專利名稱：噴霧冷卻裝置、熱處理裝置以及噴霧冷卻方法
技術領域：
本發(fā)明涉及噴霧冷卻裝置、熱處理裝置以及噴霧冷卻方法。本申請基于2009年12月11日在日本申請的特愿2009-281595號主張優(yōu)先權，并在此援引其內容。
背景技術：
在專利文獻I中公開了在對金屬等被處理物的熱處理中使用并用于冷卻被處理物的噴霧冷卻裝置。噴霧冷卻裝置對加熱后的被處理物噴射霧狀的冷卻液，并利用冷卻液的氣化潛熱進行冷卻。因此，噴霧冷卻裝置比現有的氣體噴射型冷卻裝置的冷卻能力高。并且，通過調整噴霧的噴射量和噴射時間，噴霧冷卻裝置能夠容易地進行在現有的浸潰型冷卻裝置中難以進行的被處理物的冷卻速度的控制?，F有技術文獻 專利文獻
專利文獻I :日本特開平11-153386號公報。然而，在上述的現有技術中存在如下所述的課題。在被處理物的熱處理中，為了使被處理物相變?yōu)轭A定的組織，有時利用預定的冷卻模式進行冷卻。例如根據被處理物的種類在某一期間進行急速的冷卻。另一方面，在其它期間，為了防止產生應變和彎曲等，而進行維持冷卻的均勻性且緩慢的冷卻。在上述現有技術中，對于這種以不同的冷卻速度進行的冷卻，通過調整噴霧的噴射量和噴射時間來進行。但是，若僅調整噴霧的噴射量和噴射時間，則難以以大范圍的冷卻速度進行冷卻。并且，根據被處理物的種類，有可能無法確保所需的冷卻速度。

發(fā)明內容
本發(fā)明就是考慮上述情況而完成的，其目的在于提供能夠以大范圍的冷卻速度對被處理物進行冷卻的噴霧冷卻裝置、熱處理裝置以及噴霧冷卻方法。為了解決上述課題，本發(fā)明采用以下的技術方案。本發(fā)明為一種噴霧冷卻裝置，對加熱后的被處理物噴射冷卻用噴霧以進行冷卻，其中，該噴霧冷卻裝置具有第一噴嘴，其噴射冷卻用噴霧；以及第二噴嘴，其噴射粒徑比從第一噴嘴噴射的冷卻用噴霧的粒徑小的冷卻用噴霧。在本發(fā)明中，從第一噴嘴噴射的冷卻用噴霧的粒徑比從第二噴嘴噴射的冷卻用噴霧的粒徑大。因此，第一噴嘴的冷卻用噴霧的平均一粒的氣化潛熱量比第二噴嘴的冷卻用噴霧大。因此，在使用第一噴嘴的冷卻中，與使用第二噴嘴相比，能夠急速地冷卻被處理物。另一方面，在使用第二噴嘴的冷卻中，與使用第一噴嘴相比，能夠在維持冷卻的均勻性的同時緩慢地進行冷卻。 并且，在本發(fā)明中，第一噴嘴和第二噴嘴擴散地噴射冷卻用噴霧。另外，第一噴嘴的冷卻用噴霧的擴散角比第二噴嘴的冷卻用噴霧的擴散角窄。并且，本發(fā)明具有控制部，該控制部根據被處理物的冷卻模式分別控制第一噴嘴和第二噴嘴的各噴射量。并且，在本發(fā)明中，控制部根據被處理物的冷卻模式，在第一噴嘴和第二噴嘴之間切換冷卻用噴霧的噴射。并且，本發(fā)明為一種對被處理物進行熱處理的熱處理裝置，該熱處理裝置具有上述的噴霧冷卻裝置。并且，本發(fā)明為一種噴霧冷卻方法，對加熱后的被處理物噴射冷卻用噴霧以進行冷卻，其中，該噴霧冷卻方法具有使用第一噴嘴和第二噴嘴冷卻被處理物的冷卻工序，所述第一噴嘴噴射冷卻用噴霧，所述第二噴嘴噴射粒徑比從第一噴嘴噴射的冷卻用噴霧的粒徑小的冷卻用噴霧。在本發(fā)明中，從第一噴嘴噴射的冷卻用噴霧的粒徑比從第二噴嘴噴射的冷卻用噴 霧的粒徑大。因此，第一噴嘴的冷卻用噴霧的平均一粒的氣化潛熱量比第二噴嘴的冷卻用噴霧大。因此，在使用第一噴嘴的冷卻中，與使用第二噴嘴相比，能夠急速地冷卻被處理物。另一方面，在使用第二噴嘴的冷卻中，與使用第一噴嘴相比，能夠在維持冷卻的均勻性的同時緩慢地進行冷卻。發(fā)明效果
根據本發(fā)明，能夠得到以下的效果。本發(fā)明具備能夠急速地進行冷卻的第一噴嘴、以及能夠在維持冷卻的均勻性的同時緩慢地進行冷卻的第二噴嘴。因此，能夠以大范圍的冷卻速度冷卻熱處理的被處理物。并且，能夠在某一期間進行急速的冷卻，另一方面在其它期間，為了防止應變和彎曲等的發(fā)生，在維持冷卻的均勻性的同時緩慢地進行冷卻。


圖I是熱處理裝置I的整體結構圖。圖2是表示冷卻室3的結構的示意圖。圖3A是第一噴嘴35的示意圖。圖3B是第二噴嘴45的示意圖。圖4是用于說明對被處理物M的熱處理方法的曲線圖。圖5A是表示被處理物M在時間Tl處的溫度分布的剖視圖。圖5B是表示被處理物M在時間T2處的溫度分布的剖視圖。圖5C是表示被處理物M在時間T3處的溫度分布的剖視圖。附圖標記說明
I熱處理裝置；3冷卻室(噴霧冷卻裝置);35第一噴嘴；45第二噴嘴；60控制部；M被處理物。
具體實施例方式下面，參照圖I至圖5C對本發(fā)明的實施方式進行說明。另外，在用于以下說明的各圖中，為了使各部件為能夠辨認的大小，而適當變更了各部件的比例尺。并且，在以下的說明中，作為熱處理裝置示出了兩室型的熱處理裝置的例子。圖I是本實施方式的熱處理裝置I的整體結構圖。
熱處理裝置1是對被處理物M實施淬火等熱處理的裝置。熱處理裝置1具有加熱 室2和冷卻室(噴霧冷卻裝置)3。加熱室2和冷卻室3相鄰配置。在加熱室2和冷卻室3 之間設置有開閉自如的分隔壁4。在分隔壁4開放時，形成用于從加熱室2朝向冷卻室3輸 送被處理物M的輸送路徑。并且，在分隔壁4遮蔽時，加熱室2和冷卻室3分別成為密閉狀 態(tài)。被處理物M被熱處理裝置1實施熱處理，由含有預定量的碳的鋼等金屬材料(包括 合金)構成。被處理物M通過熱處理而相變?yōu)樽鳛槟繕说念A定的組織。并且，為了防止被處 理物M相變到目標組織以外并且為了均勻地相變?yōu)槟繕私M織，被處理物M通過預定的冷卻 模式(例如具有急冷期間和緩冷期間的模式)被冷卻。在用于以下說明的各圖中，將被處理 物M表示為長方體形狀，但其形狀和大小以及一次處理的個數等存在各種各樣的方式。作 為被處理物M,模具鋼(SKD材料)和高速鋼(SKH材料)等鋼成為對象。在本實施方式中，作 為被處理物M，例示模具鋼(SKD 61)在下面進行說明。 接著，參照圖2至圖3B說明冷卻室3的結構。圖2是表示本實施方式的冷卻室3的結構的示意圖。另外，圖2是從圖1的A-A 線觀察到的剖視圖。圖3A是設置于冷卻室3的第一噴嘴35的側視圖。并且圖3B是第二 噴嘴45的側視圖。如圖2所不,冷卻室3具有容器10、輸送部20、第一冷卻系統(tǒng)30、第二冷卻系統(tǒng)40、 溫度測量器50以及控制部60。容器10構成冷卻室3的外殼，是能夠在內部形成密閉的空間的大致圓筒狀的容 器。在容器10的上部設置使通過從被處理物M受熱而氣化了的冷卻液再次液化的液化器 (液化阱)11。輸送部20是用于將被處理物M從加熱室2輸入冷卻室3進而從冷卻室3輸出到 外部的部件。而且，輸送部20是在與容器10的中心軸平行的方向上輸送被處理物M的部 件。輸送部20具有一對支承框架21、多個輸送輥22以及未圖示的輥驅動部。一對支承框架21立設于容器10的內側底部，并經由多個輸送輥22從下方支承被 處理物M。一對支承框架21沿著被處理物M的輸送方向延伸設置。多個輸送輥22在輸送 方向上隔開預定的間隔旋轉自如地設置于一對支承框架21的相互對置的面。通過多個輸 送輥22旋轉，來順暢地輸送被處理物M。未圖示的輥驅動部是使輸送輥22旋轉的部件。并 且，本實施方式的被處理物M未直接載置于輸送棍22,而是經由托架23載置于輸送棍22。 為了使冷卻用噴霧通過，托架23例如使用網狀的托架或在板材中形成有多個孔部(沖孔等) 的托架。在第一冷卻系統(tǒng)30中，對加熱后并設置于容器10內的被處理物M呈霧狀地噴射 冷卻液，來冷卻被處理物M。并且，第一冷卻系統(tǒng)30在急速冷卻被處理物M時使用。第一冷 卻系統(tǒng)30具有第一回收管31、第一熱交換器32、第一泵33、第一供給管34以及多個第一噴 嘴35。另外，作為冷卻液，例如使用水、油、鹽或氟類惰性液體等。第一回收管31是這樣的管部件用于回收供給到容器10內的冷卻液、以及通過從 被處理物M受熱而氣化后由液化器11再液化的冷卻液。另外，回收到第一回收管31的冷 卻液通過從被處理物M受熱而被加熱。第一熱交換器32是對回收的冷卻液進行冷卻的熱 交換器。
第一泵33是這樣的部件將從容器10內回收并導入第一回收管31內的冷卻液排出到第一供給管34，并使其朝向第一噴嘴35流動。在第一泵33連接有第一變換器36。第一變換器36是按照后述的控制部60的指示驅動第一泵33的部件。另外，第一泵33可以相對于第一供給管34并排配置多臺。通過并排配置多個第一泵33，能夠產生用一臺泵無法產生的大流量。因此，能夠將第一冷卻系統(tǒng)30中的冷卻液的流量的調整幅度設定得較大。第一供給管34是將從第一泵33排出的冷卻液分別供給至后述的多個第一噴嘴35的管部件。另外，可以在第一供給管34設置用于切斷對第一噴嘴35的冷卻液的供給的閥 (未圖示)。第一噴嘴35是對加熱后并設置于容器10內的被處理物M噴射霧狀的冷卻液(冷卻用霧)來冷卻被處理物M的部件。并且，第一噴嘴35在急速冷卻被處理物M時使用。第一噴嘴35以包圍被處理物M的方式在容器10的內壁設有多個，且沿著容器10的中心軸方向并排設置多個。其結果為，被處理物M中的不與噴霧接觸的部分極力減少。另外，由于被處理物M被均勻地冷卻，所以防止了發(fā)生由于冷卻的不均勻性而引起的被處理物M的應變
坐寸o如圖3A所示，第一噴嘴35具有一個噴射口 35a，是從噴射口 35a擴散地噴射冷卻用噴霧的部件。從第一噴嘴35噴射的冷卻用噴霧的粒徑設定為比從后述的第二噴嘴45噴射的冷卻用噴霧的粒徑大。由于從第一噴嘴35噴射的冷卻用噴霧的粒徑大，所以平均一粒的噴霧的氣化潛熱量大。并且，從第一噴嘴35擴散地噴射的冷卻用噴霧的擴散角設定為大約15°。第一噴嘴35中的冷卻用噴霧的擴散角設定為比第二噴嘴45中的冷卻用噴霧的擴散角窄。第一噴嘴35以使噴射口 35a的朝向與設置于容器10內的被處理物M對置的方式設置于容器10的內壁。如圖2所示，在第二冷卻系統(tǒng)40中，對加熱后并設置于容器10內的被處理物M呈霧狀地噴射冷卻液，來冷卻被處理物M。并且，第二冷卻系統(tǒng)40在維持被處理物M的冷卻的均勻性同時緩慢地冷卻時使用。第二冷卻系統(tǒng)40具有第二回收管41、第二熱交換器42、第二泵43、第二供給管44以及多個第二噴嘴45。另外，作為冷卻液，例如使用水、油、鹽或氟類惰性液體等。第二冷卻系統(tǒng)40中的除第二噴嘴45以外的構成是與第一冷卻系統(tǒng)30同樣的部件，因此省略其說明，下面關于第二噴嘴45進行說明。第二噴嘴45是對加熱后并設置于容器10內的被處理物M噴射霧狀的冷卻液(冷卻用霧)來冷卻被處理物M的部件。并且，第二噴嘴45在維持被處理物M的冷卻的均勻性同時緩慢地冷卻時使用。第二噴嘴45以包圍被處理物M的方式在容器10的內壁設有多個，并且沿著容器10的中心軸方向并排設置多個。其結果為，被處理物M中的不與噴霧接觸的部分極力減少。因此，被處理物M被均勻地冷卻，防止了發(fā)生由于冷卻的不均勻性而引起的被處理物M的應變等。如圖3B所示，第二噴嘴45具有多個(在本實施方式中為7個)噴射口 45a，是從多個噴射口 45a擴散地噴射冷卻用噴霧的部件。多個噴射口 45a中的一個配置于第二噴嘴45的前端中央部，其它噴射口 45a并排配置于前端中央部的周圍。從第二噴嘴45噴射的冷卻用噴霧的粒徑設定為比從第一噴嘴35噴射的冷卻用噴霧的粒徑小。由于從第二噴嘴45噴射的冷卻用噴霧的粒徑小，所以平均一粒的噴霧的氣化潛熱量小。并且，由于從第二噴嘴45噴射的冷卻用噴霧的粒徑小，所以從第二噴嘴45噴射的冷卻用噴霧在容器10內的空間停滯時間比從第一噴嘴35噴射的冷卻用噴霧在容器10內的空間停滯時間長。另外，由于冷卻用噴霧的粒徑小，所以從第二噴嘴45噴射的冷卻用噴霧與從第一噴嘴35噴射的冷卻用噴霧相比，能夠在容器10內的空間中不規(guī)則地流動。并且，從第二噴嘴45擴散地噴射的冷卻用噴霧的擴散角設定為大約75°。第二噴嘴45中的冷卻用噴霧的擴散角設定為比第一噴嘴35中的冷卻用噴霧的擴散角大。第二噴嘴45以使多個噴射口 45a中的位于中央的噴射口 45a的朝向與設置于容器10內的被處理物M對置的方式設置于容器10的內壁。溫度測量器50設置于容器10內，是能夠以非接觸方式測量冷卻中的被處理物M的表面溫度的測量器。溫度測量器50與控制部60電連接(未圖示)，對控制部60輸出溫度的測量值。
控制部60是這樣的部件基于溫度測量器50測量到的被處理物M的溫度，根據被處理物M的冷卻模式，經由第一變換器36控制第一泵33的驅動，且經由第二變換器46控制第二泵43的驅動?？刂撇?0能夠分別單獨地控制第一泵33和第二泵43的驅動。并且，控制部60還能夠僅驅動第一泵33和第二泵43中的任一方。并且，控制部60具備數據保持用的存儲器。并且，控制部60將冷卻用噴霧的平均單位時間的供給量和被處理物M的表面溫度與內部溫度的相關關系作為表格數據保持在上述存儲器中?？刂撇?0具有能夠使用該表格數據根據溫度測量器50的測量結果(被處理物M的表面溫度)來測量被處理物M的內部溫度的結構。另外，上述相關關系的表格數據例如通過預備實驗或模擬等作成。接著，在本實施方式的熱處理裝置I中，參照圖4至圖5C說明利用冷卻室3冷卻加熱后的被處理物M的步驟(冷卻工序)。另外，在以下的說明中，對使保持于淬火溫度的被處理物M相變?yōu)轳R氏體組織的狀態(tài)的淬火處理進行說明。圖4是用于說明對被處理物M的熱處理方法的曲線圖。在圖4中，縱軸表示溫度，橫軸表示時間。并且，在圖4中，實線Ts表示被處理物M的表面的溫度變化，虛線Tc表示被處理物M的內部的溫度變化。圖5A至圖5C是用于說明被處理物M的表面及內部的溫度差的剖視圖。圖5A至圖5C表示伴隨圖4的時間經過依次變化的被處理物M的溫度分布的狀態(tài)。圖5A表示時間Tl處的溫度分布。圖5B表示時間T2處的溫度分布。圖5C表示時間T3處的溫度分布。另夕卜，在圖5A至圖5C中，用網點的深淺表示溫度的高溫低溫。如圖4所示，在本實施方式的熱處理方法中，首先，從時間TO起使用第一冷卻系統(tǒng)30，將加熱至奧氏體組織的狀態(tài)(1000°C左右)的被處理物M，冷卻至在開始相變?yōu)轳R氏體組織的相變點Ms的附近且比相變點Ms高的目標溫度Ta為止(第一急冷處理SI)。目標溫度Ta被設定在這樣的范圍比被處理物M開始相變?yōu)橹楣怏w組織的相變點Ps低且比被處理物M開始相變?yōu)轳R氏體組織的相變點Ms高。在本實施方式中，由于被處理物M是模具鋼(SKD61 )，因此目標溫度Ta設定在370°C飛50°C之間。另外，考慮后述的第二急冷處理S4中的工藝，目標溫度Ta優(yōu)選設定為相變點Ms附近的溫度(比相變點Ms高十幾。C度左右的溫度)。在第一急冷處理SI中，利用噴霧冷卻使被處理物M急冷至目標溫度Ta，以避開開始相變?yōu)橹楣怏w組織的相變點Ps (所謂的珠光體鼻端)。在本實施方式中，從第一冷卻系統(tǒng) 30中的第一噴嘴35對被輸送至冷卻室3的被處理物M呈霧狀地供給/噴射冷卻液，來進行 冷卻?？刂撇?0經由第一變換器36驅動第一泵33。此時，使第二冷卻系統(tǒng)40的第二 泵43停止。通過第一泵33的驅動，從容器10被回收并導入第一回收管31的冷卻液由第 一熱交換器32冷卻，然后被送出至第一供給管34。在第一供給管34內流動的冷卻液從多 個第一噴嘴35呈霧狀地噴射。第一噴嘴35的噴射口 35a與被處理物M對置地設置，因此， 從第一噴嘴35噴射的冷卻用噴霧附著于被處理物M。附著的冷卻用噴霧從被處理物M奪走 氣化潛熱而氣化，由此被處理物M被冷卻。從第一噴嘴35噴射的冷卻用噴霧的粒徑設定為比從第二噴嘴45噴射的冷卻用噴 霧的粒徑大，平均一粒的噴霧的氣化潛熱量大。因此，從第一噴嘴35噴射的冷卻用噴霧的 粒徑能夠從被處理物M奪走大量的氣化潛熱。因此，被處理物M急速地被冷卻。并且，從第一噴嘴35擴散地噴射的冷卻用噴霧的擴散角設定為大約15°。并且， 第一噴嘴35中的冷卻用噴霧的擴散角設定為比第二噴嘴45中的冷卻用噴霧的擴散角窄。 因此，從第一噴嘴35噴射的冷卻用噴霧高效地接觸被處理物M。因此，被處理物M急速地被 冷卻。這里，噴霧冷卻的基本的冷卻是基于氣化潛熱的從表面?zhèn)冗M行的冷卻。因此，由于 冷卻用噴霧接觸的程度而在被處理物M的表面和內部產生溫度差(參照圖5A)。例如，如圖 4中的實線Ts和虛線Tc所示，被處理物M的表面的溫度比被處理物M的內部的溫度低且以 短時間發(fā)展。因此，在時間經過的同時，被處理物M的表面溫度與被處理物M的內部溫度的
溫度差增大。接著，在本實施方式的熱處理方法中，當設置于容器10內的溫度測量器50的測量 溫度(即被處理物M的表面溫度)比目標溫度Ta低時，利用第二冷卻系統(tǒng)40冷卻被處理物 M (緩冷處理S2)。在緩冷處理S2中，使用第二冷卻系統(tǒng)40，以比第一急冷處理S1低的冷卻效率冷卻 被處理物M。此時，在被處理物M中，通過熱傳導將熱從高溫的內部傳遞到低溫的表面，由此 使表面和內部的溫度差減小?？刂撇?0使第一泵33的驅動停止，并經由第二變換器46驅動第二泵43。S卩，將 進行驅動的泵從第一泵33切換至第二泵43(調整工序)。通過第二泵43的驅動，從容器10 被回收并導入第二回收管41的冷卻液由第二熱交換器42冷卻，然后被送出至第二供給管 44。在第二供給管44內流動的冷卻液從多個第二噴嘴45呈霧狀地噴射。第二噴嘴45朝 向被處理物M設置。因此，從第二噴嘴45噴射的冷卻用噴霧附著于被處理物M。附著的冷 卻用噴霧從被處理物M奪走氣化潛熱而氣化，由此被處理物M被冷卻。從第二噴嘴45噴射的冷卻用噴霧的粒徑設定為比從第一噴嘴35噴射的冷卻用噴 霧的粒徑小，平均一粒的噴霧的氣化潛熱量小。因此，從被處理物M奪走的氣化潛熱量少， 從而能夠緩慢地冷卻被處理物M。由于從被處理物M的表面奪走的熱量少，且通過熱傳導將 熱從高溫的內部傳導到低溫的表面，由此使表面和內部的溫度差減小。即，被處理物M在溫 度均勻化的同時被冷卻。并且，從第二噴嘴45擴散地噴射的冷卻用噴霧的擴散角設定為大約75°。并且，第二噴嘴45中的冷卻用噴霧的擴散角設定為比第一噴嘴35中的冷卻用噴霧的擴散角大。而且，由于冷卻用噴霧的粒徑小，所以在容器10內的空間中，從第二噴嘴45噴射的冷卻用噴霧與從第一噴嘴35噴射的冷卻用噴霧相比，能夠以更長的時間滯留在容器10內的空間中且能夠在容器10內的空間中不規(guī)則地流動。因此，從第二噴嘴45噴射的冷卻用噴霧即便是例如從被處理物M的大小或形狀等來看難以附著冷卻用噴霧的部位也能夠附著。SP，被處理物M在溫度均勻化的同時被冷卻。在緩冷處理S2中，實施這樣的冷卻通過從高溫的內部的熱傳導使被處理物M的整體溫度比目標溫度Ta高，不會達到不作為目標的其它組織的相變點(例如相變點Ps)。即，在緩冷處理S2中，實施使基于高溫的內部的熱傳導產生的溫度上升相抵消的冷卻。并且，在緩冷處理S2中，利 用控制部60調節(jié)冷卻效率(來自第二噴嘴45的冷卻用噴霧的噴射量)，以使得被處理物M的表面溫度不會因冷卻而達到Ms相變點。實施緩冷處理S2直至被處理物M的內部的溫度與目標溫度Ta大致相等為止。由此，能夠防止被處理物M整體的溫度高于目標溫度Ta。另外，本實施方式的被處理物M的內部的溫度通過查詢設置于容器10內的溫度測量器50的測量結果和記錄于控制部60的存儲器中的表格數據來測量。經過了這樣的緩冷處理S2的被處理物M如圖5B所示，與圖5A相比緩和了表面和內部的溫度分布。接著，在本實施方式的熱處理方法中，停止冷卻用噴霧的供給，被處理物M被保持預定時間(保持處理S3)。在保持處理S3中，在冷卻用噴霧的供給停止的狀態(tài)下，被處理物M被保持預定時間，由此,通過熱傳導將熱從被處理物M的內部傳遞到表面，被處理物M的表面和內部的溫度差進一步減小。實施保持處理S3的噴霧冷卻停止期間，直至被處理物M的表面和內部的溫度差成為預定的閾值(例如10°C)以內。在本實施方式中，對于保持處理S3的噴霧冷卻停止期間，使用溫度測量器50和控制部60內的表格數據，監(jiān)測被處理物M的表面和內部的溫度，同時在被處理物M的表面和內部的溫度差成為預定的閾值以內時結束。另外，保持處理S3的噴霧冷卻停止期間也可以采用這樣的方法根據緩冷處理S2結束時的被處理物M的表面和內部的溫度差及導熱率，預測被處理物M的表面和內部的溫度差成為預定的閾值以內的時間，在經過了該時間時結束。經過了這種保持處理S3的被處理物M如圖5C所示，被處理物M的表面和內部的溫度實現了均勻化，都成為目標溫度Ta。最后，在本實施方式的熱處理方法中，將被處理物M冷卻至相變點Ms以下的溫度(第二急冷處理S4)。在第二急冷處理S4中，經過了第一急冷處理SI、緩冷處理S2以及保持處理S3而緩和了表面和內部的溫度差的狀態(tài)的被處理物M被冷卻至相變點Ms以下。因此，被處理物M的表面和內部的組織基本同時地相變?yōu)轳R氏體組織。另外，若目標溫度Ta為比相變點Ms高十幾1度的溫度，則能夠將因第二急冷處理S4中的冷卻而產生的被處理物M的表面和內部的溫度差抑制得微小。另外，防止了被處理物M的應變和彎曲的產生，被處理物M的質量提聞。在第二急冷處理S4中，通過噴霧冷卻，避開開始相變?yōu)樨愂象w組織的相變點Bs，同時將被處理物M急冷至相變點Ms以下的溫度。在本實施方式中，在第二急冷處理S4中，控制部60也經由第一變換器36驅動第一泵33(調整工序)。并且，通過從第一冷卻系統(tǒng)30中的第一噴嘴35呈霧狀地供給/噴射冷卻液來進行冷卻。即，即便在不僅在冷卻開始時需要急速的冷卻而且在冷卻工序的中途也需要對被處理物M進行急速的冷卻的冷卻模式中，通過實施多次使用第一冷卻系統(tǒng)30的冷卻，也能夠應對上述那樣的冷卻模式。
另外，關于第二急冷處理S4中的冷卻，在被處理物M的溫度離相變點Bs足夠遠而不需要對被處理物M進行急冷的情況下，也可以例如通過在緩冷處理S2中使用的第二冷卻系統(tǒng)40對被處理物M進行冷卻。以上，使被處理物M的組織相變?yōu)轳R氏體組織的本實施方式的冷卻工序結束。因此，根據本實施方式，能夠得到以下的效果。根據本實施方式，具備能夠急速進行冷卻的第一噴嘴35、以及能夠在維持冷卻的均勻性的同時緩慢進行冷卻的第二噴嘴45，由此，能夠以大范圍的冷卻速度冷卻加熱后的被處理物M。因此，在某一期間進行急速的冷卻，另一方面，在其它期間，為了防止應變和彎曲等的發(fā)生，能夠在維持冷卻的均勻性的同時緩慢進行冷卻。以上，參照

了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但本發(fā)明不限于上述示例。上述示例中示出的各構成部件的各形狀和組合等只是一例，在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內能夠根據設計要求等進行各種變更。例如在上述實施方式中，第一噴嘴35中的冷卻用噴霧的擴散角設定為比第二噴嘴45中的冷卻用噴嘴的擴散角窄。然而，上述實施方式不限于此，若冷卻用噴霧各自的粒徑產生差異，則擴散角也可以相等。并且，在上述實施方式中，冷卻用噴霧的噴射在第一噴嘴35和第二噴嘴45之間切換，但不限于此。在上述實施方式中，也可以從第一噴嘴35和第二噴嘴45同時噴射冷卻用噴霧，且控制部60控制/調整各噴射量。并且，在上述實施方式中，作為將冷卻液呈霧狀地噴射到容器10內的冷卻系統(tǒng)，設置具有第一噴嘴35的第一冷卻系統(tǒng)30和具有第二噴嘴45的第二冷卻系統(tǒng)40，但不限于此。在上述實施方式中，也可以在一個冷卻系統(tǒng)中設置第一噴嘴35和第二噴嘴45兩者。另外，在該情況下，調整來自第一噴嘴35和第二噴嘴45的噴射量的預定的噴射量調整部設置于上述一個冷卻系統(tǒng)。并且，在上述實施方式中，設置了不進行冷卻用噴霧的噴射的保持處理S3，但不限于此。在上述實施方式中，也可以在實施緩冷處理S2后，不實施保持處理S3，而實施第二急冷處理S4。工業(yè)實用性
根據本發(fā)明，能夠以大范圍的冷卻速度冷卻熱處理的被處理物。并且，能夠在某一期間進行急速的冷卻，另一方面在其它期間，在維持冷卻的均勻性的同時緩慢地進行冷卻。
權利要求
1.一種噴霧冷卻裝置，對加熱后的被處理物噴射冷卻用噴霧以進行冷卻，其特征在于， 該噴霧冷卻裝置具有 第一噴嘴，其噴射冷卻用噴霧；以及 第二噴嘴，其噴射粒徑比從上述第一噴嘴噴射的冷卻用噴霧的粒徑小的冷卻用噴霧。
2.根據權利要求I所述的噴霧冷卻裝置，其特征在于， 上述第一噴嘴和上述第二噴嘴擴散地噴射冷卻用噴霧， 上述第一噴嘴中的冷卻用噴霧的擴散角比上述第二噴嘴中的冷卻用噴霧的擴散角窄。
3.根據權利要求I或2所述的噴霧冷卻裝置，其特征在于， 該噴霧冷卻裝置具有控制部，該控制部根據上述被處理物的冷卻模式分別控制上述第一噴嘴和上述第二噴嘴的各噴射量。
4.根據權利要求3所述的噴霧冷卻裝置，其特征在于， 上述控制部根據上述被處理物的冷卻模式，在上述第一噴嘴和上述第二噴嘴之間切換冷卻用噴霧的噴射。
5.一種熱處理裝置，對被處理物進行熱處理，其特征在于， 該熱處理裝置具有權利要求I所述的噴霧冷卻裝置。
6.一種噴霧冷卻方法，對加熱后的被處理物噴射冷卻用噴霧以進行冷卻，其特征在于， 該噴霧冷卻方法具有使用第一噴嘴和第二噴嘴冷卻上述被處理物的冷卻工序，所述第一噴嘴噴射冷卻用噴霧，所述第二噴嘴噴射粒徑比從上述第一噴嘴噴射的冷卻用噴霧的粒徑小的冷卻用噴霧。
全文摘要
本發(fā)明為一種噴霧冷卻裝置(3)，對加熱后的被處理物(M)噴射冷卻用噴霧以進行冷卻，其中，該噴霧冷卻裝置采用具有第一噴嘴(35)和第二噴嘴(45)的結構，所述第一噴嘴噴射冷卻用噴霧；所述第二噴嘴(45)噴射粒徑比從第一噴嘴噴射的冷卻用噴霧的粒徑小的冷卻用噴霧。
文檔編號C21D1/667GK102639725SQ20108005585
公開日2012年8月15日 申請日期2010年12月10日 優(yōu)先權日2009年12月11日
發(fā)明者上田亞實, 島田嵩久, 工藤晉也, 勝俁和彥 申請人:Ihi機械系統(tǒng)股份有限公司, 株式會社Ihi