JP2002356713A - Induction hardening method, and apparatus - Google Patents
Induction hardening method, and apparatusInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、部品の被処理面を
高周波焼入する高周波焼入方法及び装置に関するもので
ある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an induction hardening method and apparatus for induction hardening a surface to be processed of a component.
【0002】[0002]
【従来の技術】図4は、自動車のトランスミッション部
品1を示している。このトランスミッション部品1は、
図5に示すように、軽量化のために3つの部材(具体的
には、上部品2、中部品3、及び下部品4)を溶接して
1つの部品を構成して成るものである。なお、図5にお
いて、Wは溶接部である。また、下部品4の材料として
は炭素鋼を使用しているが、上部品2及び中部品3の材
料については、コストの低減のために塑性加工の適用可
能な軟鋼を使用している。2. Description of the Related Art FIG. 4 shows a transmission component 1 of an automobile. This transmission part 1
As shown in FIG. 5, three members (specifically, an upper part 2, a middle part 3, and a lower part 4) are welded to make one part for weight reduction. In addition, in FIG. 5, W is a welded part. Although carbon steel is used as the material of the lower part 4, mild steel that can be subjected to plastic working is used as the material of the upper part 2 and the middle part 3 in order to reduce costs.
【0003】上述のトランスミッション部品1は、上部
品2に形成された複数の小孔5と下部品4に形成された
複数の小孔6とをそれぞれ位置合わせし、これらの小孔
5,6にシャフト(図示せず)を上下方向に挿入配置し
た状態で使用されるようになっている。In the transmission component 1 described above, a plurality of small holes 5 formed in the upper part 2 and a plurality of small holes 6 formed in the lower part 4 are aligned with each other. It is designed to be used with a shaft (not shown) inserted and arranged vertically.
【0004】ところで、上部品2は既述の如く塑性加工
の適用可能な軟鋼から成るものであり、炭素鋼に比べて
材料硬度が低いのが実状である。そのため、シャフト嵌
合部である上部品2の小孔5に摩耗を生じるのを防止す
べく小孔5の耐摩耗性を向上させる必要がある。そこ
で、小孔5の耐摩耗性を向上させる手段として、高周波
焼入を施すことが考えられる。具体的には、上部品2の
小孔5内に高周波誘導加熱コイル(図示せず)を配置し
て所要温度に高周波誘導加熱し、その直後に加熱部分に
冷却液(焼入水等)を噴射して急冷させることにより、
小孔5の内径部(周縁部)に所要深さの焼入硬化層を形
成して所要の表面硬度(焼入品質)を得ることが考えら
れる。The upper part 2 is made of mild steel to which plastic working can be applied, as described above, and has a material hardness lower than that of carbon steel. Therefore, it is necessary to improve the wear resistance of the small hole 5 in order to prevent the small hole 5 of the upper part 2 which is the shaft fitting portion from being worn. Therefore, as a means for improving the wear resistance of the small holes 5, it is conceivable to perform induction hardening. Specifically, a high-frequency induction heating coil (not shown) is arranged in the small hole 5 of the upper part 2 to perform high-frequency induction heating to a required temperature, and immediately thereafter, a cooling liquid (quenching water or the like) is injected into the heated portion. And quenching,
It is conceivable to obtain a required surface hardness (quenching quality) by forming a quench hardened layer of a required depth in the inner diameter part (peripheral part) of the small hole 5.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来よ
り行なっていたような小孔5の高周波焼入方法では、小
孔5を高周波焼入することにより耐摩耗性を確保するこ
とができるものの、小孔5の内径形状に大きな歪みを生
じてしまうという問題点がある。すなわち、部品(ワー
ク)と高周波誘導加熱コイルとを相対的に回転させない
状態でのいわゆる静止加熱を行なう場合には高周波誘導
加熱コイルの形状の影響を大きく受けるため、小孔5の
内径部に大きな歪みを生じる。このような歪みを生じる
と、上部品2の小孔5と下部品4の小孔6とが互いに位
置ずれしてシャフト通し精度(位置精度)が悪くなり、
これらの小孔5,6にシャフトを挿通することができな
くなるという不具合を生じることとなる。However, in the induction hardening method of the small holes 5 which has been conventionally performed, although the wear resistance can be secured by induction hardening the small holes 5, the small holes 5 can be hardened. There is a problem that a large distortion is generated in the inner diameter shape of the hole 5. That is, when so-called stationary heating is performed in a state where the component (work) and the high-frequency induction heating coil are not relatively rotated, the shape of the high-frequency induction heating coil is greatly affected. Causes distortion. When such distortion occurs, the small hole 5 of the upper part 2 and the small hole 6 of the lower part 4 are displaced from each other, and the shaft passing accuracy (position accuracy) is deteriorated.
A disadvantage arises in that the shaft cannot be inserted through these small holes 5 and 6.
【0006】小孔5の焼入歪みは、焼入によるマルテン
サイト変態に伴う体積膨張により内径が狭くなり、小孔
5が変形することにより生じる。つまり、焼入により小
孔5の内径部(内周表面)に形成される焼入硬化層深さ
が深くなればなるほど体積膨張が増大して、小孔5の内
径部の変化量が多くなり、歪み易い傾向となる。焼入硬
化層深さを浅くすることによって、小孔5の内径部の焼
入歪みを少なくすることが可能であるが、焼入処理のた
めの高周波誘導加熱に用いられるkHz帯の周波数で
は、焼入硬化層深さを0.5mm以下にする場合には、
被加熱部である小孔5の内径部の表面が適正加熱温度よ
りも低くなり、これに起因して小孔5の内径部の表面硬
度(焼入硬さ)が低レベルとなる。因みに、塑性加工の
適用可能な軟鋼では、Hv400程度の表面硬度を確保
することができない。また、小孔5の内径部の焼入歪み
を少なくする方法としては、熱影響を極力少なくすべく
高周波誘導加熱を短時間で行なう短時間加熱方法がある
が、kHz帯の周波数の高周波電源では、加熱時間を
0.5sec以下にした場合、0.5mm以下の焼入硬化
層深さしか得ることができず、従って、安定した焼入品
質を確保することができないのが実状である。[0006] The quenching distortion of the small holes 5 is caused by deformation of the small holes 5 due to narrowing of the inner diameter due to volume expansion accompanying martensitic transformation by quenching. In other words, as the depth of the quenched hardened layer formed on the inner diameter portion (inner peripheral surface) of the small hole 5 by quenching increases, the volume expansion increases, and the amount of change in the inner diameter portion of the small hole 5 increases. , And tends to be easily distorted. By reducing the depth of the quench hardened layer, it is possible to reduce the quenching distortion of the inner diameter of the small hole 5, but at a frequency in the kHz band used for high-frequency induction heating for quenching, When the quench hardened layer depth is set to 0.5 mm or less,
The surface of the inner diameter of the small hole 5 which is the portion to be heated becomes lower than the appropriate heating temperature, and as a result, the surface hardness (hardening hardness) of the inner diameter of the small hole 5 becomes low. Incidentally, mild steel to which plastic working can be applied cannot secure a surface hardness of about Hv400. As a method of reducing the quenching distortion of the inner diameter portion of the small hole 5, there is a short-time heating method in which high-frequency induction heating is performed in a short time in order to minimize the influence of heat. When the heating time is set to 0.5 sec or less, only a quench hardened layer depth of 0.5 mm or less can be obtained, so that stable quenching quality cannot be ensured.
【0007】本発明は、上述のような問題点に鑑みてな
されたものであって、その目的は、部品の被処理面の表
面硬度を充分に確保し得ると共に、部品の高周波焼入後
における歪みを少なく抑えることができるような高周波
焼入方法及び装置を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and has as its object to achieve a sufficient surface hardness of a surface to be processed of a part and to obtain a part after induction hardening. It is an object of the present invention to provide an induction hardening method and an apparatus that can suppress distortion.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明では、部品の被処理面を高周波焼入する高
周波焼入方法において、前記部品を冷却液中に浸漬する
と共に、高周波誘導加熱コイルのコイル頭部を前記冷却
液中に浸漬させた状態の下で、前記被処理面に前記コイ
ル頭部を近接して配置し、超高周波帯の周波数の高周波
電力を短時間にわたり前記高周波誘導加熱コイルに供給
することにより前記被処理面を高周波誘導加熱すると同
時に、前記冷却液にて焼入冷却するようにしている。ま
た、本発明では、前記超高周波帯の周波数を1MHz〜
4MHzに設定するようにしている。また、本発明で
は、前記超高周波帯の周波数の高周波電力を前記高周波
誘導加熱コイルに供給する時間すなわち前記部品の加熱
時間を0.4sec以下に設定するようにしている。ま
た、本発明では、前記部品の炭素量が0.05%〜0.5
5%であるようにしている。また、本発明では、部品に
形成された小孔の内径部を高周波焼入するための高周波
焼入装置において、(A) 冷却液が充填され、かつ、
被焼入体である前記部品が前記冷却液中に浸漬された状
態で収容配置される冷却液槽と、(B) 前記小孔内に
挿入配置されるコイル頭部を有する高周波誘導加熱コイ
ルと、(C) 1〜4MHzの超高周波帯の周波数を電
源周波数とする高周波電源と、をそれぞれ具備し、前記
冷却液槽の冷却液中に前記部品を浸漬させて前記部品の
小孔内に前記高周波誘導加熱コイルのコイル頭部を挿入
配置した状態の下で、前記高周波電源から1〜4MHz
の高周波電力を前記高周波誘導加熱コイルに供給するこ
とにより、前記部品の小孔の内径部を焼入処理するよう
にしている。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides an induction hardening method for induction hardening a surface to be processed of a component. Under a state in which the coil head of the induction heating coil is immersed in the cooling liquid, the coil head is arranged close to the surface to be processed, and the high-frequency power of the frequency of the super-high frequency band is applied for a short time. The surface to be processed is subjected to high-frequency induction heating by supplying it to the high-frequency induction heating coil, and at the same time, quenched and cooled with the cooling liquid. In the present invention, the frequency of the ultrahigh frequency band is 1 MHz to
It is set to 4 MHz. Further, in the present invention, the time for supplying the high-frequency power of the frequency in the ultrahigh-frequency band to the high-frequency induction heating coil, that is, the heating time for the component is set to 0.4 sec or less. In the present invention, the carbon content of the component is 0.05% to 0.5%.
5%. Further, according to the present invention, in the induction hardening device for induction hardening the inner diameter portion of the small hole formed in the component, (A) a coolant is filled, and
(B) a high-frequency induction heating coil having a coil head inserted and arranged in the small hole; , (C) a high frequency power supply having a power frequency of an ultra-high frequency band of 1 to 4 MHz, wherein the component is immersed in a cooling liquid of the cooling liquid tank, and the component is immersed in a small hole of the component. Under the condition that the coil head of the high frequency induction heating coil is inserted and arranged, 1 to 4 MHz from the high frequency power supply.
By supplying the high-frequency power to the high-frequency induction heating coil, the inside diameter of the small hole of the component is quenched.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図1〜図3を参照して説明する。なお、図1〜図3に
おいて、図4及び図5と同様の部分には同一の符号を付
して重複する説明を省略する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. In FIGS. 1 to 3, the same parts as those in FIGS. 4 and 5 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
【0010】図1は、本発明の一実施形態に係る高周波
焼入方法を施行するために用いられる高周波焼入装置1
0を示すものであって、本装置10は、トランスミッシ
ョン部品1の上部を構成する上部品2の小孔5の内径部
(内周表面)を高周波焼入するためのものである。本実
施形態の高周波焼入装置10は、図1に示す如く、冷却
液11が充填(貯溜)された冷却液槽12と、前記小孔
5内に挿通配置されるコイル頭部13aを有する高周波
誘導加熱コイル13と、この高周波誘導加熱コイル13
に接続された変成器14と、この変成器14を介して高
周波誘導加熱コイル13に高周波電力(高周波電流)を
供給する高周波電源15と、この高周波電源15を調整
制御する制御盤16とをそれぞれ備えている。FIG. 1 shows an induction hardening apparatus 1 used for performing an induction hardening method according to an embodiment of the present invention.
0, the present device 10 is for induction hardening the inner diameter portion (inner peripheral surface) of the small hole 5 of the upper part 2 constituting the upper part of the transmission part 1. As shown in FIG. 1, the induction hardening apparatus 10 of the present embodiment has a cooling liquid tank 12 in which a cooling liquid 11 is filled (reserved), and a high-frequency hardening apparatus having a coil head 13 a inserted through the small hole 5. Induction heating coil 13 and high-frequency induction heating coil 13
, A high-frequency power supply 15 for supplying high-frequency power (high-frequency current) to the high-frequency induction heating coil 13 via the transformer 14, and a control panel 16 for adjusting and controlling the high-frequency power supply 15, respectively. Have.
【0011】上述の冷却液槽12は、冷却水等の冷却液
11が充填されるようになっており、その底部12a上
には被焼入体(ワーク)であるトランスミッション部品
1を保持するワーク受け治具17が配設されている。か
くして、トランスミッション部品1は、ワーク受け治具
17に保持された状態の下で冷却液槽12内においてそ
の全体が冷却液11中に浸漬されるようになっている。
なお、この場合、トランスミッション部品1の上部を構
成する上部品2は、冷却液11の液面11aの付近の比
較的浅い位置に配置されるように設定されている。The above-mentioned cooling liquid tank 12 is filled with a cooling liquid 11 such as cooling water, and a work 12 for holding the transmission component 1 as a work to be quenched on the bottom 12a. A receiving jig 17 is provided. Thus, the entire transmission component 1 is immersed in the coolant 11 in the coolant tank 12 while being held by the work receiving jig 17.
In this case, the upper part 2 constituting the upper part of the transmission part 1 is set so as to be arranged at a relatively shallow position near the liquid surface 11a of the coolant 11.
【0012】また、上述の高周波誘導加熱コイル13
は、コイル冷却水によって冷却される水冷式のものであ
って、図1及び図2に示すように、変成器14に接続さ
れる一対のリード部20a,20bと、これらのリード
部20a,20b間に介在された絶縁板21と、前記一
対のリード部20a,20b間に接続された断面ほぼ円
筒形状のコイル頭部13aとから構成されている。な
お、コイル頭部13aの外径寸法は、トランスミッショ
ン部品1の小孔5の内径寸法よりも僅かに小さく設定さ
れており、従って前記コイル頭部13aが前記小孔5内
に僅かな隙間をもって挿入配置されるように設定されて
いる。さらに、本実施形態では、高周波発振の結合効率
を良くするために、磁性材料から成るダストコア22が
コイル頭部13aの内径中空部内に挿入配置されてい
る。The above-described high-frequency induction heating coil 13
Is a water-cooled type which is cooled by coil cooling water, and as shown in FIGS. 1 and 2, a pair of leads 20a and 20b connected to the transformer 14, and these leads 20a and 20b It comprises an insulating plate 21 interposed therebetween and a coil head 13a having a substantially cylindrical cross section connected between the pair of lead portions 20a and 20b. The outer diameter of the coil head 13a is set slightly smaller than the inner diameter of the small hole 5 of the transmission component 1. Therefore, the coil head 13a is inserted into the small hole 5 with a small gap. It is set to be placed. Further, in the present embodiment, in order to improve the coupling efficiency of high-frequency oscillation, a dust core 22 made of a magnetic material is inserted and disposed in the hollow portion of the inner diameter of the coil head 13a.
【0013】また、上述の高周波電源15は、1MHz
〜4MHzの範囲の超高周波帯の電源周波数を発振する
ことが可能な高周波発振器から成り、制御盤16により
1MHz〜4MHzの範囲内の高周波電力(高周波電
圧)が高周波電源15から出力ケーブル23及び変成器
14を順次に介して高周波誘導加熱コイル13に供給さ
れるように構成されている。さらに、制御盤16によ
り、高周波誘導加熱コイル13の通電時間ひいては高周
波誘導加熱時間を0.1sec〜0.5secの範囲内で
適宜に調整することが可能であるが、本実施形態におい
ては、高周波誘導加熱時間を0.4sec以内(すなわ
ち、0.1sec〜0.4secの範囲)に設定するよ
うにしている。The high-frequency power supply 15 has a frequency of 1 MHz.
A high frequency oscillator capable of oscillating a power frequency in an ultrahigh frequency band in the range of 4 MHz to 4 MHz. The control panel 16 converts high frequency power (high frequency voltage) in the range of 1 MHz to 4 MHz from the high frequency power It is configured to be supplied to the high-frequency induction heating coil 13 via the heater 14 sequentially. Furthermore, the control panel 16 can appropriately adjust the energizing time of the high-frequency induction heating coil 13 and, consequently, the high-frequency induction heating time within a range of 0.1 sec to 0.5 sec. The induction heating time is set within 0.4 sec (that is, in the range of 0.1 sec to 0.4 sec).
【0014】このような構成の高周波誘導加熱装置10
を用いてトランスミッション部品1の小孔5の内径部を
高周波焼入する際の手順及び作用の一例につき述べる
と、次の通りである。The high-frequency induction heating apparatus 10 having such a configuration
An example of a procedure and an operation when induction hardening the inner diameter portion of the small hole 5 of the transmission component 1 by using the following will be described as follows.
【0015】まず、冷却液槽12内に冷却水等の冷却液
を充填し、焼入対象物であるトランスミッション部品1
を冷却液12内のワーク受け治具17に嵌着して冷却液
槽12内に保持する。これに伴い、トランスミッション
部品1の全体が冷却液11中に浸漬されると共に、被焼
入部である上部品2の小孔5が冷却液11の液面11a
の近傍位置に配置される。次いで、高周波誘導加熱コイ
ル13のコイル頭部13aのみを冷却液11中に入れて
前記小孔5内に挿入し、コイル頭部13aの外周面と小
孔5の内周面との間に僅かな隙間を隔てた状態で配置す
る。しかる後に、高周波電源15から出力ケーブル23
及び変成器14を順次に介して高周波誘導加熱コイル1
3に超高周波帯の1MHz〜4MHzの高周波電力を
0.1sec〜0.4secの時間にわたって供給す
る。これにより、高周波誘導加熱コイル13に対向する
前記小孔5の内径部が高周波誘導加熱されると同時に、
冷却液11による焼入冷却がなされて前記小孔5の内径
部に焼入硬化層が形成される。First, the cooling liquid tank 12 is filled with a cooling liquid such as cooling water, and the transmission component 1 to be quenched is filled.
Is fitted to a work receiving jig 17 in the cooling liquid 12 and held in the cooling liquid tank 12. Along with this, the entire transmission component 1 is immersed in the coolant 11 and the small holes 5 of the upper component 2 which is the part to be quenched are filled with the liquid surface 11 a of the coolant 11.
Is located in the vicinity of. Next, only the coil head 13a of the high-frequency induction heating coil 13 is put into the cooling liquid 11 and inserted into the small hole 5, and a slight gap is formed between the outer peripheral surface of the coil head 13a and the inner peripheral surface of the small hole 5. Are placed with a proper gap. Thereafter, the high-frequency power supply 15 is connected to the output cable 23.
And a high-frequency induction heating coil 1 through a transformer 14 in sequence.
3 is supplied with a high frequency power of 1 MHz to 4 MHz in an ultra high frequency band for a period of 0.1 sec to 0.4 sec. Thereby, the inner diameter portion of the small hole 5 facing the high-frequency induction heating coil 13 is subjected to high-frequency induction heating, and at the same time,
The quenching and cooling by the cooling liquid 11 is performed to form a quenched and hardened layer at the inner diameter of the small hole 5.
【0016】図3は、高周波誘導加熱時に高周波電源1
5から高周波誘導加熱コイル13に出力される出力電圧
の波形(高周波発振出力波形)の一例を示している。こ
の場合には、出力電圧の立ち上がり時間を35msec
とすることにより、0.2sec程度の加熱時間に対し
て、85%以上の定電圧の高周波発振が可能となり、焼
入品質の安定化が図られる。FIG. 3 shows a high-frequency power source 1 during high-frequency induction heating.
5 shows an example of a waveform of an output voltage (high-frequency oscillation output waveform) output to the high-frequency induction heating coil 13 from FIG. In this case, the rise time of the output voltage is 35 msec.
By doing so, high-frequency oscillation at a constant voltage of 85% or more becomes possible for a heating time of about 0.2 sec, and the quenching quality is stabilized.
【0017】上述のような高周波焼入装置10及びこの
装置10を用いた高周波焼入方法によれば、超高周波帯
の周波数で短時間加熱を行なうようにしているので、前
記小孔5の内径部の表面硬度は充分に確保されると共
に、焼入硬化層深さは従来の場合に較べてより浅く設定
されることとなる。その結果、前記小孔5の内径部の焼
入歪みを少なく抑えることができる。According to the induction hardening apparatus 10 and the induction hardening method using the apparatus 10 as described above, heating is performed for a short time at the frequency of the ultrahigh frequency band. The surface hardness of the portion is sufficiently ensured, and the depth of the quench hardened layer is set to be shallower than in the conventional case. As a result, quenching distortion at the inner diameter of the small hole 5 can be reduced.
【0018】以下に、本発明の具体的な実施例を示す。 実施例 (1) ワーク(被焼入体): トランスミッション部品 (a) 材質 : SAPH (b) 小孔の直径 : 12.0mm (c) 板厚 : 4.5mm (2) 高周波誘導加熱条件 (a) 高周波入力電力: 16KW (b) 周波数 : 2.5MHz(超高周波帯) (c) 加熱時間 : 0.4secHereinafter, specific embodiments of the present invention will be described. Example (1) Work (hardened body): Transmission parts (a) Material: SAPH (b) Small hole diameter: 12.0 mm (c) Plate thickness: 4.5 mm (2) High frequency induction heating conditions (a) ) High frequency input power: 16 KW (b) Frequency: 2.5 MHz (ultra high frequency band) (c) Heating time: 0.4 sec
【0019】上記焼入条件により上部品2の小孔5の内
径部を焼入を施したときの表面硬度は、Hv(ビッカー
ス硬度)500であり、硬化層深さは、0.3mm〜0.
4mmであった。これに対し、従来における200kH
z程度の周波数では、表面硬度が、Hv380であり、
硬化層深さが、1.0mm〜1.2mmであった。The surface hardness when the inner diameter of the small hole 5 of the upper part 2 is quenched under the above quenching conditions is Hv (Vickers hardness) 500, and the depth of the hardened layer is from 0.3 mm to 0 mm. .
4 mm. In contrast, the conventional 200 kHz
At a frequency of about z, the surface hardness is Hv380,
The depth of the hardened layer was 1.0 mm to 1.2 mm.
【0020】上述の如き本発明の実施例によれば、所定
の表面硬度(Hv400以上)で、焼入硬化層深さが約
0.7mmだけ浅くなったのに伴い、マルテンサイト変
態量が減少した。According to the embodiment of the present invention as described above, the martensitic transformation amount decreases as the depth of the quenched hardened layer decreases by about 0.7 mm at a predetermined surface hardness (Hv 400 or more). did.
【0021】さらに、本発明の実施例では、加熱時間が
0.4secであり、従来では、約2.0secである
ことから、加熱時間は従来の場合に較べて約1.6se
cだけ短くした。その結果、焼入硬化層深さの減少と、
加熱時間の短縮とにより、焼入後の歪みが少なくなり、
その歪みの程度は、トランスミッション部品1の組立時
における小孔5,6へのシャフト挿入作業に支障を生じ
るレベルではないことが確認された。なお、加熱時間を
0.4sec以下に設定した場合に良好な結果が得られ
ることが確認された。Further, in the embodiment of the present invention, the heating time is 0.4 sec, which is about 2.0 sec in the prior art, so that the heating time is about 1.6 sec in comparison with the conventional case.
c was shortened. As a result, the quench hardened layer depth decreases,
By shortening the heating time, distortion after quenching is reduced,
It was confirmed that the degree of the distortion was not at a level that would hinder the work of inserting the shaft into the small holes 5 and 6 at the time of assembling the transmission component 1. It was confirmed that good results were obtained when the heating time was set to 0.4 sec or less.
【0022】また、焼入対象としての部品の材質は、炭
素量が0.05%〜0.55%である場合に、焼入後の歪
みを実用に供し得る程度に少なく抑えることができるこ
とが実験により確認された。The material of the part to be quenched can suppress distortion after quenching to a practically usable level when the carbon content is 0.05% to 0.55%. Confirmed by experiment.
【0023】以上、本発明の一実施形態につき述べた
が、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、
本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可
能である。例えば、既述の実施形態ではトランスミッシ
ョン部品1の小孔5を高周波焼入するようにしている
が、トランスミッション部品1以外の各種の部品に形成
される小孔の内径部を高周波焼入する場合にも本発明を
適用することが可能である。また、焼入対象部である小
孔5は、円孔に限らず、楕円形状、半円形状、矩形形状
等の各種形状の場合であっても本発明を適用することが
可能である。Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this embodiment.
Various modifications and changes are possible based on the technical concept of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the small holes 5 of the transmission component 1 are induction hardened. However, when the inner diameter portions of the small holes formed in various components other than the transmission component 1 are induction hardened, The present invention can also be applied to the present invention. In addition, the present invention can be applied to the small holes 5 that are the quenching target portions, not limited to the circular holes, but may be various shapes such as an elliptical shape, a semicircular shape, and a rectangular shape.
【0024】[0024]
【発明の効果】以上の如く、本発明に係る高周波焼入方
法及び装置は、被焼入体である部品を冷却液中に浸漬す
ると共に、高周波誘導加熱コイルのコイル頭部を前記冷
却液中に浸漬させた状態の下で、部品の被処理面にコイ
ル頭部を近接して配置し、超高周波帯の周波数の高周波
電力を短時間にわたり高周波誘導加熱コイルに供給する
ことにより被処理面を高周波誘導加熱すると同時に、前
記冷却液にて焼入冷却するようにしたものであるから、
被処理面の表面硬度を充分に確保しながら、焼入処理に
伴って生じる部品の焼入歪みを少なく抑えることができ
る。そのため、複数の部品を組み付けて成るトランスミ
ッション部品等の小孔の内径部を高周波焼入するような
場合にあっては、後工程において小孔にシャフトを挿入
する際にシャフト挿入不能状態になる等の支障を来さず
に済み、しかも小孔の強度(表面硬度)を充分に確保し
得て高い耐摩耗性を得ることができる。As described above, according to the induction hardening method and apparatus of the present invention, a component to be hardened is immersed in a coolant, and the coil head of the high-frequency induction heating coil is placed in the coolant. The coil head is placed in close proximity to the surface to be processed of the part under the condition of being immersed in the part, and the high frequency power of the frequency of the super-high frequency band is supplied to the high frequency induction heating coil for a short time so that the surface to be processed is At the same time as high-frequency induction heating, because the quenching and cooling with the cooling liquid,
The quenching distortion of the components caused by the quenching process can be suppressed to a small level while sufficiently securing the surface hardness of the surface to be processed. Therefore, in the case where the inner diameter of a small hole of a transmission part or the like formed by assembling a plurality of parts is induction hardened, the shaft cannot be inserted when the shaft is inserted into the small hole in a later process. In addition, the strength (surface hardness) of the small holes can be sufficiently secured, and high wear resistance can be obtained.
【図1】本発明に係る高周波焼入方法を施行するために
用いられる高周波焼入装置の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of an induction hardening apparatus used for performing an induction hardening method according to the present invention.
【図2】図1に示す高周波焼入装置に使用されている高
周波誘導加熱コイルの斜視図である。FIG. 2 is a perspective view of a high frequency induction heating coil used in the high frequency hardening apparatus shown in FIG.
【図3】高周波電源から高周波誘導加熱コイルに出力さ
れる出力電圧の波形を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a waveform of an output voltage output from a high-frequency power supply to a high-frequency induction heating coil.
【図4】被焼入体である自動車のトランスミッション部
品を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing a transmission part of a motor vehicle to be quenched.
【図5】上述のトランスミッション部品の分解斜視図で
ある。FIG. 5 is an exploded perspective view of the transmission component described above.
1 トランスミッション部品 2 上部品 5 小孔 10 高周波焼入装置 11 冷却液 11a 液面 12 冷却液槽 13 高周波誘導加熱コイル 13a コイル頭部 14 変成器 15 高周波電源 16 制御盤 17 ワーク受け治具 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Transmission part 2 Upper part 5 Small hole 10 Induction hardening device 11 Coolant 11a Liquid level 12 Coolant tank 13 High frequency induction heating coil 13a Coil head 14 Transformer 15 High frequency power supply 16 Control panel 17 Work receiving jig
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大林 巧治 愛知県安城市藤井町高根10番地 アイシ ン・エィ・ダブリュ株式会社内 (72)発明者 水野 利之 福井県武生市池ノ上町38 アイシン・エ ィ・ダブリュ工業株式会社内 (72)発明者 若杉 高範 福井県武生市池ノ上町38 アイシン・エ ィ・ダブリュ工業株式会社内 (72)発明者 大久保 文敏 福井県武生市池ノ上町38 アイシン・エ ィ・ダブリュ工業株式会社内 (72)発明者 片沼 秀明 東京都千代田区丸の内3丁目3番1号 電 気興業株式会社内 (72)発明者 木藤 清明 東京都千代田区丸の内3丁目3番1号 電 気興業株式会社内 Fターム(参考) 3K059 AA09 AA10 AB09 AB28 AC12 AC35 AD03 AD05 AD34 CD64 CD72 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Koji Obayashi 10 Takane, Fujii-machi, Anjo, Aichi Prefecture Inside Aisin AW Co., Ltd. (72) Inventor Takanori Wakasugi 38 Ikenoue-cho, Takefu-shi, Fukui Prefecture Aisin AW Industry Co., Ltd. (72) Inventor Hideaki Katanuma 3-3-1 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Denki Kogyo Co., Ltd. (72) Kiyoaki Kito 3-3-1 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo Denki Kogyo F term in the company (reference) 3K059 AA09 AA10 AB09 AB28 AC12 AC35 AD03 AD05 AD34 CD64 CD72
Claims (5)
焼入方法において、前記部品を冷却液中に浸漬すると共
に、高周波誘導加熱コイルのコイル頭部を前記冷却液中
に浸漬させた状態の下で、前記被処理面に前記コイル頭
部を近接して配置し、超高周波帯の周波数の高周波電力
を短時間にわたり前記高周波誘導加熱コイルに供給する
ことにより前記被処理面を高周波誘導加熱すると同時
に、前記冷却液にて焼入冷却するようにしたことを特徴
とする高周波焼入方法。1. An induction hardening method for induction hardening a surface to be processed of a component, wherein the component is immersed in a coolant and a coil head of a high frequency induction heating coil is immersed in the coolant. Under the following, the coil head is arranged close to the surface to be processed, and the surface to be processed is subjected to high-frequency induction heating by supplying high-frequency power having a frequency in an ultrahigh frequency band to the high-frequency induction heating coil for a short time. And quenching and cooling with the cooling liquid.
MHzに設定したことを特徴とする請求項1に記載の高
周波焼入方法。2. The frequency of the ultrahigh frequency band is 1 MHz to 4 MHz.
The induction hardening method according to claim 1, wherein the induction hardening method is set to MHz.
前記高周波誘導加熱コイルに供給する時間すなわち前記
部品の加熱時間を0.4sec以下に設定したことを特
徴とする請求項1又は2に記載の高周波焼入方法。3. The heating device according to claim 1, wherein a time for supplying high-frequency power having a frequency in the ultrahigh-frequency band to the high-frequency induction heating coil, that is, a heating time for the component, is set to 0.4 sec or less. Induction hardening method.
%であることを特徴とする請求項1記載の高周波焼入方
法。4. The carbon content of said part is 0.05% to 0.55.
%. The induction hardening method according to claim 1, wherein
焼入するための高周波焼入装置において、(A) 冷却
液が充填され、かつ、被焼入体である前記部品が前記冷
却液中に浸漬された状態で収容配置される冷却液槽と、
(B) 前記小孔内に挿入配置されるコイル頭部を有す
る高周波誘導加熱コイルと、(C) 1MHz〜4MH
zの超高周波帯の周波数を電力周波数とする高周波電源
と、をそれぞれ具備し、前記冷却液槽の冷却液中に前記
部品を浸漬させて前記部品の小孔内に前記高周波誘導加
熱コイルのコイル頭部を挿入配置した状態の下で、前記
高周波電源から高周波電力を前記高周波誘導加熱コイル
に供給することにより、前記部品の小孔の内径部を焼入
処理するようにしたことを特徴とする高周波焼入装置。5. An induction hardening device for induction hardening an inner diameter portion of a small hole formed in a component, wherein (A) a coolant is filled and the component to be hardened is cooled. A cooling liquid tank housed and arranged in a state of being immersed in the liquid,
(B) a high-frequency induction heating coil having a coil head inserted and arranged in the small hole, and (C) 1 MHz to 4 MH
a high-frequency power source having a power frequency of a super-high frequency band of z, and immersing the component in a cooling liquid of the cooling liquid tank, and coiling the high-frequency induction heating coil in a small hole of the component. By supplying high-frequency power from the high-frequency power supply to the high-frequency induction heating coil under a state where the head is inserted and arranged, the internal diameter of the small hole of the component is quenched. Induction hardening equipment.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001161822A JP2002356713A (en) | 2001-05-30 | 2001-05-30 | Induction hardening method, and apparatus |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113755669A (en) * | 2021-10-25 | 2021-12-07 | 南京中盛铁路车辆配件有限公司 | Railway wagon coupler tail frame pin hole induction quenching device and method of superaudio power supply |
-
2001
- 2001-05-30 JP JP2001161822A patent/JP2002356713A/en active Pending
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CN113755669A (en) * | 2021-10-25 | 2021-12-07 | 南京中盛铁路车辆配件有限公司 | Railway wagon coupler tail frame pin hole induction quenching device and method of superaudio power supply |
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