JPH05447B2

JPH05447B2 -

Info

Publication number: JPH05447B2
Application number: JP59222330A
Authority: JP
Inventors: Kyuntsuri Roorando; Shureedaa Gyuntaa; Jingaa Rooberuto
Original assignee: Asea Brown Boveri AB
Current assignee: ABB AB
Priority date: 1983-10-26
Filing date: 1984-10-24
Publication date: 1993-01-06
Also published as: JPS60110814A; GB2148949A; GB8426879D0; GB2148949B; DE3436878A1; US4583720A; CH657151A5; DE3436878C2

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、高温材料からなる工作物を帯域焼鈍
する装置に関する。この場合、この帯域焼鈍と
は、結晶粒を発生させて成長させる程に高められ
た結晶粒成長温度の加熱帯域で、熱間加工された
造形物を作業方向に加熱帯域の１端から他端へ横
断させることによつて、粗粒を形成させるような
現象を意味する。

従来技術高温材料、殊にニツケルベースの超合金のよう
に分散液により硬化した高温合金からの工作物
は、粗粒焼鈍に与えなければならないことは、公
知である。この場合、粗粒焼鈍とは、帯域焼鈍に
よつて粗粒を形成させる熱処理のことである。こ
の熱処理は、殊に良好な機械的性質（高い耐クリ
ープ性）を高い作業温度の際に達成するために必
要とされる。更に、高められた強度及び延性を有
する、引張応力方向に長く延びた結晶粒を得よう
と努力されている。これは、適当な方向での温度
勾配を使用する場合に、所謂帯域焼鈍によつて実
現させることができる（1972年７月31日付けの米
国特許出願第221979号及び西ドイツ国特許公告公
報第2303802号、参照）。

米国特許第3833207号明細書に記載の公知技術
水準によれば、高温材料から形成された工作物を
帯域焼鈍するための装置が開示されており、この
場合円筒形の工作物は、局部的帯域（加熱室）中
で誘導コイルを用いて加熱される。このような装
置は、円筒形の形状寸法をもつたもの以外の工作
物の帯域焼鈍を実現することができない。それと
いうのも、この場合には、焼鈍帯域中での温度勾
配により、長手方向に展伸されかつ長手方向での
引張強度が増大された工作物を生ずる結晶粒が惹
起されるにすぎないからである。

発明が解決しようとする課題全ての存在する帯域焼鈍装置の場合に起こる問
題は、工作物の形状寸法が複雑である場合には、
温度勾配を理想的方法で所望の長手方向に強制的
に生じさせることが殆んど不可能であることにあ
る。従つて、新規方法及びそれと関連した方法を
模索する必要がある。

本発明の課題は、耐熱性材料、殊に超合金から
なる工作物を帯域焼鈍する装置を得ることであ
る。この場合には、長手方向の温度勾配を増大さ
せ、横方向の温度勾配を減少させ、かつ温度勾配
及び送り速度を変動させることができる装置を用
いて実施することができる１つの特殊な方法を得
ることにも関連する。また、複雑な形状寸法の工
作物を簡単な方法で帯域焼鈍することもできるは
ずである。

課題を解決するための手段この課題は、本発明によれば、高温材料からな
る工作物を帯域焼鈍する装置が、工作物を垂直に昇降させる駆動モーター；塩浴を収容している断熱容器；塩浴を加熱するための容器中の装置；容器の中心部分に沿つて垂直の流路を備えさせ
る目的で塩浴を案内するための容器中の装置；垂直な通路部を備えている、容器の直ぐ上に位
置した冷却体；冷却用空気を冷却体に貫流させる装置；冷却体の周囲で塩浴の上面を閉鎖する浮遊断熱
カバー；工作物を挿入する口を備えかつ垂直な冷却体通
路部に届く寸法を有する外側周縁部を備えている
覆い板；および覆い板と係合するために垂直な冷却体通路部の
底面で内向きに突出した端部を有しており、この
場合覆い板は、工作物が下降する場合に工作物と
一緒に垂直な通路を通つて突出した端部に垂直に
下向きに滑動することができることによつて解決
される。

次に、本発明を図面によつて詳説される実施態
様につき記載する。

第１図には、耐熱性材料からの工作物を帯域焼
鈍する装置が一部立面図で、一部断面図で略示さ
れている。１は、工作物を表わし、この場合この
工作物は、段状になつており、かつシヤフト部及
び脚部、例えば太い脚部及び細い脚部を備えたニ
ツケル超合金からなるタービン案内羽根である。
工作物１は、例えば鎖又は鋼索のような懸吊装置
２の駒により懸吊され、この懸吊装置は、工作物
１を昇降させるために駆動モーター４のローラー
３により作動させることができる。５は、帯域焼
鈍温度に維持された塩浴であり、この塩浴は、断
熱容器６中に存在し、この断熱容器によつて浴面
上にまで完全に包囲されている。７は、塩浴５の
加熱装置であり、この加熱装置は、中心対称の案
内薄板８によつて同心的に包囲され、塩浴５の流
れに有利に影響を及ぼすために使用される。この
流れは、矢印によつて示されている。塩谷の表面
上には、浮遊する断熱カバー９が存在し、この断
熱カバーは、少なくとも装置の円形部を強すぎる
熱放射及び悪影響から保護する。同じ目的で、工
作物１の太い脚部上には、開口を有する覆い板１
０が置かれ、この覆い板は、工作物１の垂直方向
の運動通路の一部に沿つて移動する。工作物１も
覆い板１０も上昇した位置（実線）及び下降した
位置（点線）で図示されている。装置の上部の中
心部分には、冷却体１１が設けられており、この
冷却体には、冷却用空気１４が軸方向に貫流す
る。この冷却体は、覆い板１０の円周（または直
径）に比して若干拡大された通路１２を有し、し
たがつてこの覆い板は、冷却体１１中で摩擦なし
に垂直に滑動することができる。冷却体１１は、
下側端面で内部に突出する縁部１３を有し、この
縁部は、工作物が不向きに運動する間に覆い板１
０のためのストツパーとして役立つ。覆い板１０
中の（図示してない）開口は、それが工作物１の
シヤフト部分の輪郭に対して十分に遊びを有する
ような程度に定められ、したがつてこの工作物
は、塩浴５中への浸漬の際に支障なしに装入する
ことができる。

第２図は、特殊に設計された冷却系を備えた装
置のもう１つの実施形式を略示縦断面図で示す。
参照符号１，２，３，４，１０及び１１は、第１
図のものに正確に相当する。冷却体１１は、内周
面に下部で冷却用空気１４の出口のための側面開
口１５を有し、この側面開口は、工作物１に対し
て半径方向の流れを可能にする。冷却用空気１４
の量は、サーボモーター１７及び制御弁１６を介
して制御装置１８によつて（工作物１の位置及び
浸漬速度を定める）部材１，２，３及び４の運動
機能として必要とされる特殊な作業条件を満たす
ように調整される。この調整と相互に依存する部
材は、一点鎖線で結ばれて図示されている。

第３図ａ，第３ｂ図および第３ｃ図には、工作
物１に対して横方向での熱の流れを減少させるた
めの種々の手段が示されている。

第３図ａによれば、工作物１は、側筒面にセラ
ミツク断熱材からなる被覆物を備えているが、し
かしこの工作物の端面には、セラミツク断熱材か
らなる被覆物を備えていない。塩浴中へ浸漬され
た工作物１の下側端面に入る熱の流れは、工作物
を支障なしに垂直方向に貫通する（直接に上向き
に向いた矢印）。これとは異なり、横方向の熱の
流れは、著しく抑制される（水平方向の点線の矢
印）。

第３図ｂは、処理すべき工作物１の上に予め被
せておける、断熱材からなるスリーブ２０の形の
同様のカバーを示す。

第３図ｃによれば、工作物１の横方向の断熱
は、管２１によつて結合して閉鎖された、多少と
もルーズな断熱材によつて実現される。

実施例高温材料からなるガスタービン案内羽根を第１
図による装置を用いて帯域焼鈍過程に与えた。工
作物１は、次の組成の、酸化物分散液により硬化
したニツケルベースの超合金から成り立つてい
た： Cr＝15重量％ Mo＝２重量％Ｗ＝４重量％ Al＝4.5重量％ Ti＝2.5重量％ Ta＝２重量％ Y₂O₃＝1.1重量％ Ni＝残分タービン案内羽根の寸法は、次の通りであつ
た：シヤフト部：長さ＝120mm 幅＝100mm 厚さ＝30mm 脚部：長さ＝80mm 幅＝120mm 厚さ＝40mm 焼鈍前の未処理材料の平均結晶粒度は、等軸で
約0.2μであつた。

装置の塩浴５を加熱装置７により1260℃の温度
に加熱し、この温度で処理経過の間できるだけ一
定に維持した。更に、工作物１上に断熱材からな
るスリーブ２０（第３図ｂ参照）ならびに適合す
るように裁断した覆い板１０を被せた。次に、こ
の工作物を順次に２mm／minの速度で垂直方向に
完全に浸漬するまで熱い塩浴５中に沈めた。工作
物１を取出しかつ冷却した後、結晶粒度を測定し
た。平均で長さ40mm、幅５mm及び厚さ２mmの長手
方向に向いた棒状結晶を確認することができた。

更に、もう１つの試験の場合には、スリーブ２
０も覆い板１０も省略した。この場合には、工作
物１上に帯域焼鈍後に厚さ0.2mmの細粒縁部を確
認することができた。更に、著しい結晶粒成長が
工作物１の脚部で生じ、棒状結晶は、工作物の長
手方向に対し傾斜して存在していた。

装置及び同時に実施可能な方法は、実施例に限
定されるものではない。第１図、第２図、第３図
ａ、第３図ｂ及び第３図ｃによる装置を用いる
と、他の高温材料も実施例中に記載した種類の超
合金としての成果を収めて帯域焼鈍することがで
きる。第３図ａ、第３図ｂ及び第３図ｃと同様に
相当する断熱カバーを使用することによつて、複
雑な工作物を処理することもでき、この場合種々
の作業パラメーターは、最適になるように相互に
定めることができる。

過程中で材料及び工作物に応じて帯域焼鈍条件
に装置を適合させることについて、詳細に述べな
ければならない。工作物の温度勾配及び送り速度
は、焼鈍過程の間に適当な方法で変化させること
ができる。このことは、例えば工作物の脚部がシ
ヤフト部とは異なる結晶粒度及び結晶粒の形を有
する際に、工作物の長さに亘つて金属結晶粒の組
織及び構造を変えなければならない場合には、殊
に有用なことである。このことは、簡単な方法で
駆動モーター４（ステツピングモーター）の調節
及び冷却用空気１４（圧縮空気）の量の変化によ
つて実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、帯域焼鈍装置を部分的に立面図で示
す略示断面図、第２図は、特殊に設計された冷却
系を備えた装置のもう１つの実施形式を示す略
図、かつ第３図は、熱の流れを工作物の横方向で
減少させるための手段を示す略図であり、この場
合第３図ａは、セラミツク材料からなる被覆物を
示す略図、第３図ｂは、断熱材からなるスリーブ
を示す略図、かつ第３図ｃは、断熱材を有する管
を示す略図である。１……工作物、２……懸吊装置、３……ローラ
ー、４……駆動モーター、５……塩浴、６……断
熱容器、７……加熱装置、８……案内薄板、９…
…浮遊断熱カバー、１０……覆い板、１１……冷
却体、１２……通路、１３……突出縁部、１４…
…冷却用空気、１５……側方開口、１６……制御
弁、１７……サーボモーター、１８……制御装
置、１９……被覆物、２０……スリーブ、２１…
…管、２２……断熱材。

Claims

【特許請求の範囲】１高温材料からなる工作物を帯域焼鈍する装置
において、工作物を垂直に昇降させる駆動モータ；塩浴を収容している断熱容器；塩浴を加熱するための容器中の装置；容器の中心部分に沿つて垂直の流路を備えさせ
る目的で塩浴を案内するための容器中の装置；垂直な通路部を備えている、容器の直ぐ上に位
置した冷却体；冷却用空気を冷却体に貫流させる装置；冷却体の周囲で塩浴の上面を閉鎖する浮遊断熱
カバー；工作物を挿入する口を備えかつ垂直な冷却体通
路部に届く寸法を有する外側周縁部を備えている
覆い板；および覆い板と係合するために垂直な冷却体通路部の
底面で内向きに突出した端部を有しており、この
場合覆い板は、工作物が下降する場合に工作物と
一緒に垂直な通路を通つて突出した端部に垂直に
下向きに滑動することができることを特徴とす
る、高温材料からなる工作物を帯域焼鈍する装
置。２工作物を垂直に昇降させる駆動モータを備え
ており、かつ冷却体が冷却用空気の流れを冷却用空気流装置から垂直
な冷却体通路部へ流通させるための冷却体通路部
の底部での口；冷却用空気の流れを制御するための弁装置；弁装置を制御するためのサーボモーター；サーボモーターを制御するために駆動モーター
に応答する制御装置を備えている、特許請求の範
囲第１項記載の装置。３断熱カバーが工作物の側方部分のみを覆つて
いる、特許請求の範囲第１項記載の装置。４断熱カバーがセラミツク被覆からなる、特許
請求の範囲第３項記載の装置。５断熱カバーが断熱用スリーブからなる、特許
請求の範囲第３項記載の装置。６断熱カバーが断熱材を有する管からなる、特
許請求の範囲第３項記載の装置。