。かかる温度センサー５は、前記支え部８の先端に設けられており、熱処理部品１の凹部１Ａに直接接触するようになっている。この温度センサー５で計測された熱処理部品１の温度は、温度制御装置６に逐次送られる。
【００１６】
温度制御装置６は、前記温度センサー５で熱処理部品１の温度を直接計測した部品温度を計測し、その部品温度を履歴として記憶する。そして、この温度制御装置６は、その熱処理部品１の計測した温度データを基にして加熱ヒータ４を制御し温度制御する。
【００１７】
次に、上記構成の熱処理装置を使用した熱処理方法について説明する。
【００１８】
先ず、加熱ヒータ４を作動させて熱処理炉３を所定の処理温度に昇温させる。そして、熱処理炉３内の温度が所定の処理温度となった時点で、複数個の熱処理部品１を搭載した熱処理パレット２を熱処理炉３内に投入する。熱処理部品１は、処理品サポート台７に設けられた支え部８にその凹部１Ａを嵌合させて支持されると共に、この支え部８の先端に設けられた温度センサー５と接触する。
【００１９】
熱処理部品１が熱処理炉３内に投入されると、一時的に炉内の雰囲気温度は低下する。このときの熱処理部品１の温度は、温度センサー５で計測され、温度制御装置６へと送られる。温度制御装置６では、温度センサー５で計測した熱処理部品１の製品温度を基に適正な熱処理温度となるように加熱ヒータ４を制御して加熱指示する。これにより、熱処理炉３内は、適正な処理温度に保たれる。
【００２０】
温度センサー５は、熱処理を行っている最中は逐次、熱処理部品１の温度を計測している。そして、温度制御装置６は、その製品温度を記憶して温度履歴をとる。
【００２１】
熱処理作業者は、熱処理部品１そのものの正確な温度を前記温度履歴で確認しながらこの温度履歴に基づいて熱処理の可否を判断する。例えば、温度履歴を確認して熱処理温度が所定値から大幅に外れていた場合、このロットには異常（強度や伸びなどの材質特性に製品異常）があるか否かを判断する。異常があれば、この熱処理パレット２に搭載された熱処理部品１だけを検査する。つまり、連続して熱処理した複数のロットの熱処理部品１を多数検査する手間が省ける。
【００２２】
「第２の実施形態」
図２は第２の実施形態の熱処理装置を示し、図３はダミー試料の要部拡大断面図である。
【００２３】
この熱処理装置は、第１の実施形態の熱処理装置と基本的な構成は同一であるが、熱処理部品１と同等の特性を有したダミー試料の温度を計測する点が相違する。以下、重複構成部位の説明は省略し、相違点のみ説明するものとする。
【００２４】
この熱処理装置では、第１の実施形態で処理品サポート台７に設けた支え部８を無くし、熱処理部品１をその処理品サポート台７の上に直接置く。そして、熱処理パレット２には、ダミー試料１０を設ける。
【００２５】
ダミー試料１０は、熱処理部品１と同等の材料特性を有している。このダミー試料１０には、圧縮空気などの冷却媒体が流れる冷却回路１１と、温度調節用のフィン１２と、温度センサー５と、が設けられている。
【００２６】
冷却回路１１は、ダミー試料１０内に冷却媒体が循環するように内部空間通路として形成されている。この冷却回路１１の出口には、ダミー試料１０と冷却媒体圧送機１３とを連結させるコネクタ１４が設けられている。なお、冷却媒体圧送機１３は、熱処理炉３の外に配置される。
【００２７】
フィン１２は、ダミー試料１０の外周面に設けられており、温度調節を効率良くする。
【００２８】
温度センサー５は、ダミー試料１０のほぼ中心部に設けられており、当該ダミー試料１０の温度を検出する。
【００２９】
次に、上記構成の熱処理装置を使用した熱処理方法について説明する。図４は、第２の実施形態の熱処理方法のフローチャートである。先ず、ステップＳ１の処理で事前準備をする。すなわち、事前トライアルにて熱処理部品１に温度センサーを取り付け、品質が良好となる熱処理条件（温度履歴）を記憶する。そして、この結果から昇温及び降温曲線を図５に示すように作成する。
【００３０】
図５中、液体処理とあるのは、凝固時に晶出した非平衡相を高温で固溶化させ、その後水冷することによって常温で組成が均一な固溶体を得る熱処理であり、エアー焼き入れとあるのは、ファン９を回転させて熱処理部品１を冷却する焼き入れ処理であり、時効処理とあるのは、比較的低い温度を保持させて中間析出相による析出硬化を起こさせる処理である。
【００３１】
そして、記録した温度条件と同等の温度特性がとれるダミー試料１０を作製する。
【００３２】
次に、ステップＳ２の熱処理を実施する。この熱処理工程では、重複する工程説明は省略するものとし、第１の実施形態と異なる工程のみを説明する。熱処理パレット２に複数個の熱処理部品１を搭載した他に、ダミー試料１０も搭載する。熱処理時には、ダミー試料１０の温度を温度センサー５で計測し、その計測した温度データを温度制御装置６が加熱ヒータ４にフィードバックして、炉内雰囲気温度を調整する。ステップＳ３の処理では、熱処理の可否判断を行う。温度制御装置６で記憶したダミー試料１０の温度履歴を見て熱処理の可否判断を行う。
【００３３】
第２の実施形態では、熱処理部品１と同等の特性（昇温及び降温特性など）を有したダミー試料１０の温度を計測しているので、熱処理部品１の温度を直接計測したのと同様に、熱処理部品そのものの正確な温度を管理することができる。したがって、この熱処理方法及び熱処理装置によれば、強度や伸びなどの材質特性に製品異常があった場合、熱処理パレット２に搭載された熱処理部品１だけを検査するだけで済み、複数のロットの熱処理部品１を検査する手間を省くことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は第１の実施形態の熱処理装置を示す図である。
【図２】図２は第２の実施形態の熱処理装置を示す図である。
【図３】図３はダミー試料の要部拡大断面図である。
【図４】図４は第２の実施形態の熱処理方法のフローチャートである。
【図５】図５は熱処理前の事前トライアルで求めた温度曲線を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１…熱処理部品
２…熱処理パレット
３…熱処理炉
４…加熱ヒータ（加熱手段）
５…温度センサー（温度検出手段）
６…温度制御装置（温度制御手段）
７…処理品サポート台
８…支え部
１０…ダミー試料
１１…冷却回路
１２…フィン
１３…冷却媒体圧送機
【図１】
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【図２】
2009035792.tif 000004
【図３】
2009035792.tif 000005
【図４】
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【図５】
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