技 術 報 告熊谷 保之 ***Yasuyuki Kumagai（38）技 術 報 告齊藤 数馬 *Kazuma Saito１. 緒 言パルス幅変調制御による噴水焼入れ法の開発Development of a Water-Spray Quenching Methodby Pulse-Width Modulation Control小林 幸義 *Yukiyoshi Kobayashi田中 慎二 **Shinji Tanaka要 旨Synopsis*：日本製鋼所 M ＆ E 株式会社 室蘭製作所 素形材製造部 /Materials Manufacturing Department, Muroran Plant, Japan Steel Works M&E, Inc.**：株式会社 日本製鋼所 経営企画室 / Corporate Planning Office, The Japan Steel Works, Ltd.***：日本製鋼所 M ＆ E 株式会社 室蘭製作所 /Muroran Plant, Japan Steel Works M&E, Inc.鋼材の油焼入れは火災の危険や油煙による作業環境悪化といったデメリットがあり、当社はこれに代わる冷却方法として噴水冷却による方法を開発した。噴水冷却中に噴射流量密度を増減させることで鋼材の冷却を制御することはすでに多くの文献で報告されている。しかし、油焼入れの特性を噴射流量密度低減により得ようとすると、微粒化した液滴群が鋼材の高温面に衝突する前に蒸発し、油焼入れの特性が噴水冷却では得られないことがわかった。当社はこの問題を解決するために、パルス幅変調制御を用いた新たな噴水焼入れ法を開発し、油焼入れ相当の冷却状態を噴水冷却により得ることに成功した。また、本法による焼入れを大型鍛鋼品へ適用し、それらの品質を油焼入れ品と比較することで本法が油焼入れの代替となることを確認した。さらに、本法により大型ロータシャフトの鍛鋼品焼入れ時における冷却速度を任意に制御することにも成功した。 Japan Steel Works M&E, Inc. （JSW M&E） has developed a water-spray quenching method as an alternative to oil quenching due to the disadvantages of the latter such as the risk of fire and the deterioration of the work environment with oil smoke. Controlling the cooling state of steel by increasing or decreasing the spray flow density during spray cooling has already been reported in many documents. However, when JSW M&E tried to obtain the characteristics of oil quenching simply by reducing the spray flow density, the atomized droplet groups evaporated before colliding with high-temperature surfaces of the steel, and it was found that the characteristics of oil quenching could not be obtained by water-spray cooling. JSW M&E has, therefore, developed a new water-spray quenching method using pulse-width modulation control to solve the above problem and has succeeded in obtaining a cooling state equivalent to oil quenching using water-spray cooling. Additionally, it was confirmed that this method can be used as an alternative to oil quenching by applying this method to large, forged steel products and comparing their qualities with oil-quenched products. Furthermore, JSW M&E has succeeded in arbitrarily controlling the cooling rate during quenching of a large rotor shaft using this method.鋼材の油焼入れは、フェライト析出温度域である高温域を速く冷却しつつ、マルテンサイト変態が起こる低温域を除冷するという冷却特性を持っており、鋼材の機械的性質を確保しながら焼割れを防止できるといったメリットがある。一方、油焼入れは火災の危険や油煙の発生による作業環境悪化といったデメリットもある。油焼入れに代わる冷却方法として噴水冷却による方法を考案した。噴水冷却とは、微粒化した液滴群を用いて、顕熱および潜熱移動により被冷却体を冷却する方法である。一般に、噴水焼入れは液体浸漬焼入れよりも制御性に優れているとされている。したがって、噴水パルス幅変調制御による噴水焼入れ法の開発
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