JPS6360805B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6360805B2 JPS6360805B2 JP57178057A JP17805782A JPS6360805B2 JP S6360805 B2 JPS6360805 B2 JP S6360805B2 JP 57178057 A JP57178057 A JP 57178057A JP 17805782 A JP17805782 A JP 17805782A JP S6360805 B2 JPS6360805 B2 JP S6360805B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- rollers
- roller
- parts
- workpiece
- 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
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/62—Quenching devices
- C21D1/673—Quenching devices for die quenching
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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)
- Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Description
この発明はローリングプレス焼入装置に関する
ものである。 ローリングプレス焼入は、被処理品を外方から
加圧した状態で焼入を行なう方法であるため焼入
時の歪を小さくできることから、ピンやシヤフト
等の軸対称部品及び他の軸対象部分を有する部品
の焼入に比較的多用されている焼入法である。ま
ず、この焼入装置についてその概略を説明する
と、第１図に示すように、この装置は互いに平行
に配設された加圧ローラ１と一対の受ローラ２，
３とを有しており、加熱された被処理品Ａはこれ
らローラ１，２，３間に配設される。ローラ１，
２，３としては、第２図に示すように、シヤフト
部４，５，６と、このシヤフト部４，５，６より
も径大に形成され被処理品Ａ表面に接触して圧力
を加える加圧部７，８，９とを有する所謂円筒状
溝切りローラを用いているが、第３図に示すよう
な、シヤフト部４，５，６に対して加圧部７，
８，９が螺旋状に配設された所謂螺旋状溝切りロ
ーラを用いることもある。そして被処理品Ａはロ
ーラ１，２，３によつて回転を受けると共にその
外方から加圧され、この状態で各ローラ１，２，
３の間に配設された水スプレーノズル１０，１
０，１０から噴出される水によつてその表面の焼
入が行なわれる。このように被処理品Ａを外方か
ら加圧した状態で焼入を行なうため、軸方向の曲
りが処理中に矯正され、前記のように焼入時の歪
をきわめて小さくすることができる。 ところで上記した従来の焼入装置においては、
焼入性の悪い材料を焼入した場合に、焼入処理品
の軸方向に沿う表面硬度分布が不均一になるとい
う問題点のあることが知られている。例えば、表
１に示すような成分を有する炭素鋼より成る試験
片で、従来の円筒状溝切りローラを用いて焼入を
行なつた場合の軸方向表面硬度分布を第４図に、
また加圧ローラとして円筒状溝切りローラを、受
ローラとして互いに逆向きの螺旋状溝切りローラ
を用いて焼入を行なつた場合の同様な硬度分布を
第５図にそれぞれ示すが、硬度は前者の場合には
HRC52〜63と、また後者の場合HRC57〜64と大
きくばらついていることが明らかである。
ものである。 ローリングプレス焼入は、被処理品を外方から
加圧した状態で焼入を行なう方法であるため焼入
時の歪を小さくできることから、ピンやシヤフト
等の軸対称部品及び他の軸対象部分を有する部品
の焼入に比較的多用されている焼入法である。ま
ず、この焼入装置についてその概略を説明する
と、第１図に示すように、この装置は互いに平行
に配設された加圧ローラ１と一対の受ローラ２，
３とを有しており、加熱された被処理品Ａはこれ
らローラ１，２，３間に配設される。ローラ１，
２，３としては、第２図に示すように、シヤフト
部４，５，６と、このシヤフト部４，５，６より
も径大に形成され被処理品Ａ表面に接触して圧力
を加える加圧部７，８，９とを有する所謂円筒状
溝切りローラを用いているが、第３図に示すよう
な、シヤフト部４，５，６に対して加圧部７，
８，９が螺旋状に配設された所謂螺旋状溝切りロ
ーラを用いることもある。そして被処理品Ａはロ
ーラ１，２，３によつて回転を受けると共にその
外方から加圧され、この状態で各ローラ１，２，
３の間に配設された水スプレーノズル１０，１
０，１０から噴出される水によつてその表面の焼
入が行なわれる。このように被処理品Ａを外方か
ら加圧した状態で焼入を行なうため、軸方向の曲
りが処理中に矯正され、前記のように焼入時の歪
をきわめて小さくすることができる。 ところで上記した従来の焼入装置においては、
焼入性の悪い材料を焼入した場合に、焼入処理品
の軸方向に沿う表面硬度分布が不均一になるとい
う問題点のあることが知られている。例えば、表
１に示すような成分を有する炭素鋼より成る試験
片で、従来の円筒状溝切りローラを用いて焼入を
行なつた場合の軸方向表面硬度分布を第４図に、
また加圧ローラとして円筒状溝切りローラを、受
ローラとして互いに逆向きの螺旋状溝切りローラ
を用いて焼入を行なつた場合の同様な硬度分布を
第５図にそれぞれ示すが、硬度は前者の場合には
HRC52〜63と、また後者の場合HRC57〜64と大
きくばらついていることが明らかである。
【表】
このように表面硬度に大きなばらつきを有する
部品を使用した場合には、表面硬度の低い部分か
ら選択的に摩耗を受けたり、表面圧縮残留応力や
強度が部分的に減少することになり、その結果、
製品の耐久性は著しく低下してしまうという問題
が生じる。 この発明は上記に鑑みなされたもので、その目
的は、材質の焼入性が悪い場合にでも、焼入処理
品の表面硬度が高く、かつその軸方向に沿う表面
硬度分布を均一にすることのできるローリングプ
レス焼入装置を提供することにある。 本発明者等は、円筒状溝切りローラを用いた場
合と螺旋状溝切りローラを用いた場合との硬度分
布を比較し、螺旋状溝切りローラを用いた場合に
はその硬度分布がやや改善される傾向のあること
に着目し、種々検討を重ねた結果、上記のように
軸方向に沿う表面硬度分布にばらつきが生じるの
は、被処理品の処理中にその表面がローラ１，
２，３の加圧部７，８，９に接触する頻度が異な
るためであることを知見するに至つた。すなわち
被処理品表面に冷却水が吹き付けられる間に、頻
繁にローラ１，２，３の加圧部７，８，９に接触
する部分では急速な冷却が行なわれず、完全な焼
入が行なえていないということである。上記のよ
うに螺旋状溝切りローラを用いた場合にその硬度
分布が改善されるのも、被処理品表面がローラ
１，２，３の加圧部７，８，９に接触する頻度が
少なくなつているためであると推察される。 したがつて上記知見に基づく本発明のローリン
グプレス焼入装置は、加圧ローラと、一組の受ロ
ーラとを有し、これら各ローラには、鋼製被処理
品外周へ接触する加圧部を間隔をおいて形成し、
回転する各ローラ間に被処理品を配設して加圧状
態で回転させながら焼入を行うローリングプレス
焼入装置において、３個のローラから任意に選択
される１組のローラ間においては、一のローラの
加圧部による被処理品外周への接触部分と、他の
ローラの加圧部による被処理品外周への接触部分
とが相互に重複する重複部分を有し、この重複部
分の軸方向長さが約４mm以下になるように各ロー
ラの加圧部を配設したことを特徴とするものであ
る。 ここでいう、４mmという数値は本発明の目的を
達し得る値として、実験的にもまた理論的にも確
認された値である。 次にこの発明の具体的な実施例を図面を参照し
つつ詳細に説明する。 まず第６図ａ，ｂに本発明の第１の実施例を示
すが、このローリングプレス焼入装置も加圧ロー
ラ１と一対の受ローラ２，３とを有しており、ロ
ーラ１，２，３の形状以外の部分は前記した公知
の装置と略同様である。この場合にも加圧ローラ
１及び両受ローラ２，３はいずれもシヤフト部
４，５，６と、シヤフト部４，５，６より径大で
かつシヤフト部４，５，６に対して等間隔に配設
された加圧部７，８，９とを有している。これら
加圧部７，８，９はいずれも被処理品Ａ外周に接
触する部分であるが、この場合、各加圧部７，
８，９の幅Ｗは各加圧部の配設ピツチＰの３分の
１よりも大きく形成されている。そして各ローラ
１，２，３の各加圧部７，８，９は同一ピツチ
で、しかもその軸方向に３分の１ピツチずつずら
せた状態で配設されている。したがつて、これを
軸方向に直交する側面から見た場合（第６図ａ）
各加圧部７，８，９は交互に、その一部が上下方
向に互いに重なつた状態で配設されることにな
り、被処理品Ａの周側部にはいずれか１つのロー
ラの加圧部７，８，９にのみ接触する部分ａと、
いずれか２つのローラの加圧部７，８，９に接触
する部分ｂとが混在することになる。 この発明においては被処理品の上記２つのロー
ラの加圧部７，８，９に接触する部分ｂの幅、す
なわち各加圧部７，８，９の上下方向の重なり幅
が重要な因子となる。そこでこの部分ｂの幅を
種々変化させた各種実験を行なつた。例えば、加
圧ローラ１の加圧部７の直径を75mm、受ローラ
２，３の加圧部８，９の直径を115mm、各加圧部
７，８，９の幅を15mmとした場合、直径20〜70mm
の被処理品Ａを用いて加圧部７，８，９のピツチ
Ｐを種々変化させてテストを行なつた。その結
果、いずれのテストにおいても、加圧部７，８，
９の上下方向の重なり幅が４mm以下の場合には被
処理品の表面硬度が高く、しかも軸方向に沿う表
面硬度分布にもばらつきがなく、重なり幅が４mm
を超えると急激に硬度分布にばらつきが生じるこ
とが明らかになつた。例えば、上記のような各加
圧部７，８，９の上下方向の重なり幅が４mmの場
合の軸方向に沿う表面硬度分布は第７図に示すよ
うにきわめて良好なものになる（鋼材成分は表１
に示すものと同じ）。 そこで次に、このようにいずれの場合にも、硬
度分布にばらつきの生ずる重なり幅の限界値が４
mmであることの理由についての検討を行なつた。
第８図には、850℃に加熱した鋼材表面を水にて
急速に冷却した場合の、冷却端面から所定距離だ
け離れた位置での冷却曲線（計算値）を示してい
るが、この図から、冷却開始後、１秒経過する
と、冷却端面では約120℃に、冷却端面から２mm
離れた位置では約430℃また冷却端面から４mm離
れた位置では約680℃にそれぞれ温度が低下する
ことが明らかである。ところで炭素鋼における
CCT図のノーズは通常、冷却開始約１秒後、約
450℃付近にあり、冷却速度がこれよりも速い場
合には完全なマルテンサイト組織が得られるが、
冷却速度がこれよりも遅い場合には一部にベーナ
イト組織を含み、完全な焼入を行なうことができ
ないとされている。このことと、上記の冷却曲線
から、冷却端面からの距離が約２mm以内であれば
熱伝導によつて完全な焼入を行なえることが判
る。ところで、いまこれを被処理品Ａのうち、２
つの加圧部７，８，９に接触する部分ｂについて
考えると、この部分ｂは、もし仮に冷却水が有効
に作用しない場合にでも、加圧部７，８，９端面
から約２mm、すなわち両端面を考慮すると約４mm
以内の範囲は、加圧部７，８，９端面部からの熱
伝導によつて有効な焼入が行なえることになる。
以上のことから被処理品Ａが２つのローラの加圧
部７，８，９に接触する部分ｂの幅が４mmを超え
た場合に急激に硬度分布のばらつきが生じるの
は、冷却水が有効に作用し得ない場合に、上記の
ような加圧部７，８，９端面側からの熱伝導によ
る冷却作用がその中央部まで作用しないためであ
ると考えられる。 また第６図に示すように、２つのローラの加圧
部７，８，９が上下方向に重なるような配置を採
用すると、被処理品表面にローラ面当り傷が生じ
るのを防止することが可能となる。 この発明のローリングプレス焼入装置は以上の
ように構成されたものであり、したがつてこの装
置によれば、材質の焼入性が悪い場合にでも、焼
入処理品の硬度が高く、かつその軸方向に沿う表
面硬度分布をばらつきのない均一なものとするこ
とができる。また加圧部による被処理品への接触
部同士が相互に重複する構成としたので、加圧力
が大きいような場合にも、ローラ面当り傷が生ず
るのを防止することが可能となる。
部品を使用した場合には、表面硬度の低い部分か
ら選択的に摩耗を受けたり、表面圧縮残留応力や
強度が部分的に減少することになり、その結果、
製品の耐久性は著しく低下してしまうという問題
が生じる。 この発明は上記に鑑みなされたもので、その目
的は、材質の焼入性が悪い場合にでも、焼入処理
品の表面硬度が高く、かつその軸方向に沿う表面
硬度分布を均一にすることのできるローリングプ
レス焼入装置を提供することにある。 本発明者等は、円筒状溝切りローラを用いた場
合と螺旋状溝切りローラを用いた場合との硬度分
布を比較し、螺旋状溝切りローラを用いた場合に
はその硬度分布がやや改善される傾向のあること
に着目し、種々検討を重ねた結果、上記のように
軸方向に沿う表面硬度分布にばらつきが生じるの
は、被処理品の処理中にその表面がローラ１，
２，３の加圧部７，８，９に接触する頻度が異な
るためであることを知見するに至つた。すなわち
被処理品表面に冷却水が吹き付けられる間に、頻
繁にローラ１，２，３の加圧部７，８，９に接触
する部分では急速な冷却が行なわれず、完全な焼
入が行なえていないということである。上記のよ
うに螺旋状溝切りローラを用いた場合にその硬度
分布が改善されるのも、被処理品表面がローラ
１，２，３の加圧部７，８，９に接触する頻度が
少なくなつているためであると推察される。 したがつて上記知見に基づく本発明のローリン
グプレス焼入装置は、加圧ローラと、一組の受ロ
ーラとを有し、これら各ローラには、鋼製被処理
品外周へ接触する加圧部を間隔をおいて形成し、
回転する各ローラ間に被処理品を配設して加圧状
態で回転させながら焼入を行うローリングプレス
焼入装置において、３個のローラから任意に選択
される１組のローラ間においては、一のローラの
加圧部による被処理品外周への接触部分と、他の
ローラの加圧部による被処理品外周への接触部分
とが相互に重複する重複部分を有し、この重複部
分の軸方向長さが約４mm以下になるように各ロー
ラの加圧部を配設したことを特徴とするものであ
る。 ここでいう、４mmという数値は本発明の目的を
達し得る値として、実験的にもまた理論的にも確
認された値である。 次にこの発明の具体的な実施例を図面を参照し
つつ詳細に説明する。 まず第６図ａ，ｂに本発明の第１の実施例を示
すが、このローリングプレス焼入装置も加圧ロー
ラ１と一対の受ローラ２，３とを有しており、ロ
ーラ１，２，３の形状以外の部分は前記した公知
の装置と略同様である。この場合にも加圧ローラ
１及び両受ローラ２，３はいずれもシヤフト部
４，５，６と、シヤフト部４，５，６より径大で
かつシヤフト部４，５，６に対して等間隔に配設
された加圧部７，８，９とを有している。これら
加圧部７，８，９はいずれも被処理品Ａ外周に接
触する部分であるが、この場合、各加圧部７，
８，９の幅Ｗは各加圧部の配設ピツチＰの３分の
１よりも大きく形成されている。そして各ローラ
１，２，３の各加圧部７，８，９は同一ピツチ
で、しかもその軸方向に３分の１ピツチずつずら
せた状態で配設されている。したがつて、これを
軸方向に直交する側面から見た場合（第６図ａ）
各加圧部７，８，９は交互に、その一部が上下方
向に互いに重なつた状態で配設されることにな
り、被処理品Ａの周側部にはいずれか１つのロー
ラの加圧部７，８，９にのみ接触する部分ａと、
いずれか２つのローラの加圧部７，８，９に接触
する部分ｂとが混在することになる。 この発明においては被処理品の上記２つのロー
ラの加圧部７，８，９に接触する部分ｂの幅、す
なわち各加圧部７，８，９の上下方向の重なり幅
が重要な因子となる。そこでこの部分ｂの幅を
種々変化させた各種実験を行なつた。例えば、加
圧ローラ１の加圧部７の直径を75mm、受ローラ
２，３の加圧部８，９の直径を115mm、各加圧部
７，８，９の幅を15mmとした場合、直径20〜70mm
の被処理品Ａを用いて加圧部７，８，９のピツチ
Ｐを種々変化させてテストを行なつた。その結
果、いずれのテストにおいても、加圧部７，８，
９の上下方向の重なり幅が４mm以下の場合には被
処理品の表面硬度が高く、しかも軸方向に沿う表
面硬度分布にもばらつきがなく、重なり幅が４mm
を超えると急激に硬度分布にばらつきが生じるこ
とが明らかになつた。例えば、上記のような各加
圧部７，８，９の上下方向の重なり幅が４mmの場
合の軸方向に沿う表面硬度分布は第７図に示すよ
うにきわめて良好なものになる（鋼材成分は表１
に示すものと同じ）。 そこで次に、このようにいずれの場合にも、硬
度分布にばらつきの生ずる重なり幅の限界値が４
mmであることの理由についての検討を行なつた。
第８図には、850℃に加熱した鋼材表面を水にて
急速に冷却した場合の、冷却端面から所定距離だ
け離れた位置での冷却曲線（計算値）を示してい
るが、この図から、冷却開始後、１秒経過する
と、冷却端面では約120℃に、冷却端面から２mm
離れた位置では約430℃また冷却端面から４mm離
れた位置では約680℃にそれぞれ温度が低下する
ことが明らかである。ところで炭素鋼における
CCT図のノーズは通常、冷却開始約１秒後、約
450℃付近にあり、冷却速度がこれよりも速い場
合には完全なマルテンサイト組織が得られるが、
冷却速度がこれよりも遅い場合には一部にベーナ
イト組織を含み、完全な焼入を行なうことができ
ないとされている。このことと、上記の冷却曲線
から、冷却端面からの距離が約２mm以内であれば
熱伝導によつて完全な焼入を行なえることが判
る。ところで、いまこれを被処理品Ａのうち、２
つの加圧部７，８，９に接触する部分ｂについて
考えると、この部分ｂは、もし仮に冷却水が有効
に作用しない場合にでも、加圧部７，８，９端面
から約２mm、すなわち両端面を考慮すると約４mm
以内の範囲は、加圧部７，８，９端面部からの熱
伝導によつて有効な焼入が行なえることになる。
以上のことから被処理品Ａが２つのローラの加圧
部７，８，９に接触する部分ｂの幅が４mmを超え
た場合に急激に硬度分布のばらつきが生じるの
は、冷却水が有効に作用し得ない場合に、上記の
ような加圧部７，８，９端面側からの熱伝導によ
る冷却作用がその中央部まで作用しないためであ
ると考えられる。 また第６図に示すように、２つのローラの加圧
部７，８，９が上下方向に重なるような配置を採
用すると、被処理品表面にローラ面当り傷が生じ
るのを防止することが可能となる。 この発明のローリングプレス焼入装置は以上の
ように構成されたものであり、したがつてこの装
置によれば、材質の焼入性が悪い場合にでも、焼
入処理品の硬度が高く、かつその軸方向に沿う表
面硬度分布をばらつきのない均一なものとするこ
とができる。また加圧部による被処理品への接触
部同士が相互に重複する構成としたので、加圧力
が大きいような場合にも、ローラ面当り傷が生ず
るのを防止することが可能となる。
第１図ないし第５図は公知技術を示す図で、第
１図はローリングプレス焼入装置の原理図、第２
図及び第３図はそれぞれローラ形状を示す説明
図、第４図及び第５図はそれぞれ従来装置による
焼入硬度分布を示すグラフ、第６図ないし第８図
は本発明を説明するための図で、第６図ａ，ｂは
加圧部配置の一実施例の説明図、第７図は前記加
圧部配置による焼入硬度分布を示すグラフ、第８
図は焼入時の経過時間と温度との関係を示すグラ
フである。 Ａ…被処理品、１…加圧ローラ、２，３…受ロ
ーラ、７，８，９…加圧部。
１図はローリングプレス焼入装置の原理図、第２
図及び第３図はそれぞれローラ形状を示す説明
図、第４図及び第５図はそれぞれ従来装置による
焼入硬度分布を示すグラフ、第６図ないし第８図
は本発明を説明するための図で、第６図ａ，ｂは
加圧部配置の一実施例の説明図、第７図は前記加
圧部配置による焼入硬度分布を示すグラフ、第８
図は焼入時の経過時間と温度との関係を示すグラ
フである。 Ａ…被処理品、１…加圧ローラ、２，３…受ロ
ーラ、７，８，９…加圧部。
Claims (1)
- １ 加圧ローラと、一組の受ローラとを有し、こ
れら各ローラには、鋼製被処理品外周へ接触する
加圧部を間隔をおいて形成し、回転する各ローラ
間に被処理品を配設して加圧状態で回転させなが
ら焼入を行うローリングプレス焼入装置におい
て、３個のローラから任意に選択される１組のロ
ーラ間においては、一のローラの加圧部による被
処理品外周への接触部分と、他のローラの加圧部
による被処理品外周への接触部分とが相互に重複
する重複部分を有し、この重複部分の軸方向長さ
が約４mm以下になるように各ローラの加圧部を配
設したことを特徴とするローリングプレス焼入装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17805782A JPS5967312A (ja) | 1982-10-09 | 1982-10-09 | ロ−リングプレス焼入装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17805782A JPS5967312A (ja) | 1982-10-09 | 1982-10-09 | ロ−リングプレス焼入装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5967312A JPS5967312A (ja) | 1984-04-17 |
| JPS6360805B2 true JPS6360805B2 (ja) | 1988-11-25 |
Family
ID=16041847
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17805782A Granted JPS5967312A (ja) | 1982-10-09 | 1982-10-09 | ロ−リングプレス焼入装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5967312A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS641315U (ja) * | 1987-06-20 | 1989-01-06 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6184320A (ja) * | 1984-10-01 | 1986-04-28 | Kawasaki Steel Corp | 回転焼入装置 |
| US6434992B1 (en) * | 2001-02-05 | 2002-08-20 | Hegenscheidt-Mfd Corporation | Fillet rolling support roller |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5467504A (en) * | 1977-11-09 | 1979-05-31 | Hitachi Metals Ltd | Method and apparatus for quenching round rod material |
-
1982
- 1982-10-09 JP JP17805782A patent/JPS5967312A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS641315U (ja) * | 1987-06-20 | 1989-01-06 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5967312A (ja) | 1984-04-17 |
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