JPS5896814A - 加熱制御焼入方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、表面焼入社の焼入方法に関し、特に焼入処理
能率と焼入扛深さ精度を実際に決める加熱条件及びその
加熱制御法を使用する表面焼入方法に関するものであり
、例えば、部材−の中心から偏在して孔設さ扛た孔壁を
その薄肉背部に母材組織を残すようにして靭性を保たし
める如く焼入扛する方法である。

厚肉部と薄肉部を背後に持つ偏肉部材の表層あるが、単
に誘導加熱器と冷却器とを組合わせる従来の焼入方法で
は被焼入部分の後背周囲の形状及びマス（Ｍａｓｓ）が
不同な偏肉部材に対しては、その目的が′必ずしも満足
に達成できず、焼入ｒ深さおよび伊さの不均一が生じ、
偏肉が極端な場合即ち第１図に示す部材Ｗの孔りの孔壁
を焼入扛するような場合には陰線りで示すように母材の
柔軟組織を失う極端な焼ムラが生ずるので表面焼入社は
不適とさｒｌこの様な場合には浸炭処理による表面硬化
が施さｎていた。然し浸炭処理には前処理が極めて厄介
であり、かつ浸炭に数時間もか＼す、生産性が悪いので
、こｆに代る効率的な処理方法の開発が望まれていた。

本発明者は偏肉部材に従来方法による焼入ｆが不適であ
る原因を考察したところ１部材の中心から偏在して孔設
さ扛た孔壁に対して表面焼入をする場合、その孔壁焼入
面にそった部位の後背に存する部分の質量が相違し、従
って部材各方向の熱容量が相違している時、該孔壁の全
面に対する加熱量が一定であっても、前記孔壁の後背部
分の質量が異ることからもたらさｎる孔壁面周囲の熱伝
導の程度が著しく相違するために焼入層に必要な高温状
態になる広がり部分が偏る。第２図はこの状態を説明す
る。即ち第２図に矢印の長短および太さで図示さしるよ
うに孔壁周囲からの放射方向の熱伝導は不均一な非対称
に分布している。孔壁から質量大なる方向の部位への熱
伝導は、矢印の長さで表わさ扛るとおり速やかに伝わり
、反対に薄肉部位方向への熱伝導は直ちに端面へ達して
阻げらｆる。

従って昇温は、薄肉部側縁は熱が蓄積さ扛るので矢印の
太さで表わさｎるとおり相対的に早く焼入れ温度に達す
るが、厚肉部側縁は熱が拡散さ扛て遅ｎる。この差異は
、薄肉部がその全ての範囲で焼入温度に昇温しでも、ま
だ、厚肉部側縁の十分な深さ範囲の昇温かできてない状
態にまで続くことである。薄肉部全域が、第１図のよう
に、母材組織の全範囲で焼入温度に昇温しでしまえば、
部材の靭性を与える母材柔軟組織を、焼入ｎ後に残せな
いことは明らかである。

孔壁からの昇温範囲が異なることに起因する熱応力及び
変態応力の差異は種々の歪を生み易く、甚しいときは焼
割ｎが発生したり、該部位の靭性を損するなどの不都合
が生じるのを余儀なくさせた。焼ムラ発生の最も大きな
原因は偏肉部と薄肉部方向の熱容量の差異にあることは
明らかである。

本発明の目的は前記従来の欠点を除き、偏肉部材の薄肉
部分に対して、母材組織を残すに必要な焼入精度を以っ
て実質的な焼入ｎを可能とするように高周波誘導焼入法
を改良することにあり、焼入面に沿う所要の焼入深さ範
囲を必要十分な均一さを以って焼入可能温度に昇温させ
る加熱制御法を有する改良法の提供にある。

不発明の加熱制御焼入方法は、被焼入部位の孔壁を焼入
層する前に、該孔壁の後背に存する５Ｉｉ量の大なる方
向における孔壁からや＼隔った部分を上記質量の大きさ
に応じて当該部分のほぼ全断面にわたり、２００℃から
変態点温度以下の温度に加熱昇温した状態とし、この状
態下で孔壁の表面焼入層を行い、当該焼入れ時における
加熱昇温か大質量方向への熱伝導によって拡散すること
全阻止することによって薄肉部に非焼入部を残して所要
面を均一に且つ調整可能に焼入ｎすることを特徴とする
加熱制御焼入方法でおる。

即ち、本発明は、焼入加熱の制御のために、熱堰形成を
新らしい原理として導入する。被焼入箇所に連らなる温
度降下の大きな厚肉（質量大）部に熱堰を形成して、薄
肉（質量小）部の温度降下程度にその温度降下を制御す
る。この原理は、非常に効果的に被焼入箇所周囲の焼入
層を均一化する。例えば、０゜Ｑ５ｍｍ〜２ｍｍ。

特には０゜１ｒｒＬｍの焼入ｎの深さの精度が実現でき
る。全域焼入ｎ硬化が起り易かった薄肉部に対して、母
材柔軟組織を残すに十分な焼入精度となっている点は、
特に、注目さｎるべきである。

焼入層外縁部に柔軟な母材組織を残しつつ、焼入ｎ後の
部材の強度と耐摩耗性とを当該部材に与えることができ
る。

以下に第３図（ａ）および（ｂ）を参照して本発明の一
実施例を説明する。第３図（ａ）において、１は図示し
ない支持装置によって昇降可能な誘導加熱器、２は図示
口ない移動可能な支持装置によって移動自在な加熱制御
加熱器、Ｗは図示しない支持装置によって支持さ扛た校
規人材である。

校規人材Ｗは第３図に示すように他端に偏在する孔りに
より一部分が相対的に非常ＶＣ薄い内部で形成さｎる板
状の部材であり、例えばレノクー等として使用さ扛るも
ゐてその孔りの壁面を被焼入面とする。

校規人材Ｗの孔ＤＫはコイル状の誘導加熱器ｌが挿入可
能となっており、該誘導加熱器ｌは高周波電源Ｅ１に接
続さ扛ている。校規人材Ｗの孔りから長手方向へや＼隔
った後背には加熱制御加熱器２が校規人材Ｗに周回して
配設さ扛ており、該制御加熱器２はその位置の部材を全
断面にわたって所定の温度に加熱可能な、例えば上記電
源Ｅ１より低周波の電源Ｅ２に接続さ扛ている。

前記構成において、第３図図示の如き校規人材を焼入ｎ
するときは、まず、該部材Ｗの孔りの該部材ＷＫ対する
質蓄の偏在度が及ぼす熱伝導の不均一分布に相応して、
熱伝導の高い所定位置に加熱制御加熱器２の位置決めを
し、該加熱制御加熱器２に低周波電源Ｅ２から所定時間
通電し、当該位置決めさ扛た部所のマスに応じて２００
℃から変態点温度以下で加熱昇温して熱堰Ｓを形成せし
める。次いで誘導加熱器ｌを該部材Ｗの孔りに挿通させ
、高周波電源Ｅ１を通重し、被焼入部材Ｗの孔りの壁面
を焼入する。

熱容量の大きい部分には予め焼入１時の加熱が熱伝導に
よって拡散するのを防止する熱堰Ｓが形成しであるので
孔壁は全周にわたって均一に加熱されたうえで急冷さｎ
ることとなり、第３図（ｂ）にＨとして示さｎる全周に
わたり均−深さの薄い焼入層が得ら扛る。

本発明の加熱制御焼入方法によ扛ば、被焼入部位周囲の
焼入【時の加熱昇温の不均一な熱伝導分布に応じて、被
焼入箇所に連らなる温度降下の大きな厚肉（質量大）部
に熱堰を形成することで、薄肉（質量小）部の温度降下
程度に加熱の時の温度を制御できるから、被焼入部位周
囲の熱伝導分を必要十分に均−且つ安定にすることがで
き、所望の焼入れ深さの精贋を達成し、同時に薄肉部に
も柔軟な母材組織の非焼入部を残すことができる。従っ
て、従来より質の良い表面硬化処理を短時間により多く
の異形部材に対して、簡易な操作で容易に且つ効率的に
実施することができる。

従って、不発明による焼入方法は、従来実施さｔ′Ｌ細
った多様な偏肉部材にまで実施範囲を拡張し、表面硬化
処理水準を高度に発展させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の焼入方法により焼入層した場合の焼入層
を示す正面図、第２図は第１図における熱伝導の状態を
矢印で示した正面図、第３図（ａ）は本発明を実施する
だめの操作の一実施例を示す斜視図、第３図（ｂ）は不
発明の詳細な説明する正面図である。 １・・・誘導加熱器、２・・・加熱制御加熱器。 Ｗ・・・校規人材、Ｄ・・・孔 代理人　弁理士吉永滓夫 第１図 ＼ 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 部材の中心から偏在して孔設さ扛た孔壁を誘導加熱手段
   を用いて表面焼入社する場合において、当該孔壁の後背
   に存する質量の大なる方向における孔壁からや＼隔った
   部分を、上記質量の大きさに応じて当該部分のほぼ全断
   面にわたり２００℃から変態点温度以下の所定温度に加
   熱昇温ぜしめて、孔壁の表面焼入社時における加熱昇温
   か大質量部分方向へ熱伝導によって拡散することを阻止
   した後、薄肉部に非焼入部を残して孔壁を均一に且つ調
   整可能に表面焼入社するようにしたことを特徴とする焼
   入扛方法。