CN105567943A - 工件的热处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种工件的热处理方法，能够用简单的设备来确保热处理质量并容易地进行凹部的回火处理。在对在与第1区域(11)离开距离的第2区域(12)设置的凹部(14)进行淬火处理及回火处理时，在对凹部(14)进行了淬火处理之后，用加热线圈(23)对第1区域(11)进行感应加热，从而经由第1区域(11)与第2区域(12)之间的导热区域(15)，将凹部(14)的底部(14a)及顶部(14b)加热到预定的回火温度范围，从而进行回火处理。

Description

工件的热处理方法

技术领域

本发明涉及用于对工件的凹部进行淬火处理及回火处理的工件的热处理方法。

背景技术

以往，在建设机械等中使用大型的旋转圈，该大型的旋转圈在内周沿长边方向连续地设置有轴承的滚珠、滚子等的凹状的滚动面。在这样的大型的旋转圈中，对滚动面分别实施淬火及回火的热处理(例如参照下述专利文献1)。利用热处理来确保滚动面的硬度而使滚动特性提高。

在热处理时，在通过对内周进行感应加热并急冷从而进行淬火处理之后，将旋转圈收容到加热炉内，以能够得到期望的特性的条件实施回火处理。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本国日本特开2008－231496号公报

发明内容

本发明欲解决的技术问题

但是，因需要能够将环状工件整体收容的加热炉，设备容易大型化。如果在内径侧使用加热线圈而利用感应加热来进行回火处理，则由于回火温度为低温而被允许的温度范围狭窄，所以不容易均匀地加热。特别是在凹部，由于每个位置产生较大的温度偏差而使热处理质量容易降低，对加热线圈的形状、配置要求高的精度。

因此，本发明的目的在于提供一种能够用简单的设备确保热处理质量并容易进行凹部的回火处理的工件的热处理方法。

用于解决问题的技术方案

达成上述目的的本发明的工件的热处理方法是如下的方法：对在与第1区域离开距离的第2区域设置的凹部进行淬火处理及回火处理，在对凹部进行了淬火处理之后，用加热线圈对第1区域进行感应加热，从而经由第1区域与第2区域之间的导热区域，将凹部的底部及顶部加热到预定的回火温度范围。

在本发明的工件的热处理方法中，优选的是，通过对比凹部宽的第1区域进行感应加热，从而对凹部进行回火处理。另外，在本发明的工件的热处理方法中，也可以是，工件被形成为环状，通过对外周的第1区域进行感应加热，从而对在内周沿周向连续地设置的第2区域的凹部进行回火处理。

发明效果

根据本发明的工件的热处理方法，通过用加热线圈对第1区域进行感应加热，从而经由导热区域进行导热，将与第1区域离开距离的第2区域的凹部加热，因此，能够通过调整第1区域的加热量，来调整凹部的回火温度。在使加热线圈接近第1区域来进行感应加热时，由于即使因第1区域及加热线圈的形状、位置而在第1区域的各位置温度产生了偏差，也在导热区域扩散的同时向第2区域的凹部导热，所以，在第2区域的凹部，能够减小被传递到各位置的热量的偏差。因此，在凹部的包含底部及顶部的宽广的范围中，能够实现温度的均匀化，能够容易地加热到预定的回火温度范围内。其结果是，即使不使用加热炉、或者不使加热线圈的形状、配置高度地精密化，也能够用简单的设备确保热处理质量并容易地进行凹部的回火处理。

附图说明

图1的(a)～(d)是说明本发明的实施方式的热处理工序的概略剖视图。

图2是示出在本发明的实施方式中实施热处理的工件的部分主视图。

图3是示出本发明的实施方式的热处理工序中的第2区域的温度的经时变化的曲线图。

附图标记说明

W工件

11第1区域

12第2区域

13齿轮齿

14滚动面

14a底部

14b顶部

15导热区域

21第1热处理单元

22第2热处理单元

23第1加热线圈

24第2加热线圈

25第1冷却喷嘴

26第2冷却喷嘴

具体实施方式

以下，使用附图详细说明本发明的实施方式。成为本实施方式的热处理的对象的工件W如图2所示被形成为大致环状，以互相在径向离开距离的状态在周向连续地设置有第1区域11和第2区域12。

外周侧的第1区域11具有沿着轴的圆柱状的外表面。内周侧的第2区域12具有在作为周向的长边方向连续的凹部。在本实施方式中，凹部是轴承的滚珠、滚子等的滚动面14，沿着轴的截面为弧形状。第1区域11的外周面与第2区域12的滚动面14相比，沿着轴的宽度被形成得较宽，滚动面14整体与第1区域11的外周面在与轴正交的方向成为重叠的位置。

在本实施方式中，通过对滚动面14的内表面进行淬火处理并进行回火处理，来对工件W实施热处理。

如图1的(a)～(d)所示，所使用的热处理装置包括：第1热处理单元21，其被未图示的支承装置支承并配置在沿周向旋转的工件W的外周；及第2热处理单元22，其同样被未图示的支承装置支承并配置在沿周向旋转的工件W的内周。

第1热处理单元21具有第1加热线圈23，该第1加热线圈23能够与第1区域11的外周面中的周向的一部分对置。第1加热线圈23的形状没有特别限定，但是，为能够对第1区域的外周面的轴向的全宽进行加热的形状。

第2热处理单元22具有：第2加热线圈24，其能够与滚动面14中的周向的一部分对置；及第2冷却喷嘴26，其能够向工件W的内周喷射冷却液。第2加热线圈24的形状也没有特别限定，但是，为能够对滚动面14的轴向的全宽进行加热的形状。

在对工件W进行热处理时，首先，如图1的(a)、(b)所示，实施第2区域淬火工序，接下来，如图1的(c)、(d)所示，实施回火工序。在第2区域淬火工序及回火工序中，工件W的第2区域12的滚动面14的表面温度的经时变化的例子示出在图3中。

在第2区域淬火工序中，通过使工件W沿周向旋转的同时，如图1的(a)及图3的P11所示，用第2加热线圈24对第2区域12进行高频感应加热，从而将滚动面14的内表面加热到淬火温度范围。然后，如图1的(b)及图3的P11所示，从第2冷却喷嘴26向第2区域12喷射冷却液，对被加热的第2区域12进行急冷。

接下来，在回火工序中，如图1的(c)及图3的P12所示，通过使工件W沿周向旋转的同时，用第1加热线圈23对第1区域11进行高频感应加热，从而使第1区域11升温。该热经由第1区域11与第2区域12之间的导热区域15而传热至第2区域12，将包含滚动面14的底部14a及顶部14b在内的整个滚动面14加热到预定的回火温度范围。

此时，供给到第1区域11的各部的热在沿导热区域15传导的期间扩散到工件W内。因此，即使第1区域11的各部的温度存在偏差，也在传热过程被均匀化并被传递到第2区域12的滚动面14。而且，被均等地传热到第2区域12的滚动面14，从而能够将滚动面14整体同等地加热，能够将滚动面14的包含底部14a和顶部14b在内的整体加热到与淬火温度的允许范围相比非常狭窄的回火温度的允许范围内。

在回火处理中，所获得的特性会根据加热温度而变化，因此，回火温度范围是小于A1相变点的温度并根据要求特性来适当设定，在本实施方式中，设定为适合于保持第2区域12的滚动面14的硬度的较高的范围。

为了达成这样的回火温度范围，例如能够采用调整向第1加热线圈23供电的功率、频率等电气性条件的方法。各种条件的设定能够利用例如工件W的形状、材质、线圈的形状、配置、频率、功率等电气性条件、加热时间、热传递速度、热容量等各种参数，并利用使用了FEM分析模型的仿真等来预先设定。

在将第2区域12的滚动面14加热到回火温度范围之后，通过进行在大气中的放热等、慢冷却，来对第2区域12进行回火处理。由此，结束热处理。

根据以上那样的热处理方法，通过用第1加热线圈23对第1区域11进行感应加热，从而经由导热区域15传热，将与第1区域11离开距离的第2区域12的滚动面14加热，因此，通过调整第1区域11的加热量，从而能够调整滚动面14的回火温度。

此时，即使因第1区域11及第1加热线圈23的形状、位置而在第1区域11的各位置温度产生了偏差，也由于在导热区域15扩散的同时向第2区域12的滚动面14传热，所以，在第2区域12的滚动面14中，传递到各位置的热量的偏差被减小。因此，在滚动面14的包含底部14a及顶部14b的宽广的范围中，能够使温度更均匀化，能够容易地加热到预定的回火温度范围内。因此，即使是低温且被允许的温度范围狭窄的回火处理，也能够用简单的设备来确保预定的热处理质量，能够容易地进行滚动面14的回火处理。

在该热处理方法中，通过对比滚动面14的宽度宽的第1区域11进行感应加热来对滚动面14进行回火处理，因此，能够从第1区域11的较宽的范围通过传热将第2区域12的较窄的范围加热，在第2区域12的滚动面14的沿着轴的宽度方向的两缘侧也不会发生传热的热量的不足，能够容易地将滚动面14整体均匀加热。

在该热处理方法中，第2区域12的滚动面14在长边方向连续、即在周向设置为环状，使第1加热线圈23与第1区域11的一部分对置，在相对移动的同时进行感应加热，因此，对于工件W，能够使用小型的第1加热线圈23来进行滚动面14的回火处理。

此外，上述实施方式能够在本发明的范围内适当变更。在上述实施方式中，说明了对外周侧的第1区域11具有圆柱状的外表面、内周侧的第2区域12具有由在周向连续的凹部构成的滚动面14的圆环形状的工件W进行热处理的例子，但是，其他形状的工件也能够应用本发明。例如，第1区域与第2区域也可以相反，也可以是具有两端并呈直线状或者曲线状延伸的工件。并且，也可以在第1区域的沿着轴的宽度方向或沿着周向设置有倾斜、或者设置齿形等凹凸形状。

Claims (3)

1.一种工件的热处理方法，对在与第1区域离开距离的第2区域设置的凹部进行淬火处理及回火处理，

在对所述凹部进行了淬火处理之后，用加热线圈对所述第1区域进行感应加热，从而经由该第1区域与所述第2区域之间的导热区域，将所述凹部的底部及顶部加热到预定的回火温度范围。

2.如权利要求1所述的工件的热处理方法，

通过对比所述凹部宽的所述第1区域进行感应加热从而对所述凹部进行回火处理。

3.如权利要求1或2所述的工件的热处理方法，

所述工件被形成为环状，通过对外周的所述第1区域进行感应加热，从而对在内周沿周向连续地设置的所述第2区域的凹部进行回火处理。