发明创造名称：一种余温调质淬火工艺
外观设计名称：
决定号：192182
决定日：2019-09-20
委内编号：1F251985
优先权日：
申请（专利）号：201510092499.8
申请日：2015-03-02
复审请求人：淄博奥博电气有限公司
无效请求人：
授权公告日：
审定公告日：
专利权人：
主审员：李晋东
合议组组长：李雪
参审员：周春艳
国际分类号：C21D1/25
外观设计分类号：
法律依据：专利法第22条第3款
决定要点
：要求保护的发明与最接近的现有技术的区别如已被现有技术的其他文件公开且作用相同，或属于本领域解决其技术问题的惯用技术手段，则该要求保护的发明不具备创造性。
全文：
本复审请求涉及申请号为201510092499.8、名称为“一种余温调质淬火工艺”的发明专利申请（下称本申请）。本申请的申请人为淄博奥博电气有限公司，申请日为2015年3月2日，公开日为2015年6月24日。
经实质审查，国家知识产权局原审查部门于2018年4月3日发出驳回决定，引用对比文件2(CN102094114A，公开日为2011年6月15日)、对比文件3（CN102049669A，公开日为2011年5月11日）和公知常识性证据1（《新型热处理电炉》，吴光英等编著，国防工业出版社，1993年6月第一版，1993年6月第一次印刷，第55页），以权利要求1-5不具备专利法第22条第3款规定的创造性为由，驳回了本申请。驳回决定所依据的文本为：2015年3月2日提交的说明书第[0001]-[0021]段、说明书摘要，和2018年2月2日提交的权利要求第1-5项。驳回决定所针对的权利要求书如下：
“1.一种余温调质淬火工艺，其特征在于，其工艺步骤包括如下：
1）根据工件要求选择合适的圆钢，用龙门吊放到下料台上，有数控下料锯床按设定要求下料，并放到中频加热炉的上料台；
2）中频加热炉根据原先设定的程序进行自动上料并加热，加热完毕的料件，经过自动温度分选装置后到达机器人取料处，并给机器人取料；
3）机器人取料后，放入630吨压力机压制，630吨压制完毕后；机器人取出工件，放入1000吨压力机压制，1000吨压制完毕后；机器人取出工件，放入315吨压力机压制穿孔，315吨压制完毕后，机器人取出工件，放到调质炉取料台；
4）穿孔完毕后的工件，由机械手马上把工件放到调质炉工作平台，并给调质炉驱动系统发出信号，由调质炉驱动系统把工件送入调质炉内；
5）调质炉内采用多层次加热，并且达不到工件内部晶体结构转换温度不允许工件出炉，从而保证了调质工件的质量，调质炉采用四个加热区，为了保证工件调质温度在有效温差内，调质炉根据长度设四个加热区，一区为正常加热区，二、三、四区为机动加热区，根据工件在炉内温度自动启动或关闭，当经过一区的工件未达到要求温度时，到达二区后自动启动二区内加热装置；当经过二区的工件未达到要求温度时，到达三区后自动启动三区内加热装置；同理四区类似，四区是为大工件准备；
6）达到调质温度的工件，被操动系统快速送入淬火液中进行淬火处理，淬火液温度控制：15-55℃，淬火液浓度控制：6-8％，淬火液PH值：7.5-9，得到成品。
2.根据权利要求书1所述的一种余温调质淬火工艺，其特征在于，所述步骤2）中自动温度分选装置选出达不到温度要求的工件。
3.根据权利要求书1所述的一种余温调质淬火工艺，其特征在于，所述步骤4）中穿孔完毕后的工件温度为650-700℃。
4.根据权利要求书1所述的一种余温调质淬火工艺，其特征在于，所述调质炉的温度控制AC3线以上为30-70℃，根据件的壁厚设定1.2min/mm，据炉长设定保证件充份加热40分钟以上后，再在炉口滞留10-12秒后自动进入专用水剂淬火池。
5.根据权利要求书1所述的一种余温调质淬火工艺，其特征于，所述步骤2）的中频加热炉的加热温度范围为800-1000℃。”
申请人（下称复审请求人）对上述驳回决定不服，于2018年5月14日向国家知识产权局提出了复审请求，同时修改了权利要求书，根据原始申请文件的记载对权利要求进行了重组。复审请求时新修改的权利要求书如下：
“1.一种余温调质淬火工艺，其特征在于，其工艺步骤包括如下：
1）根据工件要求选择合适的圆钢，用龙门吊放到下料台上，有数控下料锯床按设定要求下料，并放到中频加热炉的上料台；
2）中频加热炉根据原先设定的程序进行自动上料并加热，加热完毕的料件，经过自动温度分选装置后到达机器人取料处，并给机器人取料；
3）机器人取料后，放入630吨压力机压制，630吨压制完毕后；机器人取出工件，放入1000吨压力机压制，1000吨压制完毕后；机器人取出工件，放入315吨压力机压制穿孔，315吨压制完毕后，机器人取出工件，放到调质炉取料台；
4）穿孔完毕后的工件，由机械手马上把工件放到调质炉工作平台，并给调质炉驱动系统发出信号，由调质炉驱动系统把工件送入调质炉内；
5）调质炉内采用多层次加热，并且达不到工件内部晶体结构转换温度不允许工件出炉，从而保证了调质工件的质量；调质炉采用四个加热区，为了保证工件调质温度在有效温差内，调质炉根据长度设四个加热区，一区为正常加热区，二、三、四区为机动加热区，根据工件在炉内温度自动启动或关闭，当经过一区的工件未达到要求温度时，到达二区后自动启动二区内加热装置；当经过二区的工件未达到要求温度时，到达三区后自动启动三区内加热装置；同理四区类似，四区是为大工件准备；
6）达到调质温度的工件，被操动系统快速送入淬火液中进行淬火处理，淬火处理过程中开启循环泵，得到极细的珠光体后，再用专用传送带匀速将工件向上游蠕动，从而获得片状的细马氏体组织，最终得到成品。
2.根据权利要求书1所述的一种余温调质淬火工艺，其特征在于，所述步骤2）中自动温度分选装置选出达不到温度要求的工件。
3.根据权利要求书1所述的一种余温调质淬火工艺，其特征在于，所述步骤4）中穿孔完毕后的工件温度为650-700℃。
4.根据权利要求书1所述的一种余温调质淬火工艺，其特征在于，所述调质炉的温度控制AC3线以上为30-70℃，根据件的壁厚设定1.2min/mm，据炉长设定保证件充份加热40分钟以上后，再在炉口滞留10-12秒后自动进入专用水剂淬火池。
5.根据权利要求书1所述的一种余温调质淬火工艺，其特征在于，所述步骤6）中的淬火液温度控制：15-55℃，淬火液浓度控制：6-8％。
6.根据权利要求书1所述的一种余温调质淬火工艺，其特征在于，所述步骤6）中的淬火液PH值：7.5-9。
7.根据权利要求书1所述的一种余温调质淬火工艺，其特征在于，所述步骤2）的中频加热炉的加热温度范围为800-1000℃。”
复审请求人认为：本申请实际解决的技术问题是“如何提供一种能够保证工件调制温度在有效温差内，同时能够减少热量损失的全自动化式余温调质淬火工艺”。且基于以下具体分析的理由，本申请的权利要求具备创造性：①本申请温度分选装置的利用可以合理利用热源，减少由于温度差异导致的不合格产品的数量；②本申请采用三级压制，且压制压力大，压制时间短，更容易成型，能够一定程度上增加工件的韧性和强度；③本申请四个加热区中的后续加热区为机动加热区，可根据工件大小设置温度，其实现的功能在于对前置加热区加热后尚未达到预定温度的工件继续加热以使其达到预定温度，从而保证工件的调制温度在有效温差内；④本申请淬火液和循环泵的应用能够提高淬火后工件的硬度和马氏体的转变率；⑤本申请采用自动下料、上料和机器人取料的方式可以实现自动化作业，节省人力物力。
经形式审查合格，国家知识产权局依法受理了该复审请求，于2018年5月24日发出了复审请求受理通知书，并将案卷转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中坚持驳回决定。
随后，国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年6月27日向复审请求人发出复审通知书，沿用驳回决定引用的对比文件2、对比文件3和证据1，并引入公知常识性证据2（《金属热加工设备及工艺》，杨文杰等主编，哈尔滨工业大学出版社，2014年6月第1版，2014年6月第1次印刷，第344页）和证据3（《机械工程材料》，陈扬等主编，东北大学出版社，2008年6月第1版，2008年6月第1次印刷，第57-73页），指出，权利要求1-7不具备专利法第22条第3款规定的创造性，其中，在对权利要求的具体评述过程中对复审请求人提出的意见进行了一并回应。
针对上述复审通知书，复审请求人于2019年7月18日提交了意见陈述书，同时修改了权利要求书，将从属权利要求4的附加技术特征并入权利要求1中，并根据说明书的记载对权利要求1作了进一步的限定，适应性的调整了权利要求的编号和引用关系，修改后的权利要求1如下：
“1.一种余温调质淬火工艺，其特征在于，其工艺步骤包括如下：
1）根据工件要求选择合适的圆钢，用龙门吊放到下料台上，由数控下料锯床按设定要求下料，并放到中频加热炉的上料台；
2）中频加热炉根据原先设定的程序进行自动上料并加热，加热完毕的料件，经过自动温度分选装置后到达机器人取料处，并给机器人取料；
3）机器人取料后，放入630吨压力机压制，630吨压制完毕后；机器人取出工件，放入1000吨压力机压制，1000吨压制完毕后；机器人取出工件，放入315吨压力机压制穿孔，315吨压制完毕后，机器人取出工件，放到调质炉取料台；
4）穿孔完毕后的工件，由机械手马上把工件放到调质炉工作平台，并给调质炉驱动系统发出信号，由调质炉驱动系统把工件送入调质炉内；
5）调质炉内采用多层次加热，并且达不到工件内部晶体结构转换温度不允许工件出炉，从而保证了调质工件的质量；调质炉采用四个加热区，为了保证工件调质温度在有效温差内，调质炉根据长度设四个加热区，一区为正常加热区，二、三、四区为机动加热区，根据工件在炉内温度自动启动或关闭，当经过一区的工件未达到要求温度时，到达二区后自动启动二区内加热装置；当经过二区的工件未达到要求温度时，到达三区后自动启动三区内加热装置；同理四区类似，四区是为大工件准备；
6）达到调质温度的工件，被操动系统快速送入淬火液中进行淬火处理，淬火处理过程中开启循环泵，得到极细的珠光体后，再用专用传送带匀速将工件向上游蠕动，从而获得片状的细马氏体组织，最终得到成品；
所述调质炉的温度控制AC3线以上为30-70℃，根据件的壁厚设定1.2min/mm，据炉长设定保证件充份加热40分钟以上后，再在炉口滞留10-12秒后自动进入专用水剂淬火池；用20HZ的速度匀速将工件由池底向出料口移动。”
在上述程序的基础上，合议组认为，本案事实已经清楚，可以作出审查决定。
二、决定的理由
关于审查文本
本复审请求审查决定针对的审查文本为：2015年3月2日提交的说明书第[0001]-[0021]段、说明书摘要，和2019年7月18日提交的权利要求第1-6项。
2、关于专利法第22条第3款
专利法第22条第3款规定：创造性，是指与现有技术相比，该发明具有突出的实质性特点和显著的进步。
要求保护的发明与最接近的现有技术的区别如已被现有技术的其他文件公开且作用相同，或属于本领域解决其技术问题的惯用技术手段，则该要求保护的发明不具备创造性。
（1）关于权利要求1
权利要求1要求保护一种余温调质淬火工艺。对比文件3公开了一种煤矿三用液压阀左阀筒的生产工艺：购买直径45mm圆钢（对应于权利要求1的根据工件要求选择合适的圆钢）；下料1.35KG；用250kw中频感应炉加热到1120～1200℃；在63吨冲床上墩粗除氧化皮、制坯；放到250吨冲床上高温反挤压锻件；在63吨冲床上冲掉高温反挤压锻件连皮；再放到160吨快速油压机上闭式锻造；锻件用红外线测温仪测温，高于750℃的放在淬火流水线上用高压风喷水雾淬火冷却（参见说明书第[0014]段）。对比文件3也公开了160吨快速油压机上闭式锻造的目的在于锻造出中间小直径的孔（参见说明书第[0008]段，即压力机压制穿孔）。由此可见，对比文件3已经公开了选择圆钢、下料、中频感应炉加热、压制并穿孔、淬火冷却的工艺过程。
经比较，权利要求1与对比文件3的区别在于：①权利要求1限定了自动温度分选装置的应用；②权利要求1限定了三级压制及相应的压力；③权利要求1限定了调质炉的应用及其具体结构，并限定了“调质炉的温度控制AC3线以上为30-70℃，根据件的壁厚设定1.2min/mm，据炉长设定保证件充份加热40分钟以上后，再在炉口滞留10-12秒后自动进入专用水剂淬火池”；④权利要求1限定了淬火处理过程中淬火液、循环泵的应用、相应晶相的生成过程及淬火池出料速度；⑤权利要求1限定了龙门吊放、数控下料、自动上料、机器人取料/取件/放料、机械手、驱动/操作系统以及传送带等的应用及工艺操作。基于上述区别可以确定，也正如复审请求人在复审请求书中认定的，本申请权利要求1实际解决的技术问题是：如何提供一种能够保证工件调制温度在有效温差内，同时能够减少热量损失的全自动化式余温调质淬火工艺。
对于区别①，对比文件3已经公开了中频感应炉加热，本领域技术人员知晓，加热的目的即在于使工件达到预定的温度以进入后续工序进一步处理，而未达到预定温度的工件显然不能进入后续工序，否则将造成最终产品的缺陷，因而，需要将两者进行区分，而温度分选装置的应用则是依据这一最基本的温度合格与否的标准进行分选的基本操作；
对于区别②，对比文件3已经公开了两级压制/穿孔，即对比文件3已经给出了多级压制的启示，在此基础上，本领域技术人员可以根据实际工件制备的内在需求选择三次乃至更多次的压制，而压制压力也是可以根据实际压制的需要选择的；复审请求人在复审请求书中认为的“压制压力大，压制时间短，更容易成型，能够一定程度上增加工件的韧性和强度”属于本领域技术人员的一般认知，是本领域技术人员可以合理预料的技术效果；
对于区别③，对比文件3已经公开了“高于750℃的放在淬火流水线上用高压风喷水雾淬火冷却”，即对比文件3已经对进入淬火冷却工序的工件的温度作出了要求。在此基础上，本领域技术人员有动机寻找并采用现有技术的加热手段以使工件保持在需要的温度以上。对比文件2公开了一种节能型热轧无缝钢管燃气调质炉及热处理方法：调质炉调质效果好、功耗低、效率高、成本低（参见说明书第[0007]段）；调质炉对热轧无缝钢管的热处理方法的淬火过程包括，放料、自动进料、预热、加热、高温、快速出炉、校直、水冷（参见说明书第[0017]-[0026]段）。由此可见，对比文件2给出了利用调质炉对工件热处理以节能降耗的启示，本领域技术人员在此启示下容易想到将其用于对比文件3的淬火工艺中。对于调质炉内四个加热区的设置，本领域技术人员公知的，对未达到既定目标温度的工件进行进一步的加热以使其达到既定目标温度属于本领域的基本常识，例如，证据1公开了“……，在滑道的侧面装有附加加热元件以防止工件在落入淬火剂前发生温度下降，……”（参见证据1第55页第2段），即证据1已经给出了利用附加的加热元件继续加热以防止温度下降即对温度下降的工件继续加热以使其达到淬火温度的启示，自然，如果工件的温度未下降或已达到目标温度，附加的加热元件就可以不再使用或启动；而基于加热区和工件各自的尺寸设置多个加热区以保证大型工件的加热效果也属于本领域的常规手段；同时，“调质炉的温度控制AC3线以上为30-70℃”属于淬火工序的基本要求（参见证据3第70-71页：1.淬火的目的及淬火温度），而工件的加热前行速度和加热时间则可根据工件的大小以及加热区的设置而定，且对比文件2也公开了调质炉热处理后“无缝钢管12秒左右快速出炉”（参见说明书第[0024]段）；
对于区别④，对比文件3也公开了可用油（淬火液的下位概念）淬火冷却（参见说明书第[0015]段实施例2），即对比文件3的实施例2给出了淬火液淬火冷却的技术启示；且事实上，油、水等淬火液均属于本领域常用的淬火介质（参见证据3第71-73页：2.淬火介质，3.常用淬火方法）；淬火过程中循环泵的应用也属于本领域的常规手段，例如，证据2公开了在淬火过程中，“循环泵启动，热的介质流经冷却系统冷却，然后返回淬火槽，这样可使淬火介质的温度能自动控制在给定温度范围内”（参见证据2倒数第6段）；而相应的晶相“珠光体、马氏体”的形成过程则是淬火过程的基本属性（参见证据3第57页：1.共析钢的奥氏体形成过程；第65页：（3）马氏体型转变；第70-71页：1.淬火的目的及淬火温度），且淬火池的出料速度也是可以根据实际晶相生成的需要即温度控制的需要而定；
对于区别⑤，在自动化生产已经深入普及的现代制造工业中，龙门吊放、数控下料、自动上料、机器人取料/取件/放料、机械手、驱动/操作系统以及传送带等利用自动化设备进行的工艺操作均属于本领域的常规应用，其所带来的人力物力节省的技术效果也是自动化生产的初衷和目的；
综上，在对比文件3的基础上结合对比文件2以及本领域的常规手段以获得权利要求1要求保护的技术方案，对本领域技术人员来说是显而易见的，权利要求1不具有突出的实质性特点，不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
（2）关于权利要求2-6
从属权利要求2进一步限定的“自动温度分选装置选出达不到温度要求的工件”属于温度分选的基本要求；
从属权利要求3进一步限定了“穿孔完毕后的工件温度为650-700℃”，参见前述对比文件3公开的内容，穿孔完毕后的“锻件用红外线测温仪测温，高于750℃的……”，也就是说，对比文件3事实上已经公开了穿孔完毕后的工件处于一定的高温状态，在此基础上，本领域技术人员可以根据实际制备工件的需求采用合适的压制工艺并进而获得相应的穿孔后温度；
从属权利要求4、5进一步限定的淬火液的温度、浓度和pH值是可以根据实际淬火冷却的需要确定的；
从属权利要求6进一步限定的中频加热炉的加热温度范围也可以根据实际工件制备的需要确定；
综上，结合对其引用的权利要求的评述可知，从属权利要求2-6进一步限定的技术方案也不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
3、关于复审请求人的意见
复审请求人在答复复审通知书的意见陈述书中认为：（1）对比文件3的锻件采用了高压风喷水雾淬火冷却，而本申请采用了专用水剂，并限定了20HZ的出料速度，可以保证马氏体开始转变需要的缓冷且温度随时变化的条件，使马氏体的转化率更高；（2）证据3公开的“淬火的目的及淬火温度”是基于所有钢为对象来讲的，而本申请是基于“汽车半轴套管”具体产品的原材料限定的，二者对象不同；且本申请具体限定的温度范围、加热时间、滞留时间、20HZ的速度等多个参数不能从对比文件获得启示；（3）现有技术没有从温度来考虑产品是否合格；（4）对比文件3的250吨反挤压和160吨闭式锻造不算是两级压制，不能给出多次压制的启示；（5）多个加热区的设置可以保证工件达到预设温度，其不属于本领域的常规手段；（6）本申请的工艺过程作为一个整体技术方案，是用于汽车半轴套管的使用的高效、节能、环保且寿命长的产品。
对此，合议组认为：（1）参见前述对权利要求1的评述，对比文件3的实施例2已经给出了淬火液淬火冷却的技术启示；证据3也表明油、水等淬火液均属于本领域常用的淬火介质；淬火过程中相应晶相“珠光体、马氏体”的形成过程属于淬火过程的基本属性，而淬火池的出料速度是可以根据实际晶相生成的需要即温度控制的需要而定的；（2）正如复审请求人认为的，证据3是基于所有钢为对象来讲的，即其属于一种普适性的基本原理，自然也适用于本申请的具体钢材料；对于各个具体参数的限定，可参见前述对权利要求1的评述；（3）参见前述对权利要求1的评述，对比文件3已经公开了中频感应炉加热，其目的即在于使工件达到预定的温度以进入后续工序进一步处理，而未达到预定温度的工件显然不能进入后续工序，否则将造成最终产品的缺陷，因而，需要将两者进行区分，而温度分选装置的应用则是依据这一最基本的温度合格与否的标准进行分选的基本操作；（4）根据本申请权利要求1的描述，本申请所谓的三级压制包括“两级压制和一级压制穿孔”，而参见前述对权利要求1的评述，对比文件3已经公开了250吨反挤压和160吨闭式锻造，也公开了闭式锻造的目的在于锻造出中间小直径的孔，因此基于与本申请同样的认知，其相当于两级压制；且事实上，根据实际工件制备的内在需求选择三次乃至更多次的压制也属于本领域的常规手段；（5）参见前述对权利要求1的评述，对比文件3已经对进入淬火冷却工序的工件的温度作出了要求，而对未达到既定目标温度的工件进行进一步的加热以使其达到既定目标温度属于本领域的基本常识，且证据1已经给出了利用附加的加热元件对温度下降的工件继续加热以使其达到淬火温度的启示，在该启示下，本领域技术人员容易想到设置多个加热区以保证工件达到预设温度；（6）首先，在权利要求1中，并无关于“汽车半轴套管”的记载；其次，即便考虑汽车半轴套管的具体应用，参见前述对权利要求1的评述，本领域技术人员也可在现有技术的基础上获得相应的普适性的钢件淬火工艺并将其用于汽车半轴套管，同时适应性的调整某些工艺参数如压制次数等，这并不需要付出创造性的劳动，且其相应的技术效果也是本领域的基本追求。综上，对于复审请求人的意见，合议组不予支持。
在上述事实和理由的基础上，合议组作出如下复审请求审查决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年4月3日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服，根据专利法第41条第2款的规定，复审请求人可自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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