JPH05331529A - 高周波焼き入れ治具 - Google Patents
高周波焼き入れ治具Info
- Publication number
- JPH05331529A JPH05331529A JP4165570A JP16557092A JPH05331529A JP H05331529 A JPH05331529 A JP H05331529A JP 4165570 A JP4165570 A JP 4165570A JP 16557092 A JP16557092 A JP 16557092A JP H05331529 A JPH05331529 A JP H05331529A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- jig
- crystallized glass
- coating layer
- induction hardening
- insulation
- Prior art date
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-
- 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
- General Induction Heating (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】高周波焼き入れ治具の絶縁被覆の耐久性を飛躍
的に向上させると共に、焼き入れ治具の絶縁破壊に伴う
製品の損傷を完全に防止することができ、更に絶縁被覆
を極めて薄くすることができ、これによって誘導加熱効
率を顕著に向上させることを目的とする。 【構成】所定の形状に成形された中空状の基材の表面に
溶融温度が800〜1000℃の結晶化ガラスを被覆形
成してなるもの。
的に向上させると共に、焼き入れ治具の絶縁破壊に伴う
製品の損傷を完全に防止することができ、更に絶縁被覆
を極めて薄くすることができ、これによって誘導加熱効
率を顕著に向上させることを目的とする。 【構成】所定の形状に成形された中空状の基材の表面に
溶融温度が800〜1000℃の結晶化ガラスを被覆形
成してなるもの。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は鋼などの高周波焼き入れ
治具に関し、その絶縁被覆の耐久性を飛躍的に向上させ
ると共に、焼き入れ治具の絶縁破壊に伴う製品の損傷を
完全に防止することができ、更に絶縁被覆を極めて薄く
することができ、これによって誘導加熱効率を顕著に向
上させることができるものである。
治具に関し、その絶縁被覆の耐久性を飛躍的に向上させ
ると共に、焼き入れ治具の絶縁破壊に伴う製品の損傷を
完全に防止することができ、更に絶縁被覆を極めて薄く
することができ、これによって誘導加熱効率を顕著に向
上させることができるものである。
【0002】
【従来の技術】高周波焼き入れ治具の形状は円形、L形
等焼き入れする製品の形状に応じて様々である(実開昭
59−193854号公報、実開昭60−94802号
公報)が、基本的には冷却液を循環させるために銅管
(直径5〜6mm、肉厚1、0mm)を石綿で巻き、こ
の石綿をワニスなどで固めて被覆して乾燥したものであ
る。その典型的な形状構造を図1、図2を参照しつつ説
明する。図1に示す高周波焼き入れ治具は鋼管等の円筒
体の表面を高周波焼き入れするための治具であって、銅
管10をループ状に曲げて、その円形部11に石綿を巻
き、これをワニスで固めて絶縁被覆層12を形成してい
る。銅管10に電圧20〜200vの高周波電流を流
し、焼き入れする鋼管Pを円形部に挿入して、一定の速
度で焼き入れ治具を鋼管に対して相対的にその長手方向
に移動させ(実開昭58−36596号公報参照)て、
その表面を850〜900℃に加熱し、水をかけて水冷
し焼き入れするものである。銅管10には大電流を流す
ので銅管自体が発熱して絶縁被覆層12のバインダー物
質である樹脂が分解し、被覆されている石綿などの密着
性が失われると共に、樹脂の分解の過程で、石綿そのも
のも、もろくなるため鋼管P(製品)が被覆層12に接
触すると簡単にその部分の被覆層が損傷してその部分の
銅管が露出する。銅管が露出すると、銅管10と鋼管P
との間でスパークし鋼管Pの表面を著しく損傷する。こ
れを可及的に防止するために、銅管に冷却液を循環させ
てこれを冷却している。しかしそれでも高温に加熱され
ることは避けられず、従って絶縁被覆層12の劣化は急
速に進行する。他方、誘導加熱の効率は銅管10の表面
と鋼管Pの表面との間隙の2乗に反比例するので、誘導
加熱の効率の低下を可及的に防止するために絶縁被覆層
の厚さは上記の石綿にワニスを含浸したものでは数mm
程度に抑えられている。従って、絶縁被覆層のわずかな
損傷でもその絶縁が破壊され、製品を損傷させるので、
この種の従来の高周波焼き入れ治具の実際の使用可能回
数は最大限わずか数回である。これに代わり得るものと
しては絶縁抵抗が高く、極めて薄い絶縁被膜で高い絶縁
抵抗を示し、しかも極めて高温の状態でもその絶縁特
性、物理的強度が低下せず、更にその絶縁の信頼度が高
いものでなければならない。このようなものは現段階で
は適当なものがないため、従来の石綿をワニスなどで固
めたものが短時間使用に於いては最も絶縁性の信頼度が
高く、実用性に優れたものとされている。ところでセラ
ミック絶縁被覆が絶縁抵抗、耐熱性、耐磨耗性に優れて
いることは理論的には良く知られたことである。しかし
アルミナなどの通常のセラミック絶縁物は融点が高いた
め、銅などを基材とする高周波焼き入れ治具の絶縁被覆
として用いることは殆ど不可能である。そこでアルミナ
などに比べ絶縁性に於いて多少劣るものの銅などの基材
の融点以下で絶縁被覆が可能なものとしてホーロー被覆
することが考えられる。しかしながら通常のホーローの
場合、基材となる銅などの融点以下の850〜900℃
で焼成し、被覆層を形成できるものの、この焼成温度で
再溶解するため、鋼などの様に高温度での焼入れを必要
とするものに用いる場合には出来る限り、被加熱物から
離隔した状態で使用するか、又は出来る限り焼成温度の
高いホーローを用いる必要がある。しかしながら前者の
場合に於いては被加熱物からの距離が大きくなる分、エ
ネルギーの利用効率が悪くなる欠点があり又一方後者の
場合、焼成温度の高い耐熱性の高いホーローを被覆しよ
うとすると基材とホーローの密着性が低下し、剥離し易
くなると共に焼成時に基材が変形し易くなるという問題
がある。
等焼き入れする製品の形状に応じて様々である(実開昭
59−193854号公報、実開昭60−94802号
公報)が、基本的には冷却液を循環させるために銅管
(直径5〜6mm、肉厚1、0mm)を石綿で巻き、こ
の石綿をワニスなどで固めて被覆して乾燥したものであ
る。その典型的な形状構造を図1、図2を参照しつつ説
明する。図1に示す高周波焼き入れ治具は鋼管等の円筒
体の表面を高周波焼き入れするための治具であって、銅
管10をループ状に曲げて、その円形部11に石綿を巻
き、これをワニスで固めて絶縁被覆層12を形成してい
る。銅管10に電圧20〜200vの高周波電流を流
し、焼き入れする鋼管Pを円形部に挿入して、一定の速
度で焼き入れ治具を鋼管に対して相対的にその長手方向
に移動させ(実開昭58−36596号公報参照)て、
その表面を850〜900℃に加熱し、水をかけて水冷
し焼き入れするものである。銅管10には大電流を流す
ので銅管自体が発熱して絶縁被覆層12のバインダー物
質である樹脂が分解し、被覆されている石綿などの密着
性が失われると共に、樹脂の分解の過程で、石綿そのも
のも、もろくなるため鋼管P(製品)が被覆層12に接
触すると簡単にその部分の被覆層が損傷してその部分の
銅管が露出する。銅管が露出すると、銅管10と鋼管P
との間でスパークし鋼管Pの表面を著しく損傷する。こ
れを可及的に防止するために、銅管に冷却液を循環させ
てこれを冷却している。しかしそれでも高温に加熱され
ることは避けられず、従って絶縁被覆層12の劣化は急
速に進行する。他方、誘導加熱の効率は銅管10の表面
と鋼管Pの表面との間隙の2乗に反比例するので、誘導
加熱の効率の低下を可及的に防止するために絶縁被覆層
の厚さは上記の石綿にワニスを含浸したものでは数mm
程度に抑えられている。従って、絶縁被覆層のわずかな
損傷でもその絶縁が破壊され、製品を損傷させるので、
この種の従来の高周波焼き入れ治具の実際の使用可能回
数は最大限わずか数回である。これに代わり得るものと
しては絶縁抵抗が高く、極めて薄い絶縁被膜で高い絶縁
抵抗を示し、しかも極めて高温の状態でもその絶縁特
性、物理的強度が低下せず、更にその絶縁の信頼度が高
いものでなければならない。このようなものは現段階で
は適当なものがないため、従来の石綿をワニスなどで固
めたものが短時間使用に於いては最も絶縁性の信頼度が
高く、実用性に優れたものとされている。ところでセラ
ミック絶縁被覆が絶縁抵抗、耐熱性、耐磨耗性に優れて
いることは理論的には良く知られたことである。しかし
アルミナなどの通常のセラミック絶縁物は融点が高いた
め、銅などを基材とする高周波焼き入れ治具の絶縁被覆
として用いることは殆ど不可能である。そこでアルミナ
などに比べ絶縁性に於いて多少劣るものの銅などの基材
の融点以下で絶縁被覆が可能なものとしてホーロー被覆
することが考えられる。しかしながら通常のホーローの
場合、基材となる銅などの融点以下の850〜900℃
で焼成し、被覆層を形成できるものの、この焼成温度で
再溶解するため、鋼などの様に高温度での焼入れを必要
とするものに用いる場合には出来る限り、被加熱物から
離隔した状態で使用するか、又は出来る限り焼成温度の
高いホーローを用いる必要がある。しかしながら前者の
場合に於いては被加熱物からの距離が大きくなる分、エ
ネルギーの利用効率が悪くなる欠点があり又一方後者の
場合、焼成温度の高い耐熱性の高いホーローを被覆しよ
うとすると基材とホーローの密着性が低下し、剥離し易
くなると共に焼成時に基材が変形し易くなるという問題
がある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、セラミック
被覆層の高い絶縁性、耐熱性、耐摩耗性を利用すること
が誘導加熱治具の耐久性、信頼性、誘導加熱の効率を飛
躍的に向上させる上で極めて有効であることに着目した
もので、これを実用化する上での上記の問題点、すなわ
ち銅管などの基材の融点近くの高温度で使用出来る耐熱
性を有する絶縁被覆層を形成する上での問題点を解決し
実用に耐えられる程度に高品質のセラミック被覆層を形
成してなる高周波焼き入れ治具の提供をその課題とする
ものである。
被覆層の高い絶縁性、耐熱性、耐摩耗性を利用すること
が誘導加熱治具の耐久性、信頼性、誘導加熱の効率を飛
躍的に向上させる上で極めて有効であることに着目した
もので、これを実用化する上での上記の問題点、すなわ
ち銅管などの基材の融点近くの高温度で使用出来る耐熱
性を有する絶縁被覆層を形成する上での問題点を解決し
実用に耐えられる程度に高品質のセラミック被覆層を形
成してなる高周波焼き入れ治具の提供をその課題とする
ものである。
【0004】
【課題を解決のための手段】上記課題解決のために講じ
た手段は、所定の形状に成形加工された中空状の基材の
表面に溶融温度が800〜1000℃の結晶化ガラス被
覆層を形成(ホーローコーティング)したことである。
た手段は、所定の形状に成形加工された中空状の基材の
表面に溶融温度が800〜1000℃の結晶化ガラス被
覆層を形成(ホーローコーティング)したことである。
【0005】
【作 用】泳動電着法などによって銅管等の基材の表面
に電着させた結晶化ガラスを800〜1000℃で焼成
すると、結晶化ガラスからなる電着層は溶融して軟化流
動すると同時に結晶化が進行して、粘度が急速に上昇
し、再溶融しにくい均一で滑らかな表面状態を有する結
晶化ガラス層(ホーローコーティング)が形成される。
この焼成後の結晶化ガラス層は結晶化により通常のホー
ローのように焼成温度で再溶融することがなく耐熱性に
優れるため高周波焼入れ治具の様に絶えず冷却しながら
使用する場合に於いては結晶化ガラスの融点近くまでの
使用が可能となる。したがって鋼などの様に高い焼入れ
温度を必要とする様な場合にも、被加熱物に近接した状
態で使用することが出来るため高い誘導加熱効率が得ら
れる。
に電着させた結晶化ガラスを800〜1000℃で焼成
すると、結晶化ガラスからなる電着層は溶融して軟化流
動すると同時に結晶化が進行して、粘度が急速に上昇
し、再溶融しにくい均一で滑らかな表面状態を有する結
晶化ガラス層(ホーローコーティング)が形成される。
この焼成後の結晶化ガラス層は結晶化により通常のホー
ローのように焼成温度で再溶融することがなく耐熱性に
優れるため高周波焼入れ治具の様に絶えず冷却しながら
使用する場合に於いては結晶化ガラスの融点近くまでの
使用が可能となる。したがって鋼などの様に高い焼入れ
温度を必要とする様な場合にも、被加熱物に近接した状
態で使用することが出来るため高い誘導加熱効率が得ら
れる。
【0006】
【実 施 例】イソプロピルアルコールに結晶化ガラス
(SiO2、MgO等を含有する多成分系結晶化ガラ
ス)の微粒子を重量比0.5%添加し、分散したスラリ
ーに所定形状の銅管1と電極板2を浸し、銅管1にマイ
ナス電極を接続し、電極板2にプラス電極を接続する。
この状態で500v、0.01Aの電流を流して結晶化
ガラスを銅管1の表面に均一に付着させる(図3参
照)。これを950℃で20分間焼成して連続したガラ
ス被覆層を銅管表面に形成する。結晶化ガラスは溶融す
ると同時に急激に粘度上昇し、均一で滑らかな厚さの結
晶化ガラス被覆層が形成される。結晶化ガラス層の厚さ
は電着条件を調節することによって40〜500μmの
厚さになるようにする。なおこの場合に於いて結晶化ガ
ラスの溶融温度が800℃以下では、再溶融温度が80
0℃強で比較的低いので、実用性に乏しい。又一方10
00℃以上では銅管の溶融点1085℃に近くなって焼
成時に銅管が変形したり被覆層が剥離したりする恐れが
あるので、これ以上溶融温度の高い結晶化ガラスを採用
しても実用上のメリットはない。又結晶化ガラス被覆層
の厚さが40μm以下では、十分な絶縁の信頼度が得ら
れず、また500μm以上に厚くすると返って誘導加熱
効率が低下するだけである。本発明の結晶化ガラス絶縁
被覆層(ホーローコーティング層)を形成した高周波焼
き入れ治具の耐久試験結果は次の通りである。 例1;スプロケット用高周波焼き入れ治具、 治具の全体形状;上記実施例と同じ、 結晶化ガラスの溶融温度;950℃、 高周波加熱温度;850〜900℃、 高周波加熱時間;1、9秒、 冷却時間 ;1、5秒、 着脱時間 ;20秒、 従来品、 本発明品、 絶縁被覆層の厚さ; 1600μm、 180μm、 耐久性 ; 4〜5回、 10、000回以上。 例2;長物レール用高周波焼き入れ治具、 治具の全体形状;L形形状(具体的形状については図4
参照)、 結晶化ガラスの溶融温度;950℃、 高周波加熱温度;850〜900℃、 高周波加熱時間;1、2cm/分の速度で移動、 長物レールの長さ;2m 従来品、 本発明品、 絶縁被覆層の厚さ; 1800μm、 200μm、 耐久性 ; 2〜3回、 5、000回以上。
(SiO2、MgO等を含有する多成分系結晶化ガラ
ス)の微粒子を重量比0.5%添加し、分散したスラリ
ーに所定形状の銅管1と電極板2を浸し、銅管1にマイ
ナス電極を接続し、電極板2にプラス電極を接続する。
この状態で500v、0.01Aの電流を流して結晶化
ガラスを銅管1の表面に均一に付着させる(図3参
照)。これを950℃で20分間焼成して連続したガラ
ス被覆層を銅管表面に形成する。結晶化ガラスは溶融す
ると同時に急激に粘度上昇し、均一で滑らかな厚さの結
晶化ガラス被覆層が形成される。結晶化ガラス層の厚さ
は電着条件を調節することによって40〜500μmの
厚さになるようにする。なおこの場合に於いて結晶化ガ
ラスの溶融温度が800℃以下では、再溶融温度が80
0℃強で比較的低いので、実用性に乏しい。又一方10
00℃以上では銅管の溶融点1085℃に近くなって焼
成時に銅管が変形したり被覆層が剥離したりする恐れが
あるので、これ以上溶融温度の高い結晶化ガラスを採用
しても実用上のメリットはない。又結晶化ガラス被覆層
の厚さが40μm以下では、十分な絶縁の信頼度が得ら
れず、また500μm以上に厚くすると返って誘導加熱
効率が低下するだけである。本発明の結晶化ガラス絶縁
被覆層(ホーローコーティング層)を形成した高周波焼
き入れ治具の耐久試験結果は次の通りである。 例1;スプロケット用高周波焼き入れ治具、 治具の全体形状;上記実施例と同じ、 結晶化ガラスの溶融温度;950℃、 高周波加熱温度;850〜900℃、 高周波加熱時間;1、9秒、 冷却時間 ;1、5秒、 着脱時間 ;20秒、 従来品、 本発明品、 絶縁被覆層の厚さ; 1600μm、 180μm、 耐久性 ; 4〜5回、 10、000回以上。 例2;長物レール用高周波焼き入れ治具、 治具の全体形状;L形形状(具体的形状については図4
参照)、 結晶化ガラスの溶融温度;950℃、 高周波加熱温度;850〜900℃、 高周波加熱時間;1、2cm/分の速度で移動、 長物レールの長さ;2m 従来品、 本発明品、 絶縁被覆層の厚さ; 1800μm、 200μm、 耐久性 ; 2〜3回、 5、000回以上。
【0007】
【効 果】本発明の課題は新規である。従って、この新
規な課題を解決して、セラミック絶縁被覆の耐熱性、耐
摩耗性、高絶縁性を高周波焼き入れ治具に実用化できる
ようにしたこと自体が本発明特有の優れた効果である。
そして、セラミック絶縁被覆は耐摩耗性が極めて高いの
で高周波焼き入れ治具が焼き入れする製品に接触して
も、簡単にはその絶縁破壊を生じることがなく、その信
頼度が高く、高周波加熱を極めて安全に行うことができ
る。又、セラミック絶縁被覆層の厚さの精度が極めて高
い(予定値に対する製作誤差、±10μm)ので、治具
表面を被加熱体(焼き入れする製品)の表面に接触しな
い程度に可及的に接近させるように設計、製作すること
ができ、このために誘導加熱効率を著しく向上させるこ
とができる。更に溶融温度1000℃以下の結晶化ガラ
スを用いるので焼成時に於ける基材の変形や被覆層の剥
離を防止することが出来ると共に、この結晶化ガラスの
再溶融温度は1000℃強になるので、高周波加熱時に
被覆層の表面が1000℃近くに加熱されても再溶融の
恐れがないからこれによって1000℃の加熱温度で高
周波加熱を繰り返し行うことが可能になる。耐久性が極
めて優れているので、治具の交換頻度が従来品に比べて
ほぼゼロに等しく、従って治具の交換作業、交換時間が
殆どゼロに等しいので、作業能率、効率が向上し、又治
具のためのランニングコストを著しく下げることができ
る。
規な課題を解決して、セラミック絶縁被覆の耐熱性、耐
摩耗性、高絶縁性を高周波焼き入れ治具に実用化できる
ようにしたこと自体が本発明特有の優れた効果である。
そして、セラミック絶縁被覆は耐摩耗性が極めて高いの
で高周波焼き入れ治具が焼き入れする製品に接触して
も、簡単にはその絶縁破壊を生じることがなく、その信
頼度が高く、高周波加熱を極めて安全に行うことができ
る。又、セラミック絶縁被覆層の厚さの精度が極めて高
い(予定値に対する製作誤差、±10μm)ので、治具
表面を被加熱体(焼き入れする製品)の表面に接触しな
い程度に可及的に接近させるように設計、製作すること
ができ、このために誘導加熱効率を著しく向上させるこ
とができる。更に溶融温度1000℃以下の結晶化ガラ
スを用いるので焼成時に於ける基材の変形や被覆層の剥
離を防止することが出来ると共に、この結晶化ガラスの
再溶融温度は1000℃強になるので、高周波加熱時に
被覆層の表面が1000℃近くに加熱されても再溶融の
恐れがないからこれによって1000℃の加熱温度で高
周波加熱を繰り返し行うことが可能になる。耐久性が極
めて優れているので、治具の交換頻度が従来品に比べて
ほぼゼロに等しく、従って治具の交換作業、交換時間が
殆どゼロに等しいので、作業能率、効率が向上し、又治
具のためのランニングコストを著しく下げることができ
る。
【図1】従来技術の概略説明図である。
【図2】図1のA−A断面図である。
【図3】泳動電着法による結晶化ガラスの電着装置の概
略図である。
略図である。
【図4】L形レールの高周波焼き入れ治具の使用状態の
斜視図である。
斜視図である。
1、10・・・銅管 2・・・電極板 11・・・円形部 12・・・絶縁被覆層 P・・・ 鋼管
Claims (1)
- 【請求項1】所定の形状に成形された中空状の基材の表
面に溶融温度が800〜1000℃の結晶化ガラスを被
覆してなる高周波焼き入れ治具。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4165570A JPH05331529A (ja) | 1992-06-02 | 1992-06-02 | 高周波焼き入れ治具 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4165570A JPH05331529A (ja) | 1992-06-02 | 1992-06-02 | 高周波焼き入れ治具 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05331529A true JPH05331529A (ja) | 1993-12-14 |
Family
ID=15814878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4165570A Pending JPH05331529A (ja) | 1992-06-02 | 1992-06-02 | 高周波焼き入れ治具 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05331529A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003046230A1 (fr) * | 2001-11-27 | 2003-06-05 | Kikuchi Co., Ltd. | Moulage a la presse, procede de trempe haute frequence associe et systeme de trempe haute frequence associe |
-
1992
- 1992-06-02 JP JP4165570A patent/JPH05331529A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003046230A1 (fr) * | 2001-11-27 | 2003-06-05 | Kikuchi Co., Ltd. | Moulage a la presse, procede de trempe haute frequence associe et systeme de trempe haute frequence associe |
| US7070228B2 (en) | 2001-11-27 | 2006-07-04 | Kikuchi Co., Ltd. | Press molding and its high frequency quenching method and its high frequency quenching system |
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