JPS60204823A - 焼入れ方法 - Google Patents

焼入れ方法

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JPS60204823A
JPS60204823A JP5863684A JP5863684A JPS60204823A JP S60204823 A JPS60204823 A JP S60204823A JP 5863684 A JP5863684 A JP 5863684A JP 5863684 A JP5863684 A JP 5863684A JP S60204823 A JPS60204823 A JP S60204823A
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JP
Japan
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heating
heating devices
workpiece
devices
opposite directions
Prior art date
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Pending
Application number
JP5863684A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshihiko Matsubara
松原 敏彦
Norihiko Saga
佐賀 紀彦
Tsuyoshi Makita
蒔田 強
Katsunori Kanbe
神戸 克典
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP5863684A priority Critical patent/JPS60204823A/ja
Publication of JPS60204823A publication Critical patent/JPS60204823A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/06Surface hardening
    • C21D1/09Surface hardening by direct application of electrical or wave energy; by particle radiation

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

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】 本発明は例えば円柱状、円筒状をなす鋼製又は鋳鉄製の
被加工物外周部を焼戻しすることなく焼入れを行う方法
に関する。
従来から、レーザー、エレクトロビーム、プラズマ等の
高エネルギー熱源を利用した加熱手段によって被加工物
表面を加熱し、被加工物の自己冷却により該表面に焼入
れを施す方法が知られている。
斯る加熱手段により例えば円柱状被加工物の外周面を焼
入れするには、外周面を同時に加熱することができない
ので、第1図に示す如く加熱手段(101)を被加工物
(102)の外周面に沿って移動走査せしめるか、或い
は被加工物を回転せしめる必要がある。ところが、この
ような加熱方法によると、被加工物(102)の外周面
における加熱開始位置(103) (走査開始位置)と
加熱終了位置(100(走査終了位置)が一致するため
、既に焼入れを完了した部分を再度加熱することとなり
焼戻し部分(105)が生じる。即ち、第2図は上記従
来方法によって焼入れした場合の加熱のオーバーラツプ
部を示す金属組織写真であり、この写真からも分るよう
にオーバーラツプ部には焼戻し部分(黒い部分)が生じ
ている。
ここで、焼入れは鋼をオーステナイト化温度まで加熱し
てオーステナイト化し、これを急冷してマルテンサイト
変態を生じせしめるものであり、このマルテンサイト変
態した部分を再加熱すれば加熱温度に応じて組織は変化
する。つまり再加熱温度をオーステナイト化温度まで高
めれば、再急冷した後に再びマルテンサイト変態が生じ
るため何ら問題はないが、如何なる加熱手段を用いても
加熱部の境界付近では温度が低くなり、オーステナイト
化温度まで高めることができず、オーステナイト化温度
よりも低い中間温度ゾーンが形成される。そしてこの中
間温度ゾーンが当初の焼入れによってマルテンサイト化
した部分にあたると。
当該部分を焼戻すこととなる。
したがって上記の如く被加工物(102)の外周面に沿
って熱源(tol)を移動させつつ焼入れを行うような
方法にあっては、加熱開始位置(103)又は加熱終了
位置(100の付近に焼戻し部(105)が発生する。
そして、この焼戻し部分(105)の硬度は焼入れ部分
の硬度に比し、著しく低く、外部応力が作用した場合、
当該焼戻し部分を起点として疲労破壊が生じ易いという
問題がある。
本発明は上述した従来の問題点に鑑み成したものであり
、その目的とする処は鋼製又は鋳鉄製被加工物の表面を
、レーザビーム、エレクトロビーム、プラズマ、TIG
等の高エネルギー熱源を利用した加熱手段を用い、相対
移動させつつ該表面を焼入れするにあたり、焼戻し部分
が発生しないようにした焼入れ方法を提供するにある。
この目的を達成すべく本発明は、レーザービーム、エレ
クトロビーム、プラズマ、TIG等を利用した加熱装置
を少なくとも一対用意し、これら対をなす加熱装置によ
る加熱開始位置をオーバーラツプして同時に加熱を開始
し、次いで該対をなす加熱装置を被加工物外周面に沿っ
て互いに反対方向に移動走査せしめ、更に加熱終了位置
において互いに反対方向に移動してきた加熱装置の加熱
位置をオーバーラツプせしめて加熱を終了するようにし
たことをその要旨とする。
以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
第3図(a)及び(b)は本発明方法の概略を示す図で
あり、(1)は円筒状又はロッド状をなす鋼製又は鋳鉄
製の被加工物であり、この被加工物(1)の近傍に一対
の加熱装置(2)、(3)を配設している。これら加熱
装置(2)、(3)はレーザービーム発振器、エレクト
ロビーム発振器、プラズマ溶接装置或いはTIG装置等
の高エネルギー熱源を用いた装置であり、被加工物(1
)の外周面と所定間隔を維持しつつ外周面に沿って移動
可能とされている。
斯る加熱装置(2)、(3)を使用して焼入れを行うに
は、先ず、第3図(a)に示すように加熱装置(2)、
(3)を加熱開始位置(イ)(走査開始位置)に位置せ
しめ、加熱装置(2)、(3)による加熱位置(0がオ
ーバーラツプするようにして同時に加熱を開始する0次
いで、加熱装置(2)、(3)を互いに反対方向、例え
ば加熱装置(2)については図中左廻り、加熱装置(3
)については図中右廻りとなるように移動せしめ、この
移動によって被加工物(1)外周面を走査し表層部をオ
ーステナイト化以上の温度に加熱せしめる。
斯る加熱装置(2)、(3)の移動走査を継続し、加熱
装置(2)、(3)が第3図(b)に示す如く加熱開始
位置(イ)から半周した加熱終了位置(ロ)まで移動し
それぞれの加熱位置(5)がオーバーラツプしたならば
各加熱装置(2) 、 (3)の移動及び加熱を停止す
る。
以上において、加熱装置(2)、(3)にてオーステナ
イト化以上の温度で加熱せしめられた被加工物(1)の
表層部は自己冷却によりマルテンサイト変態し、焼入れ
がなされる。そして、一度焼入れされた部分は再加熱せ
しめられることがないため、焼戻し部は生じない。
第4図は別実施例を示すものであり、この実施例にあっ
ては被加工物(1)の対向する位置を加熱開始位置(イ
)、(イ)とし、この加熱開始位置(イ)、(イ)のそ
れぞれに、加熱装置(2)、(3)及び加熱装置(12
)、(13)を加熱位置(4)がオーバーラツプするよ
うに位置せしめ、この状態から同時に加熱し、加熱装置
(2)、(13)は左廻り、加熱装置(3)、(12)
は右廻りとし、1プ4周した位置を加熱終了位置(ロ)
、(ロ)とし、一方の加熱終了位置において加熱装置(
2)、(13)が合流し、他方の加熱終了位置において
加熱装置(3)、(12)が合流するようにし、各加熱
終了位置(ロ)、(ロ)において加熱装置の加熱位置(
5)がオーバーラツプしたならば加熱装置(2) 、 
(3) 、 (12) 、(13)の移動及び加熱を停
止する。
第5図は、焼入れを行う被加工物(1)の外周幅が大な
る場合に好適する実施例を示すものであり、この実施例
にあっては、加熱装置(22a)。
(22b) 、 (23a) 、 (23b)が対をな
すようにし、一方向へ移動走査を行う加熱装置(22a
) 、 (22b)及び他方向へ移動走査を行う加熱装
置(23a) 、 (23b)はそれぞれ移動方向と直
交する線上に配列され、この配列状態を維持しつつ、互
いに反対方向へ移動し、最終的には加熱終了位置におい
てその加熱位置がオーバーラツプする如く合流せしめる
。また同一線上に配列した加熱装置、例えば加熱装置(
22a)。
(22b)による加熱部分がオーパーラ−7プしない場
合には、加熱装置(22a) 、 (22b)を図中矢
印(^)で示す如く移動方向と直交する方向に往復動さ
せつつ被加工物(1)外周面に沿って移動走査せしめれ
ばよい、またプラズマアークを加熱手段とする場合は、
加熱装置を機械的に往復動させる他に、トーチ周辺に交
流磁界を配置してアークを振らせるようにしてもよい。
第6図は前記第3図に示した方法により焼入れを行った
被加工物表面のオーバーラツプ部の金属組織を示す顕微
鏡写真であり、この写真からも分るように本発明方法に
よる場合には、焼戻し部分が全く生じていない。
次に本発明方法と従来方法とを比較した具体的な試験例
を挙げる。
[試験例1] 被加工物として5soc製■ノツチ付小野式回転曲げ疲
労試験片を用意し、加熱装置としてレーザービーム発振
器を用い、前記第1図に示す方法にてVノツチ部の焼入
れを行った。これを試験片(A)とする。
尚、一対のレーザービーム発振器の出力はいずれもlk
wとし、移動スピードはl履/■inとした。
一方前記と同一の試験片を用意し、従来と同様に一個の
レーザービーム発振器(出力はlkv、移動速度は1■
/mi n )を用い試験片を回転させながら焼入れを
行った。これを試験片(B)とする。
この結果、試験片(A)については、焼入れ部の高度は
HV720で桔スれ深さは0.5腸層であり、また回転
曲げ疲労試験による疲労強度は51.2Kg/ mm’
であった。一方試験片(B)については、焼入れ部の強
度はHV720で焼入れ深さは0,5mrn’であった
が、回転曲げ疲労試験による疲労強度は28.5kg/
mrn’であった。
[試験例2] 550C製クランクシヤフトのコーナー8部をプラズマ
アークを用いて焼入れした。先ず2個のプラズマトーチ
を用いてスタート点と終了点を合流させてR部全周を焼
入れした。プラズマ電流は80A移動速度は0.θm/
m in得られたコーナーR部焼入層は深さQ、7mm
硬度HRC58を得た。これを試験品Cとした。
これに対し、1個のプラズマトーチによりクランクシャ
フトを回転させてR部を加熱したプラズマ電流は90a
周速は0.8m/ sinで行った。この結果焼戻しゾ
ーンが生成したがその他は全周硬化しその硬化深さは0
.7++n+、硬度はHRC58と得た。
これを試験片りとした。試験片C,Dを疲労試験片によ
り疲労試験を行った。
その結果Cは58.2kg/ mゴ、Dは32.2kg
/mm’であった・ この試験結果及び前記した実施例から明らかなように、
本発明によれば、鋼製又は鋳鉄製の被加工物に対しレー
ザービーム発振器或いはプラズマ容接装置等の高エネル
ギー熱源を利用した加熱装置を相対移動せしめることで
焼入れを行うにあたり、前記加熱装置を少なくとも一対
用意し、これら加熱装置を被加工物外周面に沿って互い
に反対方向に移動せしめるとともに、加熱開始位置及び
加熱終了位置において、対をなす加熱装置の加熱位置が
オーバーラツプするようにしたので、一旦形成した焼入
れ部を再加熱することがなく、したがって焼戻し部の発
生を防止することができ、耐疲労強度に優れた製品を得
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来方法の概略を説明した図、第2図は従来方
法によって形成した焼入れ部の金属組織を示す顕微鏡写
真、第3図(a)及び(b)は本発明方法の概略を示す
図、第4図及び第5図は別実施例を示す図、第6図は本
発明方法によって形成した焼入れ部の金属組織を示す顕
微鏡写真である。 尚、図面中(1)は被加工物、(2)、(3)、(12
) 。 (13) 、 (22a) 、 (22b) 、 (2
3a) 、’(23b )は加熱装置、(4)、(5)
は加熱位置、(イ)は加熱開始位置、(ロ)は加熱終了
位置である。 特許出願人 本田技研工業株式会社 代理人 弁理士 下 1)容一部 間 弁理士 大 橋 邦 部 同 弁理士 小 山 有 第4図 第5図 (ロ)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)鋼製又は鋳鉄製の被加工物表面をレーザー、エレ
    クトロビーム、プラズマ、TIG等の高エネルギー熱源
    を用いた加熱手段にて加熱する焼入れ方法において、前
    記加熱手段は被加工物外周面に沿って互いに反対方向に
    移動走査する対をなす加熱装置からなり、更にこれら互
    いに反対方向に移動する加熱装置は、加熱開始位置及び
    加熱終了位置において、それぞれの加熱位置がオーバー
    ラツプするようにしたことを特徴とする焼入れ方法。
  2. (2)前記互いに反対方向に移動走査する加熱装置は複
    数対用意され、加熱開始位置にあっては−なる対をなす
    加熱装置の加熱位置がオーバーラツプし、加熱終了位置
    にあっては−なる対をなす加熱装置と他の対をなす加熱
    装置のうち互いに反対方向に移動する加熱装置の加熱位
    置がオーバーラツプするようにしたことを特徴とする特
    許請求の範囲第1項記載の焼入れ方法。
  3. (3)前記互いに反対方向に移動走査する対をなす加熱
    装置のそれぞれは被加工物の幅方向に配列された複数の
    加熱装置によって構成されていることを特徴とする特許
    請求の範囲第1項記載の焼入れ方法。
JP5863684A 1984-03-27 1984-03-27 焼入れ方法 Pending JPS60204823A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015063715A (ja) * 2013-09-24 2015-04-09 富士重工業株式会社 レーザ焼入れ方法
CN109266811A (zh) * 2018-12-06 2019-01-25 淮南舜立机械有限责任公司 立柱油缸激光表面处理装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015063715A (ja) * 2013-09-24 2015-04-09 富士重工業株式会社 レーザ焼入れ方法
CN109266811A (zh) * 2018-12-06 2019-01-25 淮南舜立机械有限责任公司 立柱油缸激光表面处理装置
CN109266811B (zh) * 2018-12-06 2023-11-14 淮南舜立机械有限责任公司 立柱油缸激光表面处理装置

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