JPH0227410B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0227410B2 JPH0227410B2 JP62244809A JP24480987A JPH0227410B2 JP H0227410 B2 JPH0227410 B2 JP H0227410B2 JP 62244809 A JP62244809 A JP 62244809A JP 24480987 A JP24480987 A JP 24480987A JP H0227410 B2 JPH0227410 B2 JP H0227410B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rack
- tooth
- large rack
- frequency current
- cooling liquid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Description
産業上の利用分野
この発明は高周波焼入れ方法に係り、更に詳し
くは大型ラツクの歯部に連続した硬化層を得るた
め、その被焼入れ部分を、その両端で当接してい
る誘導コイルの接触子間に設置し、高周波電流を
通電して加熱を行い、次いで大型ラツクを冷却液
に浸漬して冷却するとともに、大型ラツクの被加
熱部分であるラツク部分および非加熱部分である
背面にも冷却液を噴射して冷却を行う大型ラツク
の通電誘導焼入れ方法に関する。 従来の技術 従来は、イオン窒化法等によつて大型ラツクの
歯先、歯底および歯面の強度をもたせてきた。 考案が解決しようとする問題点 しかしながら、大型ラツクは重負荷状態で使用
されることが多く、前記の方法では硬化深度が浅
いため、寿命が非常に短かかつた。そこで、高周
波焼入れ法が採用されたが、多くの歯先、歯底お
よび歯面を一挙に高周波焼入れすると、大型ラツ
クの変形や曲がり等の歪を発生するので、一歯宛
移動焼入れをする方法を採用したが、歯先或いは
歯底に硬化層の不連続区域を生ずるから、満足す
べき強度が得られなかつた。 本発明は以上のことに鑑みてなされたもので、
大型ラツクの歯先、歯底および歯面まで全歯にわ
たつて連続した硬化層が得られる方法を提供する
ことを目的としている。 問題点を解決するための手段 本発明による大型ラツクの通電誘導焼入れ方法
は、大型ラツクの被焼入れ部分である歯先、歯底
および歯面を含むラツク部分の両端に、誘導コイ
ルの両端に配設されている接触子を当接させ、高
周波電流を前記誘導コイルおよびラツク部分に通
電し焼入れする方法であつて、前記大型ラツクの
歯先面を垂直面内に保持し、厚板状の金属製ブロ
ツクを前記大型ラツクの上面および下面の非焼入
部分を覆うように密接装着し、前記高周波電流に
よる予熱および加熱を行つた後、前記大型ラツク
を冷却液タンク内の冷却液の中に浸漬し、液中に
おいて前記大型ラツクの被加熱部分であるラツク
部分および非加熱部分である背面部分にも冷却液
を噴射することを要旨とする。 作 用 誘導コイルの両端に配設された接触子をラツク
部分の両端に当接して、誘導コイルに高周波電流
を通電すると、ラツク部分には、接触子から流入
する高周波電流と、誘導コイルの電磁誘導作用に
より発生する誘導高周波電流との累加の高周波電
流が流れて、歯先、歯底および歯面を含むラツク
部分が加熱される。次いで、大型ラツクはその下
方に設けられた冷却液タンク内の冷却液の中に浸
漬され、この状態で大型ラツクの被加熱部分であ
るラツク部分および非加熱部分である背面部分に
も冷却液が噴射される。 実施例 第１図ａは本発明の一実施例を示す平面図を、
第１図ｂは第１図ａのＡ―Ａ断面図を、第２図は
大型ラツクを冷却液タンクに浸漬して冷却液を噴
射している状態を示す断面図である。 第１図ａにおいて、図示省略した保持装置によ
つて歯先面が垂直面内にあるように保持された金
属製のワークである大型ラツク１は、被焼入れ部
分である歯先２ａ、歯底２ｂおよび歯面２ｃを含
むラツク部分２を具備している。 誘導コイル１０は、いずれも良導電金属製のコ
イル部１１、導体部１２ａ，１２ｂ、一対の接触
子１３ａ，１３ｂおよび絶縁物１４から構成され
ている。 断面略長方形のコイル部１１は、ラツク部分２
に対向するようにラツク部分２と適切な間隔をお
いて配置されている。コイル部１１の一端には、
コイル部１１と一体となつている断面略長方形の
導体部１２ａが、コイル部１１と略直角方向に突
出形成されており、他端には接触子１３ａがろう
付け等によつて固着されている。 断面略長方形の導体部１２ｂは、絶縁物１４を
介して導体部１２ａに対向装着されており、導体
部１２ｂの大型ラツク１寄りの一端には、前記接
触子１３ａと一対をなす接触子１３ｂがろう付け
等によつて固着されている。即ち、一対の接触子
１３ａおよび１３ｂは、誘導コイル１０の両端に
配設されている。 接触子１３ａおよび１３ｂは、それぞれ空気圧
または油圧式のクランプ２１ａおよび２１ｂの押
圧力によつて、ラツク部分２の両端に当接してい
る。導体部１２ａおよび１３ｂには、高周波電源
４０から高周波電流が供給されている。 ３は大型ラツク１のラツク部分２に対向する背
面部分である。金属製厚板状で断面が略Ｌ字状で
あるブロツク１５ａおよび１５ｂは、それぞれ大
型ラツク１の上面４および下面５に密接装着され
ている。詳しくは、ブロツク１５ａは、大型ラツ
ク１の非焼入れ部分、即ち大型ラツク１の上面４
において、歯底２ｂから若干距離離れた部分から
背面部分３までの間の部分と、同じく非焼入れ部
分である背面部分３の上端部分を覆つている。ま
たブロツク１５ｂは、第２図に示すように、上部
ブロツク１５ａと同様にしてある。 大型ラツク１の下方には、冷却液３３を入れて
ある冷却液タンク３０が設けられている。冷却液
３３の中には前面冷却ジヤケツト３１および背面
冷却ジヤケツト３２が配設されている。 ブロツク１５ａおよび１５ｂが装着された大型
ラツク１は、ブロツク１５ｂの下面に当接した大
型ラツク支持部材２２によつて支持されており、
この大型ラツク支持部材は、シリンダ２４より空
気圧または油圧によつて上方に変位しており、且
つ冷却液タンク３０の底面および冷却液３３を貫
通しているロツド２３の上端に固着されている。 なお、図示省略したが、コイル部１１、導体部
１２ａおよび１２ｂには、冷却液通流用の金属製
パイプが装着されており、また接触子１３ａおよ
び１３ｂには、冷却液通流用の孔が設けられてい
る。 次ぎに、本実施例の作用について説明する。 高周波電源４０より高周波電流を導体部１２ａ
および１２ｂに通電すると、コイル部１１および
ラツク部分２に高周波電流が流れる。即ち、導体
部１２ａ、コイル部１１、接触子１３ａ、ラツク
部分２、接触子１３ｂ、導体部１２ａの径路をと
つて流れる高周波電流と、コイル部１１に流れる
この高周波電流の電磁誘導作用によつてラツク部
分２に発生する誘導高周波電流との累加の高周波
電流が、ラツク部分２に流れてラツク部分２が加
熱される。 この際、最初は小電力で加熱・空冷を数回繰り
返し、歯先と歯底の部分の加熱温度が、いずれも
Ar3変態点以下で、その温度差が略50℃以下にな
つた後、電力を増加して、最終加熱を行い表面温
度が適正になるまで加熱を続ける。これにより、
歯先および歯底の部分の温度差は僅少となる。 加熱終了後、シリンダ２４の空気圧または油圧
を抜いて、第２図に示すようにロツド２３を下
げ、大型ラツク１を冷却液３３の中に浸漬する。
次いでこの状態で、前面冷却ジヤケツト３１およ
び背面冷却ジヤケツト３２より冷却液３３をそれ
ぞれ噴流３５および３６のようにラツク部分２お
よび背面部分３に噴射する。これらの場合におい
ても、大型ラツク１のブロツク１５ａおよび１５
ｂに覆われた部分の冷却は緩和され両端面におけ
る硬化層深さを制限する効果がある。また、ラツ
ク部分２のみならず非焼入れ部分である背面部分
３にも冷却を行うので、前面冷却ジヤケツト３１
および背面冷却ジヤケツト３２より噴射される冷
却液の量を適当に調節することにより、大型ラツ
ク１の反り（曲がり）を最少にすることが出来
る。 従つて、大型ラツク１の変形や曲がり等の歪が
極めて小さく、しかも歯先、歯底および歯面には
適切な加熱と冷却が行われて均一な硬化層を得る
ことができる。 なお、当実施例における加熱および冷却条件並
びに結果の具体的な数値等を以下に示す。鋼種は
SCM440で、ラツクの主要寸法は、モジユール１
２、歯数２８、歯幅160mmである。 加熱条件（周波数 10kHz） 予熱：電力50kW 歯先および歯底が400±10℃になるまでオ
ン・オフを繰り返す。この間の総所要時間
は約16分。 加熱：電力200kW 時間 90秒 冷却条件 冷媒：プラスチツク クエンチ10％、30℃ 冷却遅延時間：18秒 ラツク部分噴射量：700／分、 （５Kg／cm2の圧力にて） 背面部分噴射量：1200／分、 （15Kg／cm2の圧力にて） 結果 焼入れ深さ：歯底より約２〜３mm 表面硬度：（320±10℃×３時間の焼戻し後） 歯先：Hs60〜63 歯底：Hs60〜65
くは大型ラツクの歯部に連続した硬化層を得るた
め、その被焼入れ部分を、その両端で当接してい
る誘導コイルの接触子間に設置し、高周波電流を
通電して加熱を行い、次いで大型ラツクを冷却液
に浸漬して冷却するとともに、大型ラツクの被加
熱部分であるラツク部分および非加熱部分である
背面にも冷却液を噴射して冷却を行う大型ラツク
の通電誘導焼入れ方法に関する。 従来の技術 従来は、イオン窒化法等によつて大型ラツクの
歯先、歯底および歯面の強度をもたせてきた。 考案が解決しようとする問題点 しかしながら、大型ラツクは重負荷状態で使用
されることが多く、前記の方法では硬化深度が浅
いため、寿命が非常に短かかつた。そこで、高周
波焼入れ法が採用されたが、多くの歯先、歯底お
よび歯面を一挙に高周波焼入れすると、大型ラツ
クの変形や曲がり等の歪を発生するので、一歯宛
移動焼入れをする方法を採用したが、歯先或いは
歯底に硬化層の不連続区域を生ずるから、満足す
べき強度が得られなかつた。 本発明は以上のことに鑑みてなされたもので、
大型ラツクの歯先、歯底および歯面まで全歯にわ
たつて連続した硬化層が得られる方法を提供する
ことを目的としている。 問題点を解決するための手段 本発明による大型ラツクの通電誘導焼入れ方法
は、大型ラツクの被焼入れ部分である歯先、歯底
および歯面を含むラツク部分の両端に、誘導コイ
ルの両端に配設されている接触子を当接させ、高
周波電流を前記誘導コイルおよびラツク部分に通
電し焼入れする方法であつて、前記大型ラツクの
歯先面を垂直面内に保持し、厚板状の金属製ブロ
ツクを前記大型ラツクの上面および下面の非焼入
部分を覆うように密接装着し、前記高周波電流に
よる予熱および加熱を行つた後、前記大型ラツク
を冷却液タンク内の冷却液の中に浸漬し、液中に
おいて前記大型ラツクの被加熱部分であるラツク
部分および非加熱部分である背面部分にも冷却液
を噴射することを要旨とする。 作 用 誘導コイルの両端に配設された接触子をラツク
部分の両端に当接して、誘導コイルに高周波電流
を通電すると、ラツク部分には、接触子から流入
する高周波電流と、誘導コイルの電磁誘導作用に
より発生する誘導高周波電流との累加の高周波電
流が流れて、歯先、歯底および歯面を含むラツク
部分が加熱される。次いで、大型ラツクはその下
方に設けられた冷却液タンク内の冷却液の中に浸
漬され、この状態で大型ラツクの被加熱部分であ
るラツク部分および非加熱部分である背面部分に
も冷却液が噴射される。 実施例 第１図ａは本発明の一実施例を示す平面図を、
第１図ｂは第１図ａのＡ―Ａ断面図を、第２図は
大型ラツクを冷却液タンクに浸漬して冷却液を噴
射している状態を示す断面図である。 第１図ａにおいて、図示省略した保持装置によ
つて歯先面が垂直面内にあるように保持された金
属製のワークである大型ラツク１は、被焼入れ部
分である歯先２ａ、歯底２ｂおよび歯面２ｃを含
むラツク部分２を具備している。 誘導コイル１０は、いずれも良導電金属製のコ
イル部１１、導体部１２ａ，１２ｂ、一対の接触
子１３ａ，１３ｂおよび絶縁物１４から構成され
ている。 断面略長方形のコイル部１１は、ラツク部分２
に対向するようにラツク部分２と適切な間隔をお
いて配置されている。コイル部１１の一端には、
コイル部１１と一体となつている断面略長方形の
導体部１２ａが、コイル部１１と略直角方向に突
出形成されており、他端には接触子１３ａがろう
付け等によつて固着されている。 断面略長方形の導体部１２ｂは、絶縁物１４を
介して導体部１２ａに対向装着されており、導体
部１２ｂの大型ラツク１寄りの一端には、前記接
触子１３ａと一対をなす接触子１３ｂがろう付け
等によつて固着されている。即ち、一対の接触子
１３ａおよび１３ｂは、誘導コイル１０の両端に
配設されている。 接触子１３ａおよび１３ｂは、それぞれ空気圧
または油圧式のクランプ２１ａおよび２１ｂの押
圧力によつて、ラツク部分２の両端に当接してい
る。導体部１２ａおよび１３ｂには、高周波電源
４０から高周波電流が供給されている。 ３は大型ラツク１のラツク部分２に対向する背
面部分である。金属製厚板状で断面が略Ｌ字状で
あるブロツク１５ａおよび１５ｂは、それぞれ大
型ラツク１の上面４および下面５に密接装着され
ている。詳しくは、ブロツク１５ａは、大型ラツ
ク１の非焼入れ部分、即ち大型ラツク１の上面４
において、歯底２ｂから若干距離離れた部分から
背面部分３までの間の部分と、同じく非焼入れ部
分である背面部分３の上端部分を覆つている。ま
たブロツク１５ｂは、第２図に示すように、上部
ブロツク１５ａと同様にしてある。 大型ラツク１の下方には、冷却液３３を入れて
ある冷却液タンク３０が設けられている。冷却液
３３の中には前面冷却ジヤケツト３１および背面
冷却ジヤケツト３２が配設されている。 ブロツク１５ａおよび１５ｂが装着された大型
ラツク１は、ブロツク１５ｂの下面に当接した大
型ラツク支持部材２２によつて支持されており、
この大型ラツク支持部材は、シリンダ２４より空
気圧または油圧によつて上方に変位しており、且
つ冷却液タンク３０の底面および冷却液３３を貫
通しているロツド２３の上端に固着されている。 なお、図示省略したが、コイル部１１、導体部
１２ａおよび１２ｂには、冷却液通流用の金属製
パイプが装着されており、また接触子１３ａおよ
び１３ｂには、冷却液通流用の孔が設けられてい
る。 次ぎに、本実施例の作用について説明する。 高周波電源４０より高周波電流を導体部１２ａ
および１２ｂに通電すると、コイル部１１および
ラツク部分２に高周波電流が流れる。即ち、導体
部１２ａ、コイル部１１、接触子１３ａ、ラツク
部分２、接触子１３ｂ、導体部１２ａの径路をと
つて流れる高周波電流と、コイル部１１に流れる
この高周波電流の電磁誘導作用によつてラツク部
分２に発生する誘導高周波電流との累加の高周波
電流が、ラツク部分２に流れてラツク部分２が加
熱される。 この際、最初は小電力で加熱・空冷を数回繰り
返し、歯先と歯底の部分の加熱温度が、いずれも
Ar3変態点以下で、その温度差が略50℃以下にな
つた後、電力を増加して、最終加熱を行い表面温
度が適正になるまで加熱を続ける。これにより、
歯先および歯底の部分の温度差は僅少となる。 加熱終了後、シリンダ２４の空気圧または油圧
を抜いて、第２図に示すようにロツド２３を下
げ、大型ラツク１を冷却液３３の中に浸漬する。
次いでこの状態で、前面冷却ジヤケツト３１およ
び背面冷却ジヤケツト３２より冷却液３３をそれ
ぞれ噴流３５および３６のようにラツク部分２お
よび背面部分３に噴射する。これらの場合におい
ても、大型ラツク１のブロツク１５ａおよび１５
ｂに覆われた部分の冷却は緩和され両端面におけ
る硬化層深さを制限する効果がある。また、ラツ
ク部分２のみならず非焼入れ部分である背面部分
３にも冷却を行うので、前面冷却ジヤケツト３１
および背面冷却ジヤケツト３２より噴射される冷
却液の量を適当に調節することにより、大型ラツ
ク１の反り（曲がり）を最少にすることが出来
る。 従つて、大型ラツク１の変形や曲がり等の歪が
極めて小さく、しかも歯先、歯底および歯面には
適切な加熱と冷却が行われて均一な硬化層を得る
ことができる。 なお、当実施例における加熱および冷却条件並
びに結果の具体的な数値等を以下に示す。鋼種は
SCM440で、ラツクの主要寸法は、モジユール１
２、歯数２８、歯幅160mmである。 加熱条件（周波数 10kHz） 予熱：電力50kW 歯先および歯底が400±10℃になるまでオ
ン・オフを繰り返す。この間の総所要時間
は約16分。 加熱：電力200kW 時間 90秒 冷却条件 冷媒：プラスチツク クエンチ10％、30℃ 冷却遅延時間：18秒 ラツク部分噴射量：700／分、 （５Kg／cm2の圧力にて） 背面部分噴射量：1200／分、 （15Kg／cm2の圧力にて） 結果 焼入れ深さ：歯底より約２〜３mm 表面硬度：（320±10℃×３時間の焼戻し後） 歯先：Hs60〜63 歯底：Hs60〜65
【表】
発明の効果
以上説明したように本発明の大型ラツクの通電
誘導焼入れ方法によれば、高周波電流を誘導コイ
ルおよびラツク部分に通電し、ラツク部分に流れ
る高周波電流と、コイル部に流れる高周波電流の
電磁誘導作用によりラツク部分に発生する誘導高
周波電流との累加の高周波電流によつてラツク部
分を通電誘導焼入れするとともに、大型ラツクの
歯先面を垂直面内に保持し、厚板状の金属製ブロ
ツクを大型ラツクの上面および下面の非焼入部分
を覆うように密接装着し、通電誘導焼入れによる
予熱および本加熱を行つた後、大型ラツクをその
下方に設けた冷却液タンク内の冷却液の中に浸漬
し、この状態でラツク部分および背面部分にも冷
却液を噴射するので、大型ラツクに変形や曲がり
等の歪を生じることなく、歯先、歯底および歯面
に均一な硬化層を得ることができる。
誘導焼入れ方法によれば、高周波電流を誘導コイ
ルおよびラツク部分に通電し、ラツク部分に流れ
る高周波電流と、コイル部に流れる高周波電流の
電磁誘導作用によりラツク部分に発生する誘導高
周波電流との累加の高周波電流によつてラツク部
分を通電誘導焼入れするとともに、大型ラツクの
歯先面を垂直面内に保持し、厚板状の金属製ブロ
ツクを大型ラツクの上面および下面の非焼入部分
を覆うように密接装着し、通電誘導焼入れによる
予熱および本加熱を行つた後、大型ラツクをその
下方に設けた冷却液タンク内の冷却液の中に浸漬
し、この状態でラツク部分および背面部分にも冷
却液を噴射するので、大型ラツクに変形や曲がり
等の歪を生じることなく、歯先、歯底および歯面
に均一な硬化層を得ることができる。
第１図ａは本発明の一実施例を示す平面図を、
第１図ｂは第１図ａのＡ―Ａ断面図を、第２図は
大型ラツクを冷却液タンクに浸漬して冷却液を噴
射している状態を示す断面図である。 １……大型ラツク、２……ラツク部分、２ａ…
…歯先、２ｂ……歯底、２ｃ……歯面、３……背
面部分、４……上面、５……下面、１０……誘導
コイル、１１……コイル部、１２ａ，１２ｂ……
導体部、１３ａ，１３ｂ……接触子、１５ａ，１
５ｂ……ブロツク、３０……冷却液タンク、３１
……前面冷却ジヤケツト、３２……背面冷却ジヤ
ケツト、３３……冷却液。
第１図ｂは第１図ａのＡ―Ａ断面図を、第２図は
大型ラツクを冷却液タンクに浸漬して冷却液を噴
射している状態を示す断面図である。 １……大型ラツク、２……ラツク部分、２ａ…
…歯先、２ｂ……歯底、２ｃ……歯面、３……背
面部分、４……上面、５……下面、１０……誘導
コイル、１１……コイル部、１２ａ，１２ｂ……
導体部、１３ａ，１３ｂ……接触子、１５ａ，１
５ｂ……ブロツク、３０……冷却液タンク、３１
……前面冷却ジヤケツト、３２……背面冷却ジヤ
ケツト、３３……冷却液。
Claims (1)
- １ 大型ラツクの被焼入れ部分である歯先、歯底
および歯面を含むラツク部分の両端に、誘導コイ
ルの両端に配設されている接触子を当接させ、高
周波電流を前記誘導コイルおよびラツク部分に通
電し焼入れする方法であつて、前記大型ラツクの
歯先面を垂直面内に保持し、厚板状の金属製ブロ
ツクを前記大型ラツクの上面および下面の非焼入
部分を覆うように密接装着し、前記高周波電流に
よる予熱および加熱を行つた後、前記大型ラツク
を冷却液タンク内の冷却液の中に浸漬し、液中に
おいて前記大型ラツクの被加熱部分であるラツク
部分および非加熱部分である背面部分にも冷却液
を噴射することを特徴とする大型ラツクの通電誘
導焼入れ方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62244809A JPS6487722A (en) | 1987-09-29 | 1987-09-29 | Electric induction hardening method for large-sized rack |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62244809A JPS6487722A (en) | 1987-09-29 | 1987-09-29 | Electric induction hardening method for large-sized rack |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6487722A JPS6487722A (en) | 1989-03-31 |
| JPH0227410B2 true JPH0227410B2 (ja) | 1990-06-18 |
Family
ID=17124268
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62244809A Granted JPS6487722A (en) | 1987-09-29 | 1987-09-29 | Electric induction hardening method for large-sized rack |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6487722A (ja) |
-
1987
- 1987-09-29 JP JP62244809A patent/JPS6487722A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6487722A (en) | 1989-03-31 |
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