JPH11279647A - 円筒状ワークの焼もどし方法 - Google Patents

円筒状ワークの焼もどし方法

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JPH11279647A
JPH11279647A JP10081255A JP8125598A JPH11279647A JP H11279647 A JPH11279647 A JP H11279647A JP 10081255 A JP10081255 A JP 10081255A JP 8125598 A JP8125598 A JP 8125598A JP H11279647 A JPH11279647 A JP H11279647A
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JP
Japan
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tempering
temperature
cooling
quenching
work
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Application number
JP10081255A
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English (en)
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Isao Yoshida
功 吉田
Kiyokazu Niwa
清和 丹羽
Masahiro Nakajima
正弘 中島
Hiroyuki Takeno
裕之 竹野
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Topy Industries Ltd
Original Assignee
Topy Industries Ltd
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Publication date
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱処理設備のコンパクト化。 【解決手段】 ワークの焼入れすべき部分をAc3 点以
上の温度に加熱しついで冷却する際に、ワークのMf
以下でかつ焼もどし温度以上の温度で冷却を中止するよ
うに冷却を制御し、その後はワークが保持している熱で
焼入れ形成部を焼もどす円筒状ワークの焼もどし方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、中空または中実の
円筒状ワーク(たとえば、履帯用ブッシングまたはピン
等)の焼もどし方法に関する。
【0002】
【従来の技術】履帯用ブッシングまたはピンのような円
筒状ワークを炉加熱または誘導加熱を行い円筒状ワーク
に焼入れ部を形成した場合、その焼入れ部の靱性向上な
どを目的として、炉加熱または誘導加熱により再加熱を
行って、円筒状ワークの焼入れ部の焼もどしを行ってい
る。従来の焼入れ、焼もどしのヒートサイクルは、たと
えば、炉加熱の場合、図2に示す通りであり、ワークを
Ac3 点以上である焼入温度に加熱し約5分保持しつい
で室温まで急冷することによりワークに焼入れを施し、
ついで焼もどし温度にまで再加熱して円筒状ワークの焼
入れ部の焼もどしを行っている。ここで、円筒状ワーク
の焼入れ部とは、以下のものを含む。 1.履帯用ピンのような中実円筒状ワークの場合 1−1.ワーク全体を炉加熱により加熱し、その鋼の焼
入れ性能により得られる焼入れ組織形成部。 1−2.ワークを誘導加熱により加熱し、その周波数で
の浸透深さまたは鋼の焼入れ性能により得られる焼入れ
組織形成部(焼入れ組織形成部以外の部位については圧
延まま組織、または誘導加熱前の素地調質組織であ
る)。 2.履帯用ブッシングのような中空円筒状ワークの場合 2−1.ワークの外周面より誘導加熱により加熱し、ワ
ーク肉厚全体を焼入れして得られるワーク断面均一な硬
さの焼入れ組織形成部。 2−2.外周面および内周面から肉厚中心部に向かって
それぞれ高周波焼入れ部を形成し、高周波焼入れ部間の
ブッシング肉厚芯部に調質を施さないで焼もどし部を形
成しつつ得られる外周面側および内周面側の焼入れ組織
形成部。(この焼入れ組織を得る方法としては、従来技
術として特開昭59−77979号、特願平7−299
997号、特開平1−75629号がある。)
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の
(1−1、1−2、2−1、2−2の)いずれの円筒状
ワークの焼もどし方法にも、つぎの問題があった。焼も
どし処理のため、炉または誘導加熱等の焼もどし用の熱
処理設備が必要となる。そのため、焼入れ設備および焼
もどし設備を合わせると熱処理設備全体が長大なものと
なり、かつ焼もどし用熱処理設備の維持更新が必要とな
る。したがって、熱処理設備のための十分な敷地の確
保、維持更新のための費用が必要となり、また維持更新
作業のため設備稼働率が低下するという不具合がある。
本発明の目的は、熱処理設備をコンパクト化できる円筒
状ワークの焼もどし方法を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明はつぎの通りである。 (1) ワークの焼入れすべき部分をAc3 点以上の温
度に加熱しついで冷却する際に、ワークのMf (マルテ
ンサイトフィニッシュ)点以下でかつ焼もどし温度以上
の温度で冷却を中止するように冷却を制御し、その後は
ワークが保持している熱で焼入れ形成部を焼もどす円筒
状ワークの焼もどし方法。 (2) 前記ワークが履帯用のブッシングあるいはピン
からなる(1)記載の円筒状ワークの焼もどし方法。
【0005】上記(1)、(2)の円筒状ワークの焼も
どし方法では、焼入れ冷却時の冷却条件を制御すること
により、焼入れ後の引上げ熱(冷却を中止した時点でワ
ークが保持している熱のこと)を利用して焼入れ形成部
の焼もどしを行うので、炉または誘導加熱等の焼もどし
用の熱処理設備を設ける必要が無く、焼入れ設備と焼も
どし設備の両方を必要とした従来に比べて、熱処理設備
をコンパクト化できる。また、焼もどしに焼入れ後の引
上げ熱を利用するので、従来の焼入れ冷却においていっ
たん室温まで下げそこから焼もどし温度にまで加熱する
場合に比べて、エネルギーを節約できる。また、焼もど
しに焼入れ後の引上げ熱を利用するので、従来の焼入れ
冷却においていったん室温まで下げそこから焼もどし温
度にまで加熱する場合に比べて、炉または誘導加熱等の
焼もどし用の熱処理設備を使用する必要がなく、また焼
入れ工程で焼もどしもやってしまうので、工程削減、熱
処理時間の短縮をはかることができる。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明実施例の円筒状ワークの焼
もどし方法は、図1に示すように、焼入れ冷却時の冷却
条件を制御することにより、焼入れ後の引上げ熱を利用
して焼入れ形成部の焼もどしを施す方法からなる。円筒
状ワークとしては、たとえば、履帯用ブッシング、履帯
用ピンなどがある。ただし、履帯用ブッシングまたは履
帯用ピンに限るものではない。
【0007】焼入れ時には、ワークの焼入れすべき部分
はAc3 点以上の温度(焼入れ温度)に炉加熱または誘
導加熱により加熱され(これによって組織がオーステナ
イト化され)、炉加熱の場合は焼入れ温度に所定時間
(たとえば、約5分)保持され、ついで冷却(急冷)さ
れる(これによって組織がマルテンサイト化される)。
この焼入れ冷却の際に、ワークのMf (マルテンサイト
フィニッシュ)点以下でかつ焼もどし温度以上の温度で
冷却を中止するように冷却を制御する。その後はワーク
が保持している熱で一定時間放置することにより焼入れ
形成部を焼もどす。
【0008】従来方法での説明で述べた円筒状ワークの
焼入れ方法別にその方法を説明する。1−1、1−2、
2−1のような焼入れ加熱と冷却を1回ずつ行う場合
は、焼入れ加熱後制御された冷却条件によりワークの焼
入れ形成部をMf 点直下に冷却した直後に冷却を中止
し、Mf 点直下の温度で焼入れ形成部を一定時間放置す
ることにより、焼入れ形成部に焼もどしを行う。2−2
のような焼入れ加熱と冷却の工程を2回ずつ行う場合
は、1工程目の焼入れ加熱と冷却で得られた焼入れ形成
部を上記の方法と同様に焼もどしを行った後、2工程目
の焼入れ加熱と冷却で得られた焼入れ形成部についても
上記の方法を用いて焼もどしを行う。
【0009】焼入れ冷却とそれに続く焼もどしにおい
て、ワークは、たとえ冷却停止直後にMf 点を超える部
分があっても、つぎのようにほぼ均一に焼もどしされ
る。すなわち、図3に示すように、ワーク(たとえば、
履帯用ピン1)の外側表面温度がMf 点以下になった時
に冷却を中止した場合、芯部の温度T1 はMf 点以上で
あるかもしれない(図3の(イ)参照)。しかしX秒後
には、冷却停止直後の温度勾配は均一化する。その理由
は、 (1)表面の低温部で芯部を冷却させることで、芯部を
f 点以下とする。 (2)芯部の高温で表面の冷えた部分を復熱させること
で、温度分布を均一化する。 からである(図3の(ロ)参照)。この場合、この芯部
の温度T1 がX秒後にMf 点以下の温度であるT2 に下
がるとすると、(T1 −T2 )/Xが一定のレベルを保
っていれば、芯部にも焼きが入る。図3の(ロ)以後
は、T2 からの自然冷却で芯部も表面もほぼ均一に焼も
どしされる。
【0010】焼入れ冷却時にワーク温度がMf 点直下に
なった時に冷却を中止して、ワークが保持している熱を
利用して焼もどしするので、炉または誘導加熱等の焼も
どし用の熱処理設備が必要でなくなり、焼もどし用の熱
処理設備を必要としていた場合に比べて小さくなり、室
温まで下げてそこから焼もどし温度に上げていた場合に
比べて作業工程が少なくなりかつ作業時間も短縮され
る。
【0011】
【実施例】履帯用ピンおよび履帯用ブッシングに本発明
方法を適用して焼もどし効果をテストした。使用した履
帯用ピンおよび履帯用ブッシングの化学組成はつぎの通
りであった。 1) 履帯用ピン(SAE1035にボロンを添加した
もの) C:0.32〜0.38 Si:0.15〜0.35 Mn:0.60〜0.90 P:0.030以下 S:0.030以下 Cu:0.30以下 Sn:− Ni:0.20以下 Cr:0.20以下 Al:0.015〜0.070 Mo:− Ti:0.010〜0.040 B:0.0005〜0.0030 2)履帯用ブッシング(SAE1040にマンガン、ボ
ロンを添加したもの) C:0.39〜0.42 Si:0.15〜0.35 Mn:1.00〜1.20 P:0.025以下 S:0.025以下 Cu:0.30以下 Sn:− Ni:0.20以下 Cr:0.20以下 Al:0.015〜0.070 Mo:− Ti:0.015〜0.050 B:0.0005〜0.0030
【0012】1)履帯用ピンの寸法はつぎの通りであっ
た。 外径:38.0mm 全長:212.0mm 2)履帯用ブッシングの寸法はつぎの通りであった。 外径:59.0mm 内径:38.7mm 全長:145.5mm
【0013】ヒートサイクルはつぎの通りであった。 1)履帯用ピンのヒートサイクル 焼入れ温度:850℃(炉加熱の場合。誘導加熱の場合
はこれ以上) Ms 点(マルテンサイト変態の開始温度):400℃ Mf 点(95%マルテンサイト):210℃ 焼もどし温度:170℃ 従来方法の焼もどし保持時間:1.0h 2)履帯用ブッシングのヒートサイクル 焼入れ温度:825℃(炉加熱の場合。誘導加熱の場合
はこれ以上) Ms 点(マルテンサイト変態の開始温度):365℃ Mf 点(95%マルテンサイト):180℃ 焼もどし温度:160℃ 従来方法の焼もどし保持時間:1.0h
【0014】テスト結果はつぎの通りであった。 1)履帯用ピン 本発明実施例の方法で焼もどしした履帯用ピンと従来の
ヒートサイクル(室温まで下げた後、焼もどし温度に再
加熱するサイクル)で焼もどしした履帯用ピンとで曲げ
試験を行ったところ、破断荷重(曲げによる折損に至る
までの荷重)、およびたわみ(折損に至るまでの変形
量)において、互いに同等であった。 2)履帯用ブッシング 本発明実施例の方法で焼もどしした履帯用ブッシングと
従来のヒートサイクル(室温まで下げた後、焼もどし温
度に再加熱するサイクル)で焼もどしした履帯用ブッシ
ングで圧壊試験を行ったところ、破断荷重(円筒を圧縮
して折損に至るまでの荷重)、およびたわみ(折損に至
るまでの変形量)において、互いに同等であった。
【0015】
【発明の効果】請求項1、2の円筒状ワークの焼もどし
方法では、焼入れ冷却時の冷却条件を制御することによ
り、焼入れ後の引上げ熱(冷却を中止した時点でワーク
が保持している熱のこと)を利用して焼入れ形成部の焼
もどしを行うので、炉または誘導加熱等の焼もどし用の
熱処理設備を設ける必要が無く、焼入れ設備と焼もどし
設備の両方を必要とした従来に比べて、熱処理設備をコ
ンパクト化できる。また、焼もどしの加熱に焼入れ後の
引上げ熱を利用するので、従来の焼入れ冷却においてい
ったん室温まで下げそこから焼もどし温度にまで加熱す
る場合に比べて、エネルギーを節約できる。また、焼も
どしの加熱に焼入れ後の引上げ熱を利用するので、従来
の焼入れ冷却においていったん室温まで下げそこから焼
もどし温度にまで加熱する場合に比べて、炉または誘導
加熱等の焼もどし用の熱処理設備を使用する必要がな
く、また焼入れ工程で焼もどしもやってしまうので、工
程削減、熱処理時間の短縮をはかることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明実施例の円筒状ワークの焼もどし方法の
ヒートサイクル図である。
【図2】従来の円筒状ワークの焼もどし方法のヒートサ
イクル図である。
【図3】冷却停止直後とX秒後の温度分布図である。
【符号の説明】
1 履帯用ピン Mf マルテンサイトフィニッシュ温度
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹野 裕之 東京都千代田区四番町5番地9 トピー工 業株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ワークの焼入れすべき部分をAc3 点以
    上の温度に加熱しついで冷却する際に、ワークのMf
    以下でかつ焼もどし温度以上の温度で冷却を中止するよ
    うに冷却を制御し、その後はワークが保持している熱で
    焼入れ形成部を焼もどす円筒状ワークの焼もどし方法。
  2. 【請求項2】 前記ワークが履帯用のブッシングあるい
    はピンからなる請求項1記載の円筒状ワークの焼もどし
    方法。
JP10081255A 1998-03-27 1998-03-27 円筒状ワークの焼もどし方法 Pending JPH11279647A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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