JP3059167B1 - Oxidation-free induction heat treatment method and apparatus - Google Patents

Oxidation-free induction heat treatment method and apparatus

Info

Publication number
JP3059167B1
JP3059167B1 JP11232296A JP23229699A JP3059167B1 JP 3059167 B1 JP3059167 B1 JP 3059167B1 JP 11232296 A JP11232296 A JP 11232296A JP 23229699 A JP23229699 A JP 23229699A JP 3059167 B1 JP3059167 B1 JP 3059167B1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
work
coolant
atmosphere
gas
atmosphere chamber
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 - Fee Related
Application number
JP11232296A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2001059116A (en
Inventor
丈治 小坂井
優克 山室
俊夫 山口
修司 荒田
昭彦 宮地
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.)
Denki Kogyo Co Ltd
Aisin AW Co Ltd
Original Assignee
Denki Kogyo Co Ltd
Aisin AW Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denki Kogyo Co Ltd, Aisin AW Co Ltd filed Critical Denki Kogyo Co Ltd
Priority to JP11232296A priority Critical patent/JP3059167B1/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3059167B1 publication Critical patent/JP3059167B1/en
Publication of JP2001059116A publication Critical patent/JP2001059116A/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

Landscapes

  • General Induction Heating (AREA)

Abstract

【要約】 【課題】 雰囲気室を完全に密閉することができて、短
時間で雰囲気室内を不活性ガス、又は還元性ガスで均一
に置換することができ、これにより良好な無酸素状態の
下で高周波熱処理することができるようにする。 【解決手段】 高周波誘導加熱時には、ワーク保持治具
20に取付けられた液受け槽21にワーク冷却液を溜め
てこの液受け槽21に溜められたワーク冷却液Lにて雰
囲気室101,102を大気から遮蔽すると共に、ワー
ク保持治具20に設けられたワーク冷却液排出口22に
開閉弁80を設置してこの開閉弁80にて雰囲気室10
1,102を大気から遮蔽し、冷却時には、開閉弁80
を開弁状態に切換えることにより、ワーク保持治具20
内に溜められたワーク冷却液Lをワーク保持治具20の
外部に排出して、ワーク保持治具20内に雰囲気室10
2を形成する。
An atmosphere chamber can be completely sealed, and the atmosphere chamber can be uniformly replaced with an inert gas or a reducing gas in a short time. So that high-frequency heat treatment can be performed. SOLUTION: At the time of high-frequency induction heating, a work cooling liquid is stored in a liquid receiving tank 21 attached to a work holding jig 20, and atmosphere chambers 101 and 102 are filled with the work cooling liquid L stored in the liquid receiving tank 21. In addition to shielding from the atmosphere, an on-off valve 80 is installed at the work coolant discharge port 22 provided on the work holding jig 20, and the on-off valve 80
1, 102 is shielded from the atmosphere, and when cooled, the on-off valve 80
Is switched to the valve open state, the work holding jig 20
The work cooling liquid L stored in the work holding jig 20 is discharged to the outside of the work holding jig 20, and the atmosphere chamber 10 is placed in the work holding jig 20.
Form 2

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、無酸化高周波熱処
理方法及び装置に関し、例えば、両端面が開放形状をな
すワークの内面又は外面或いは端面を無酸化高周波焼入
する方法及びその方法を施行する装置に適用して好適な
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a non-oxidizing induction heat treatment method and apparatus, for example, a method and a method for non-oxidizing induction hardening of an inner surface, an outer surface or an end surface of a work having open ends. It is suitable for application to an apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、両端面が開放形状をなすワークの
内面、外面、或いは端面を無酸化焼入するに際しては、
図4に示すような無酸化高周波焼入装置200を用いる
ようにしている。この無酸化高周波焼入装置200は、
図4に示すように、高周波誘導加熱及び焼入冷却を行う
雰囲気室101,102と、ワークWを固定保持するた
めのボックス形状(周壁と底壁とから成る箱状体)のワ
ーク保持治具20と、高周波誘導加熱コイル30と、こ
の高周波誘導加熱コイル30が取付けられる加熱コイル
取付板40と、ベース50と、ワーク外周冷却用噴射ジ
ャケット60とをそれぞれ備えている。
2. Description of the Related Art Conventionally, when an inner surface, an outer surface, or an end surface of a work whose both end surfaces have an open shape is non-oxidized and quenched,
A non-oxidizing induction hardening apparatus 200 as shown in FIG. 4 is used. This non-oxidation induction hardening device 200
As shown in FIG. 4, atmosphere holding chambers 101 and 102 for performing high-frequency induction heating and quenching and cooling, and a box-shaped (box-shaped body including a peripheral wall and a bottom wall) work for holding and holding a work W are provided. 20, a high-frequency induction heating coil 30, a heating coil mounting plate 40 to which the high-frequency induction heating coil 30 is mounted, a base 50, and a spray jacket 60 for cooling the outer periphery of the work.

【0003】かくして、上述の無酸化高周波焼入装置2
00を用いてワークWの内面(例えば、リングギヤ10
の内周面に形成されたギヤ部11)の無酸化高周波焼入
を行なうに当たっては、不活性ガス又は還元性ガスをガ
ス導入管41を介して雰囲気室101,102内に導入
しながらワークWをその軸線を中心に回転駆動させた状
態の下で高周波誘導加熱コイル30にて加熱し、所定の
加熱が完了した時点でワークWを下方向へ所定の距離だ
け移送し、その位置でワーク内周冷却用噴射ジャケット
70及びワーク外周冷却用噴射ジャケット60の下部部
分61bからワークWの加熱面に向けてワーク冷却液を
噴射して急冷することにより無酸化焼入を行っている。
[0003] Thus, the above-described non-oxidizing induction hardening apparatus 2
00, the inner surface of the workpiece W (for example, the ring gear 10
In performing the non-oxidation induction hardening of the gear portion 11) formed on the inner peripheral surface of the workpiece W, the inert gas or the reducing gas is introduced into the atmosphere chambers 101 and 102 through the gas introduction pipe 41 while the work W Is heated by the high-frequency induction heating coil 30 while being driven to rotate about its axis, and when the predetermined heating is completed, the work W is transferred downward by a predetermined distance, and the work W The non-oxidative quenching is performed by injecting a work coolant from the lower portion 61b of the circumferential cooling spray jacket 70 and the work outer circumferential cooling spray jacket 60 toward the heating surface of the work W to rapidly cool the work W.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
如き従来の無酸化高周波焼入装置200、並びに、この
装置200を用いて無酸化高周波焼入を施行するための
従来の無酸化高周波焼入方法では、次のような問題点が
ある。
However, the conventional non-oxidizing induction hardening apparatus 200 as described above, and the conventional non-oxidizing induction hardening method for performing the non-oxidizing induction hardening using this apparatus 200. Then, there are the following problems.

【0005】すなわち、ワークWを加熱位置と冷却位置
との間で上下動させるために、雰囲気室101の下部領
域を構成するワーク外周冷却用噴射ジャケット60の筒
状中空部S内においてワーク保持治具20がその軸線方
向に沿って移動し得るように構成し、かつ、ワーク外周
冷却用噴射ジャケット60の下部部分61bからワーク
外周冷却液を噴射し得るように構成しなければならない
ので、ワーク外周冷却用噴射ジャケット60の内周面6
0aとワーク保持治具20の外周面20aとの間に隙間
γ(図4参照)を設ける必要がある。
That is, in order to move the work W up and down between the heating position and the cooling position, the work holding jig is formed in the cylindrical hollow portion S of the work outer periphery cooling spray jacket 60 constituting the lower region of the atmosphere chamber 101. The tool 20 must be configured to be able to move along its axial direction and to be able to inject the outer peripheral cooling liquid from the lower portion 61b of the outer peripheral cooling spraying jacket 60. Inner peripheral surface 6 of cooling spray jacket 60
It is necessary to provide a gap γ (see FIG. 4) between the workpiece holding jig 20 and the outer peripheral surface 20a of the work holding jig 20.

【0006】さらに、ワーク保持治具20は、ワーク内
周冷却用噴射ジャケット70から噴射される冷却液を排
出する複数のワーク冷却液排出口22を有しているた
め、ワーク保持治具20内の雰囲気室102の密閉度が
悪くなるという問題点がある。また、加熱完了時点から
その後にワークWを加熱位置から冷却位置に移送するま
で間においては、さらに雰囲気室101,102の密閉
度が悪くなるため、ワーク表面が酸化されてしまい、良
好な無酸化高周波焼入を施すことができなくなるという
問題点がある。
Further, the work holding jig 20 has a plurality of work cooling liquid discharge ports 22 for discharging the cooling liquid jetted from the work inner peripheral cooling jetting jacket 70. There is a problem that the airtightness of the atmosphere chamber 102 is deteriorated. Further, from the time when the heating is completed to the time when the work W is transferred from the heating position to the cooling position thereafter, the airtightness of the atmosphere chambers 101 and 102 is further deteriorated, so that the work surface is oxidized, resulting in good non-oxidation. There is a problem that induction hardening cannot be performed.

【0007】本発明は、このような問題点を解消すべく
なされたものであって、その目的は、雰囲気室を完全に
密閉することができて、短時間で雰囲気室内を不活性ガ
ス、又は還元性ガスで均一に置換することができ、これ
により良好な無酸素状態の下で高周波熱処理することが
できるような無酸化高周波熱処理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 to solve such a problem, and an object of the present invention is to completely seal an atmosphere chamber and to allow an inert gas or an inert gas in an atmosphere chamber in a short time. An object of the present invention is to provide a non-oxidizing high-frequency heat treatment method and apparatus that can be uniformly replaced with a reducing gas and thereby perform high-frequency heat treatment under a favorable oxygen-free state.

【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、不活性ガス又は還元性ガスを雰囲気
とする雰囲気室内に、昇降可能なワーク保持治具にて保
持されたワークを配置し、前記ワークの被加熱部を高周
波誘導加熱した後に、前記ワークの加熱部分にワーク冷
却液を噴射して冷却するようにした無酸化高周波熱処理
方法において、高周波誘導加熱時には、前記ワーク保持
治具に取付けられた液受け槽に前記ワーク冷却液を溜め
て前記液受け槽に溜められたワーク冷却液にて前記雰囲
気室を大気から遮蔽すると共に、前記ワーク保持治具に
設けられたワーク冷却液排出口に開閉弁を設置して前記
開閉弁にて前記雰囲気室を大気から遮蔽し、冷却時に
は、前記開閉弁を開弁状態に切換えることにより、前記
ワーク保持治具内に溜められたワーク冷却液を前記ワー
ク保持治具の外部に排出して、前記ワーク保持治具内に
雰囲気室を形成するようにしている。また、本発明で
は、前記ワークの被加熱部を高周波誘導加熱する工程に
おいて、酸素含有の空気を前記雰囲気室内から大気中に
排気した後に不活性ガス又は還元性ガスを雰囲気室内に
送り込むか、或いは、前記空気を前記雰囲気室内から大
気中に排気しながら不活性ガス又は還元性ガスを雰囲気
室内に送り込むことによって、前記雰囲気室内の雰囲気
を不活性ガス又は還元性ガスに置換するようにしてい
る。また、本発明では、前記ワークの被加熱部を高周波
誘導加熱する工程において、前記雰囲気室内に配設され
た酸素濃度測定用吸引管を用いて、前記雰囲気室内の酸
素濃度を測定することにより、前記雰囲気室内の雰囲気
が所定の酸素濃度以下であることを確認するようにして
いる。また、本発明では、前記ワークを高周波誘導加熱
した後に無酸素状態を保ちながら冷却位置に移送するよ
うにしている。また、本発明では、両端面が開放形状を
なすワークの内面、外面、或いは端面を高周波熱処理す
るようにしている。
According to the present invention, a work held by a vertically movable work holding jig is provided in an atmosphere chamber containing an inert gas or a reducing gas. In a non-oxidizing high-frequency heat treatment method in which a heated portion of the work is subjected to high-frequency induction heating and then a work coolant is sprayed onto a heated portion of the work to cool the work, the work is held during high-frequency induction heating. The work cooling liquid is stored in a liquid receiving tank attached to a jig, the atmosphere chamber is shielded from the atmosphere by the work cooling liquid stored in the liquid receiving tank, and a work provided on the work holding jig is provided. An on-off valve is installed at the cooling liquid discharge port, the atmosphere chamber is shielded from the atmosphere by the on-off valve, and at the time of cooling, the on-off valve is switched to an open state, so that the work holding jig is placed in the work holding jig. The fit was workpiece coolant is discharged to the outside of the workpiece holding jig, and to form an atmospheric chamber to the work holding fixture within. Further, in the present invention, in the step of high-frequency induction heating of the heated portion of the work, an oxygen-containing air is exhausted from the atmosphere chamber to the atmosphere, and then an inert gas or a reducing gas is fed into the atmosphere chamber, or By sending an inert gas or a reducing gas into the atmosphere chamber while exhausting the air from the atmosphere chamber into the atmosphere, the atmosphere in the atmosphere chamber is replaced with the inert gas or the reducing gas. Further, in the present invention, in the step of high-frequency induction heating the heated portion of the work, by using an oxygen concentration measurement suction pipe disposed in the atmosphere chamber, by measuring the oxygen concentration in the atmosphere chamber, The atmosphere in the atmosphere chamber is confirmed to be lower than a predetermined oxygen concentration. Further, in the present invention, the workpiece is transferred to the cooling position while maintaining the oxygen-free state after the high-frequency induction heating. Further, in the present invention, the inner surface, the outer surface, or the end surface of the work whose both end surfaces have an open shape is subjected to high-frequency heat treatment.

【0009】また、本発明では、不活性ガス又は還元性
ガスを雰囲気とする雰囲気室内に、昇降可能なワーク保
持治具にて保持されたワークを配置し、前記ワークの被
加熱部を高周波誘導加熱した後に、前記ワークの加熱部
分にワーク冷却液を噴射して冷却するようにした無酸化
高周波熱処理装置において、(A) 前記ワークを所定
位置に保持するためのボックス形状の治具であって、前
記治具内に溜められたワーク冷却液を前記治具の外部へ
排出するワーク冷却液排出口と、前記ワーク冷却液排出
口を開閉する開閉弁とをそれぞれ有するワーク保持治具
と、(B) 前記ワークに対応配置され、前記ワークの
被加熱部を高周波誘導加熱する高周波誘導加熱コイル
と、(C) 前記ワークにワーク冷却液を噴射するワー
ク冷却液噴射ジャケットと、(D) 前記ワーク冷却液
噴射ジャケットから前記ワークに噴射されるワーク冷却
液を溜めるために、前記ワーク保持治具の外周を取り囲
むように配設された液受け槽と、(E) 酸素含有の空
気を前記雰囲気室内の外部へ排出する空気吸引管と、
(F) 前記ワークに不活性ガス又は還元性ガスを導入
するガス導入管と、をそれぞれ設け、前記液受け槽に溜
められたワーク冷却液中に、前記ワーク冷却液噴射ジャ
ケットに延設されたリング形状部を挿入することによっ
て、前記雰囲気室内の雰囲気と大気とを遮断するように
している。また、本発明では、不活性ガス又は還元性ガ
スを雰囲気とする雰囲気室内に、昇降可能なワーク保持
治具にて保持されたワークを配置し、前記ワークの被加
熱部を高周波誘導加熱した後に、前記ワークの加熱部分
にワーク冷却液を噴射して冷却するようにした無酸化高
周波熱処理装置において、(A) 前記ワークを所定位
置に保持するためのボックス形状の治具であって、前記
治具内に溜められたワーク冷却液を前記治具の外部へ排
出するワーク冷却液排出口と、前記ワーク冷却液排出口
を開閉する開閉弁とをそれぞれ有すると共に、ワーク冷
却液を溜める液受け槽を外側に備えているワーク保持治
具と、(B) 前記ワークに対応配置され、前記ワーク
の被加熱部を高周波誘導加熱する高周波誘導加熱コイル
と、(C) 酸素含有の空気を前記雰囲気室内の外部へ
排出する空気吸引管、及び、前記空気吸引管に接続され
て吸引力を付与する空気吸引手段から構成される空気吸
引機構と、(D) 前記ワークに不活性ガス又は還元性
ガスを導入するガス導入管、前記ガス導入管を流れる前
記ガスの流量を調整するガス流量調整弁、及び、前記ガ
ス導入管を開閉して前記ガスの供給又は遮断を行なう電
磁弁から構成されるガス導入機構と、(E) 前記雰囲
気室内の酸素濃度を測定する酸素濃度測定用ガス吸引
管、及び、前記酸素濃度測定用ガス吸引管に接続された
酸素濃度測定手段からなる酸素濃度測定機構と、(F)
前記雰囲気室内の雰囲気と大気とを遮断すべく前記液
受け槽内のワーク冷却液中に挿入されるリング形状部を
有するワーク冷却液噴射ジャケット、前記ワーク冷却液
噴射ジャケットにワーク冷却液を導入するワーク冷却液
導入管、前記ワーク冷却液導入管を流れるワーク冷却液
の流量を調整するワーク冷却液流量調整弁、及び、前記
ワーク冷却液導入管を開閉してワーク冷却液の供給又は
遮断を行なう電磁弁から構成されるワーク冷却機構と、
をそれぞれ設けるようにしている。
According to the present invention, a work held by a vertically movable work holding jig is arranged in an atmosphere chamber containing an inert gas or a reducing gas, and a heated portion of the work is induced by high-frequency induction. (A) A box-shaped jig for holding the work at a predetermined position in the non-oxidizing high-frequency heat treatment apparatus in which a work cooling liquid is sprayed onto a heated portion of the work after heating to cool the work. A work holding jig having a work coolant discharge port for discharging the work coolant stored in the jig to the outside of the jig, and an open / close valve for opening and closing the work coolant discharge port; B) a high-frequency induction heating coil arranged to correspond to the work and high-frequency induction-heats a heated portion of the work; and (C) a work coolant spray jacket for spraying a work coolant to the work. (D) a liquid receiving tank arranged to surround an outer periphery of the work holding jig for storing a work cooling liquid injected from the work cooling liquid spray jacket to the work; An air suction pipe for discharging the air outside the atmosphere chamber;
And (F) a gas introduction pipe for introducing an inert gas or a reducing gas into the work, and the work cooling liquid spray jacket extends in the work cooling liquid stored in the liquid receiving tank. By inserting a ring-shaped part, the atmosphere in the atmosphere chamber and the atmosphere are shut off. Further, in the present invention, a work held by a vertically movable work holding jig is arranged in an atmosphere chamber in which an inert gas or a reducing gas is used as an atmosphere, and the heated portion of the work is subjected to high-frequency induction heating. And (A) a box-shaped jig for holding the work at a predetermined position, wherein the work cooling liquid is sprayed onto a heated portion of the work to cool the work. A work coolant discharge port for discharging the work coolant stored in the fixture to the outside of the jig, an open / close valve for opening and closing the work coolant discharge port, and a liquid receiving tank for storing the work coolant. (B) a high-frequency induction heating coil arranged corresponding to the work and for high-frequency induction heating of a heated portion of the work, and (C) oxygen-containing air. (D) an inert gas or reducing property for the work, the air suction pipe including an air suction pipe for discharging to the outside of the atmosphere chamber, and an air suction means connected to the air suction pipe to apply suction force; It comprises a gas introduction pipe for introducing gas, a gas flow rate adjustment valve for adjusting the flow rate of the gas flowing through the gas introduction pipe, and an electromagnetic valve for opening or closing the gas introduction pipe to supply or shut off the gas. A gas introduction mechanism, and (E) an oxygen concentration measurement mechanism including an oxygen concentration measurement gas suction pipe for measuring the oxygen concentration in the atmosphere chamber, and oxygen concentration measurement means connected to the oxygen concentration measurement gas suction pipe. , (F)
A work coolant injection jacket having a ring-shaped portion inserted into the work coolant in the liquid receiving tank to shut off the atmosphere from the atmosphere in the atmosphere chamber, and introducing the work coolant into the work coolant injection jacket. A work coolant introducing pipe, a work coolant flow regulating valve for adjusting a flow rate of the work coolant flowing through the work coolant introducing pipe, and a work coolant supplying or shutting by opening and closing the work coolant introducing pipe. A work cooling mechanism composed of a solenoid valve;
Are provided.

【0010】本発明の好ましい実施形態にあっては、両
端面が開放形状をなすワークの内周面に焼入を施すよう
にした無酸化高周波焼入方法において、(a) ワーク
保持治具のワーク冷却液排出口を遮蔽する工程と、
(b) ワーク外周冷却用噴射ジャケットからワーク外
周面に噴射された所定の圧力及び流量のワーク冷却液
を、ワーク保持治具の外側に取付けられた液受け槽に溜
める工程と、(c) ワーク内周冷却用噴射ジャケット
に取付けられた空気吸引管を通して雰囲気室内の酸素
(空気)を外部へ排気する工程と、(d) 所定の圧力
及び流量の不活性ガス又は還元性ガスを、高周波誘導加
熱コイルの周辺箇所においてワークの内周面に向けて噴
射すると共に、加熱コイル取付板からワークの上面に向
けて噴射して、前記ガスを高周波誘導加熱コイルとワー
クに内周面の被加熱部との間に形成された通路に流動せ
しめることにより、前記ワークの内周面を無酸素状態に
する工程と、(e) ワークの上方位置に配置された酸
素濃度測定用吸引管を通して雰囲気中のガスを吸引して
酸素濃度を測定することにより、雰囲気室内の雰囲気が
所定の酸素濃度以下であることを確認する工程と、
(f) この無酸素状態の下でワークの内周面の被加熱
部を高周波誘導加熱する工程と、(g) ワークの内周
面の被加熱部が所定の焼入温度に到達した時点で高周波
誘導加熱を停止する工程と、(h) ワークの被加熱部
がワーク内周冷却用噴射ジャケットの噴射孔と対向する
位置まで所定の距離だけ移動させた後に、前記ガスの噴
射を停止し、ワーク保持治具のワーク冷却液排出口を開
放状態にする工程と、(i) 同時に、所定の焼入温度
に加熱されたワークの内周面の被加熱部及び外周面にワ
ーク冷却液を噴射して前記内周面を急速冷却する工程
と、をそれぞれ施行する。
According to a preferred embodiment of the present invention, there is provided a non-oxidation induction hardening method for quenching the inner peripheral surface of a work having both open end faces. Shielding the work coolant outlet,
(B) storing a work coolant at a predetermined pressure and flow rate sprayed onto the work outer peripheral surface from the work outer peripheral cooling spray jacket in a liquid receiving tank attached outside the work holding jig; Exhausting oxygen (air) in the atmosphere chamber to the outside through an air suction pipe attached to the inner peripheral cooling injection jacket; and (d) high-frequency induction heating of an inert gas or a reducing gas at a predetermined pressure and flow rate Injecting toward the inner peripheral surface of the work at the periphery of the coil, and injecting from the heating coil mounting plate toward the upper surface of the work, the high-frequency induction heating coil and the work are heated at the heated portion of the inner peripheral surface to the work. Making the inner peripheral surface of the workpiece oxygen-free by flowing the fluid into the passage formed between the workpiece and (e) through an oxygen concentration measurement suction pipe disposed above the workpiece. A step of confirming that the atmosphere in the atmosphere chamber is equal to or lower than a predetermined oxygen concentration by sucking gas in the atmosphere and measuring the oxygen concentration,
(F) a step of high-frequency induction heating of the heated portion on the inner peripheral surface of the work under the anoxic condition; and (g) a step of heating the heated portion on the inner peripheral surface of the work to a predetermined quenching temperature. Stopping the high-frequency induction heating; and (h) stopping the injection of the gas after moving the heated portion of the work by a predetermined distance to a position facing the injection hole of the injection jacket for cooling the inner circumference of the work, Opening the work coolant discharge port of the work holding jig; and (i) simultaneously spraying the work coolant to the heated portion on the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the work heated to a predetermined quenching temperature. And rapidly cooling the inner peripheral surface.

【0011】本発明による作用は次の通りである。すな
わち、ワーク保持治具のワーク冷却液排出口を遮蔽し、
ワーク保持治具の外側に取付けられた液受け槽に、ワー
ク外周冷却用噴射ジャケットから噴射されたワーク冷却
液を溜めることにより、ワークの内周面の被加熱部が高
周波誘導加熱コイルと対向する位置(加熱位置)におい
て、雰囲気室は完全に外部と遮蔽されることとなる。外
部と密閉された雰囲気室内の酸素(空気)を短時間で不
活性ガス又は還元性ガスに置換するために雰囲気室の下
部のワーク内周冷却用噴射ジャケットの下面に配設され
た空気吸引口より酸素(空気)を所定の流量及び時間に
わたり外部に排気し、同時にワークの内周面の被加熱部
と対向する高周波誘導加熱コイルの加熱部の上側、高周
波誘導加熱コイルのターン間、高周波誘導加熱コイルの
加熱部の下側及びワークの上部より、ワークの内周面の
被加熱部に向けて所定の圧力及び流量の不活性ガス又は
還元性ガスを噴射することにより、ワークの内周面の被
加熱部と高周波誘導加熱コイルの加熱部の外周面との間
に形成された通路に前記ガスが流動せしめられ、これに
応じてワークの内周面が無酸素状態となる。
The operation of the present invention is as follows. That is, the work coolant discharge port of the work holding jig is shielded,
The work coolant on the inner peripheral surface of the work is opposed to the high-frequency induction heating coil by storing the work cooling liquid sprayed from the spray jacket for cooling the outer periphery of the work in a liquid receiving tank mounted outside the work holding jig. At the position (heating position), the atmosphere chamber is completely shielded from the outside. An air suction port provided on the lower surface of the injection jacket for cooling the inner circumference of the work below the atmosphere chamber to replace oxygen (air) in the atmosphere chamber closed to the outside with an inert gas or a reducing gas in a short time. More oxygen (air) is exhausted to the outside for a predetermined flow rate and time, and at the same time, above the heating portion of the high-frequency induction heating coil facing the heated portion on the inner peripheral surface of the work, between turns of the high-frequency induction heating coil, and high-frequency induction. By injecting an inert gas or reducing gas at a predetermined pressure and flow rate from the lower side of the heating portion of the heating coil and the upper portion of the work toward the heated portion on the inner circumferential surface of the work, the inner circumferential surface of the work is The gas is caused to flow in a passage formed between the heated portion and the outer peripheral surface of the heating portion of the high-frequency induction heating coil, and accordingly, the inner peripheral surface of the work becomes anoxic.

【0012】ワークの内周面の被加熱部の直近のワーク
上部に配設された酸素濃度測定用吸引管より雰囲気室内
のガスを吸引してその酸素濃度を測定することにより、
前記被加熱部が所定の酸素濃度になったことが確認され
る。雰囲気室内の雰囲気が所定の酸素濃度以下であるこ
とが確認された後にワークの内周面の被加熱部を高周波
加熱コイルにて加熱し、加熱終了後にワークの被加熱部
をワーク内周冷却用噴射ジャケットの噴射孔と対向する
位置まで移動させ、その後に不活性ガス又は還元ガスの
噴射を停止するが、この間もワーク保持治具のワーク冷
却液排出口は開閉弁にて遮蔽される一方、ワーク保持治
具の外側の液受け槽に溜められているワーク冷却液によ
り雰囲気室が密閉(雰囲気室と大気とが遮蔽)されてい
るため、加熱終了後からワークが冷却されるまでの極め
て短い間でも雰囲気室は無酸素状態を保持することとな
る。
The gas in the atmosphere chamber is suctioned from an oxygen concentration measuring suction pipe provided on the upper portion of the work in the vicinity of the heated portion on the inner peripheral surface of the work to measure the oxygen concentration.
It is confirmed that the heated portion has reached a predetermined oxygen concentration. After the atmosphere in the chamber is confirmed to have a predetermined oxygen concentration or less, the heated portion on the inner peripheral surface of the work is heated by the high frequency heating coil, and after the heating is completed, the heated portion of the work is cooled for the inner circumferential surface of the work. Move to the position facing the injection hole of the injection jacket, and then stop the injection of the inert gas or reducing gas, while the work coolant discharge port of the work holding jig is also blocked by the open / close valve, Since the atmosphere chamber is closed (the atmosphere chamber and the atmosphere are shielded) by the work coolant stored in the liquid receiving tank outside the work holding jig, the time from the end of heating until the work is cooled is extremely short. During this period, the atmosphere chamber maintains an oxygen-free state.

【0013】この後に、所定の焼入温度に加熱されたワ
ークの内周面の被加熱部及び外周面にワーク内周冷却用
噴射ジャケット及びワーク外周冷却用噴射ジャケットか
らワーク冷却液をそれぞれ噴射すると共に、ワーク保持
治具のワーク冷却液排出口を開放することにより、ワー
ク内周冷却用噴射ジャケットから噴射されたワーク冷却
液はワーク保持治具のワーク冷却液排出口から外部へ排
出され、かつ、ワーク外周冷却用噴射ジャケットから噴
射されたワーク冷却液はワーク保持治具の外側の液受け
槽から外部へ排出される。従って、無酸素状態での焼入
処理が短時間かつ自動連続的に行われる。
Thereafter, a work cooling liquid is injected from the injection jacket for cooling the inner circumference of the work and the injection jacket for cooling the outer circumference of the work to the heated portion on the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the work heated to a predetermined quenching temperature. At the same time, by opening the work coolant discharge port of the work holding jig, the work coolant ejected from the work inner circumference cooling spray jacket is discharged to the outside from the work coolant discharge port of the work holding jig, and The work coolant discharged from the work outer peripheral cooling spray jacket is discharged to the outside from a liquid receiving tank outside the work holding jig. Therefore, the quenching process in an oxygen-free state is performed automatically and continuously for a short time.

【0014】[0014]

【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. 1 to 3, the same parts as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

【0015】図1は、本発明の一実施形態に係る無酸化
高周波焼入方法を施行するために用いられる無酸化高周
波焼入装置100を示すものである。なお、本実施形態
においては、無酸化(無酸素)焼入を施すべきワーク
(被焼入体)Wは図1及び図3に示す如きリングギヤ1
0であり、無酸化焼入処理箇所(被加熱箇所)は図3に
おいて斜線αで示す箇所、すなわち、リングギヤ10の
内周面に形成されているギヤ部11である。かくして、
本装置100は、リングギヤ10の内周のギヤ部11
(ワーク内周面)に無酸化焼入により焼入硬化層A(図
3参照)を形成するのに用いられるものである。
FIG. 1 shows an oxidation-free induction hardening apparatus 100 used for performing an oxidation-free induction hardening method according to an embodiment of the present invention. In the present embodiment, the work (hardened body) W to be subjected to non-oxidizing (oxygen-free) quenching is a ring gear 1 as shown in FIGS.
0, and the non-oxidizing and quenching-processed portion (the portion to be heated) is a portion indicated by oblique lines α in FIG. 3, that is, the gear portion 11 formed on the inner peripheral surface of the ring gear 10. Thus,
The device 100 includes a gear portion 11 on the inner periphery of the ring gear 10.
This is used to form a quench hardened layer A (see FIG. 3) on the (work inner peripheral surface) by non-oxidative quenching.

【0016】本実施形態に係る無酸化高周波焼入装置1
00は、ワークW(リングギヤ10)を所定位置に保持
するボックス形状のワーク保持治具20と、このワーク
保持治具20の外側を取り囲むように配設された液受け
槽21と、ワークWの内周面のギヤ部11に対応配置さ
れて前記ギヤ部11を高周波誘導加熱する高周波誘導加
熱コイル30と、前記ギヤ部11に不活性ガス又は還元
性ガスを導入するガス導入管41a〜41dと、高周波
誘導加熱コイル30の下部に配置されて前記ギヤ部11
に冷却液を噴射するワーク内周冷却用噴射ジャケット7
0と、高周波誘導加熱コイル30の上部に配置されて高
周波誘導加熱コイル30を保持すると共に雰囲気室10
1,102の上蓋としての役目を担う加熱コイル取付板
40と、この加熱コイル取付板40を保持するべ一ス5
0と、このべ一ス50の下部に取付けられてワークWの
外周面に対応配置された外周冷却用噴射ジャケット60
とをそれぞれ具備している。
A non-oxidizing induction hardening apparatus 1 according to the present embodiment.
Reference numeral 00 denotes a box-shaped work holding jig 20 for holding the work W (ring gear 10) at a predetermined position, a liquid receiving tank 21 disposed so as to surround the outside of the work holding jig 20, A high-frequency induction heating coil 30 that is disposed corresponding to the gear portion 11 on the inner peripheral surface and that performs high-frequency induction heating of the gear portion 11; and gas introduction pipes 41a to 41d that introduce an inert gas or a reducing gas into the gear portion 11. The gear unit 11 is disposed below the high-frequency induction heating coil 30.
Spray jacket 7 for cooling the inner circumference of the work that injects coolant
0, which is disposed above the high-frequency induction heating coil 30 to hold the high-frequency induction heating coil 30 and
1, a heating coil mounting plate 40 serving as an upper lid, and a base 5 for holding the heating coil mounting plate 40.
0, and an outer peripheral cooling spray jacket 60 attached to the lower portion of the base 50 and arranged corresponding to the outer peripheral surface of the work W.
Respectively.

【0017】上述のワーク保持治具20の上部にはワー
クWが載置状態で保持されるようになっており、図外の
回転機構及び昇降機構にてワーク保持治具20と一緒に
ワークWが回転駆動及び昇降移動されるように構成され
ている。すなわち、ワーク保持治具20に同軸状に連結
された回転軸81が図外の回転機構にて回転駆動される
のに伴ってワークWがその軸線を中心に回転駆動される
と共に、回転軸81が図外の昇降機構にて上下方向に昇
降移動されるのに伴ってワークWがその軸線方向に沿っ
て上下動されるようになっている。
A work W is held on the work holding jig 20 in a mounted state, and the work W is held together with the work holding jig 20 by a rotating mechanism and a lifting mechanism (not shown). Are configured to be rotationally driven and moved up and down. That is, as the rotating shaft 81 coaxially connected to the work holding jig 20 is driven to rotate by a rotating mechanism (not shown), the work W is driven to rotate about its axis, and the rotating shaft 81 The workpiece W is moved up and down along its axis along with the vertical movement of the workpiece W by a lifting mechanism (not shown).

【0018】また、ワーク保持治具20の下部には、円
周上においてほぼ等間隔を隔てた複数箇所にワーク冷却
液排出口22がそれぞれ設けられており、これらのワー
ク冷却液排出口22を開閉する開閉弁80がワーク保持
治具20の下部に設置されている。この開閉弁80は、
前記回転軸81の軸心に摺動可能に設置されたロッド8
2に連結されており、図外のシリンダー等によりロッド
82が上下動されるのに応じて開閉弁80が作動され、
複数個のワーク冷却液排出口22が同時に開閉されるよ
うになっている。
At the lower part of the work holding jig 20, there are provided work coolant discharge ports 22 at a plurality of locations at substantially equal intervals on the circumference, and these work coolant discharge ports 22 are provided. An on-off valve 80 that opens and closes is installed below the work holding jig 20. This on-off valve 80
Rod 8 slidably mounted on the axis of the rotating shaft 81
2, the on-off valve 80 is operated in response to the rod 82 being moved up and down by a cylinder or the like (not shown),
A plurality of work coolant discharge ports 22 are opened and closed simultaneously.

【0019】また、上述の高周波誘導加熱コイル30
は、内部(中空部)に冷却液が通される水冷式銅管にて
構成されており、ワークWの内周面のギヤ部11の表面
を加熱すべくワークWと同心状に成型されかつ被加熱面
である前記ギヤ部11の表面との間に所定の間隙を有す
るように円形形状に成形された上側加熱部31及び下側
加熱部32と、これらの加熱部31,32に高周波電源
35から高周波電流を供給するためのリード部33とを
それぞれ備えている。そして、この高周波誘導加熱コイ
ル30は、加熱コイル取付板40に適宜な取付構造によ
り取付けられて固定されており、この加熱取付板40に
ガス導入管41a〜41dがそれぞれ配置されている。
The above-described high-frequency induction heating coil 30
Is formed of a water-cooled copper pipe through which a cooling liquid is passed inside (hollow portion), and is formed concentrically with the work W to heat the surface of the gear portion 11 on the inner peripheral surface of the work W; An upper heating unit 31 and a lower heating unit 32 which are formed in a circular shape so as to have a predetermined gap with the surface of the gear unit 11 which is the surface to be heated. And a lead portion 33 for supplying a high-frequency current from the power supply 35. The high-frequency induction heating coil 30 is mounted and fixed to the heating coil mounting plate 40 by a suitable mounting structure, and the gas mounting pipes 41a to 41d are arranged on the heating mounting plate 40, respectively.

【0020】本実施形態においては、後に詳述する如
く、上述のガス導入管41a〜41dに図外のガス供給
部から不活性ガス又は還元性ガスを供給し、これらのガ
ス導入管41a〜41dを介して所定圧力及び所定流量
の不活性ガス又は還元性ガスをワーク加熱面に噴射する
ことにより、ワークWの内周面のギヤ部11の加熱表面
の酸化を防ぐようにしている。
In this embodiment, as described later in detail, an inert gas or a reducing gas is supplied from a gas supply unit (not shown) to the above-described gas introduction pipes 41a to 41d, and these gas introduction pipes 41a to 41d are supplied. By injecting an inert gas or a reducing gas at a predetermined pressure and a predetermined flow rate onto the work heating surface via the, the oxidation of the heating surface of the gear portion 11 on the inner peripheral surface of the work W is prevented.

【0021】ガス導入管41aは、ワークWの上部に配
置される一方、ガス導入管41bは、加熱コイル取付板
40の下部に配設されたガス噴射ジャケット41eに接
続されており、ガス噴射ジャケット41eのガス噴射孔
41fからワーク内周面の上部に向けて所定圧力及び所
定流量の不活性ガス又は還元性ガスが噴射されるように
構成されている。また、ガス導入管41cは、高周波誘
導加熱コイル30の内側に取付けられた磁力集中材34
の孔部に接続されており、高周波誘導加熱コイル30の
加熱部31と32との間の隙間部からワークWの内周面
のギヤ部11の中央箇所に向けて所定圧力及び所定流量
の不活性ガス又は還元性ガスが噴射されるように構成さ
れている。また、ガス導入管41dは、ワーク内周冷却
用噴射ジャケット70の上部に配設されたガス噴射ジャ
ケット70aに接続され、このガス噴射ジャケット70
aからワークWの内周面のギヤ部11の下部箇所に向け
て所定圧力及び所定流量不活性ガス又は還元性ガスが噴
射されるように構成されている。
The gas introduction pipe 41a is disposed above the workpiece W, while the gas introduction pipe 41b is connected to a gas injection jacket 41e disposed below the heating coil mounting plate 40. A predetermined pressure and a predetermined flow rate of the inert gas or the reducing gas are injected from the gas injection hole 41e toward the upper part of the inner peripheral surface of the work. Further, the gas introduction pipe 41 c is provided with a magnetic force concentrating material 34 attached inside the high-frequency induction heating coil 30.
The gap between the heating sections 31 and 32 of the high-frequency induction heating coil 30 has a predetermined pressure and a predetermined flow rate that are not suitable for the central portion of the gear section 11 on the inner peripheral surface of the work W. The active gas or the reducing gas is configured to be injected. The gas introduction pipe 41d is connected to a gas injection jacket 70a disposed above the work inner peripheral cooling injection jacket 70, and the gas injection jacket 70a
A predetermined pressure and a predetermined flow rate of an inert gas or a reducing gas are injected from a to a lower portion of the gear portion 11 on the inner peripheral surface of the work W.

【0022】一方、ワークWの内周面のギヤ部11を冷
却するためのワーク内周冷却用噴射ジャケット70に
は、その外周面に多数の冷却液噴射孔70bが形成され
ると共に、その内周面の側にワーク内周冷却液導入管7
1が接続されている。そして、ワーク内周冷却用噴射ジ
ャケット70及びワーク内周冷却液導入管71に同軸状
に貫通配置された空気吸引管72が設けられている。か
くして、本実施形態では、雰囲気室101,102内の
酸素含有の空気をより速く、より均一に不活性ガス又は
還元性ガスに置換するために、ワーク内周冷却用噴射ジ
ャケット70及びワーク内周冷却液導入管71に同軸状
に配置された空気吸引管72の吸引口72aより空気吸
引手段73によって所定の時間内で所定の空気量が雰囲
気室101,102の外部へ排気されるように構成され
ている。
On the other hand, the spray jacket 70 for cooling the inner circumferential surface of the work for cooling the gear portion 11 on the inner circumferential surface of the work W has a large number of coolant injection holes 70b formed on the outer circumferential surface thereof. Coolant introduction pipe 7 on the inner surface of the work
1 is connected. An air suction pipe 72 is provided coaxially with the injection pipe 70 for cooling the inner circumference of the work and the cooling liquid introduction pipe 71 for the inner circumference of the work. Thus, in the present embodiment, in order to quickly and more uniformly replace the oxygen-containing air in the atmosphere chambers 101 and 102 with the inert gas or the reducing gas, the cooling jacket 70 for cooling the inner circumference of the work and the inner circumference of the work are used. A predetermined amount of air is exhausted to the outside of the atmosphere chambers 101 and 102 within a predetermined time by an air suction means 73 from a suction port 72a of an air suction pipe 72 arranged coaxially with a cooling liquid introduction pipe 71. Have been.

【0023】また、ワークWの内周面のギヤ部11を高
周波誘導加熱する際に、ワークWの歪みを少なくするた
めに、ワークWの内周面のギヤ部11の外周部を冷却し
ながらワークWの内周面のギヤ部11を加熱する方法が
採られている。この目的のために、べ一ス50の下部に
取付けられたワーク外周冷却用噴射ジャケット60の上
部部分61aからワーク外周冷却液が噴射されるように
なっている。また、ワークWの内周面のギヤ部11を冷
却する際は、より短時間で冷却するために、ワーク内周
冷却用噴射ジャケット70からワーク冷却液を噴射させ
させると共に、ワークWの外周面をワーク外周冷却用噴
射ジャケット60の下部部分61bからワーク冷却液が
噴射されるようになっている。
Further, when the gear portion 11 on the inner peripheral surface of the work W is subjected to high-frequency induction heating, the outer peripheral portion of the gear portion 11 on the inner peripheral surface of the work W is cooled while reducing the distortion of the work W. A method of heating the gear portion 11 on the inner peripheral surface of the work W is adopted. For this purpose, the outer peripheral work coolant is injected from the upper portion 61a of the outer peripheral work spray jacket 60 attached to the lower part of the base 50. Further, when cooling the gear portion 11 on the inner peripheral surface of the work W, in order to cool the work in a shorter time, the work cooling liquid is ejected from the injection jacket 70 for cooling the inner periphery of the work, and the outer peripheral surface of the work W is also cooled. The work coolant is sprayed from the lower portion 61b of the work outer peripheral cooling spray jacket 60.

【0024】次に、上述の如き構成の無酸化高周波焼入
装置100によりワークWの内周面を無酸化焼入する際
の動作及び作用につき述べると、以下の通りである。
Next, an operation and an operation when the inner peripheral surface of the work W is non-oxidized and quenched by the non-oxidized induction hardening apparatus 100 having the above-described configuration will be described below.

【0025】まず、焼入処理開始時には、ワーク保持治
具20が高周波誘導加熱コイル30の直下位置(高周波
誘導加熱コイル30から所定の距離だけ下方に離れた図
外の位置)に配置されており、この位置において、ロー
ダー等の手段によってワークWをワーク保持治具20上
に載置状態で固定保持せしめる。このようにしてワーク
保持治具20へのワークWの取付を完了した後に、図外
の昇降機構により回転軸81を上昇移動させて図1に示
すようにワークWの内周面のギヤ部11を高周波誘導加
熱コイル30に対面する高さ位置にまで上昇させ、その
後に図外の回転機構から回転軸に伝達される回転駆動力
にてワークWをその軸線を中心に回転駆動させる。
First, at the start of the quenching process, the work holding jig 20 is disposed at a position directly below the high-frequency induction heating coil 30 (a position not shown, which is separated from the high-frequency induction heating coil 30 by a predetermined distance below). In this position, the work W is fixedly held on the work holding jig 20 by means such as a loader. After the attachment of the work W to the work holding jig 20 is completed in this manner, the rotating shaft 81 is moved upward by an elevating mechanism (not shown) to move the gear portion 11 on the inner peripheral surface of the work W as shown in FIG. Is raised to a height position facing the high-frequency induction heating coil 30, and thereafter, the work W is rotationally driven about its axis by a rotational driving force transmitted from a rotating mechanism (not shown) to the rotating shaft.

【0026】次に、ワーク外周冷却液流量調整弁64a
にて所定の量に調整されたワーク外周冷却液を電磁弁6
5aの開弁状態への切換えにより冷却液導入管63aを
介してワーク外周冷却用噴射ジャケット60の上部部分
61aに供給して、この上部部分61aの多数の冷却液
噴射孔61cから冷却液をワークWの外周面に向けて噴
射させる。この際、ワーク外周冷却液LはワークWの外
周面に当たった後にワーク保持治具20の外側の液受け
槽21内に落下して貯溜される(図1参照)。なお、ワ
ーク保持治具20の昇降動作及び回転動作に伴う液受け
槽21内のワーク冷却液の不足分を補うために、液受け
槽21内には、本動作の1サイクル前の動作により既に
所定量の冷却液が溜まっている。
Next, the work outer peripheral coolant flow rate adjusting valve 64a
The coolant around the work adjusted to a predetermined amount in
By switching the valve 5a to the valve open state, the coolant is supplied to the upper portion 61a of the injection jacket 60 for cooling the outer periphery of the work through the coolant introduction pipe 63a, and the coolant is supplied from the many coolant injection holes 61c of the upper portion 61a. It is injected toward the outer peripheral surface of W. At this time, the outer peripheral coolant L of the work falls on the outer peripheral surface of the work W and then falls and is stored in the liquid receiving tank 21 outside the work holding jig 20 (see FIG. 1). In order to compensate for the shortage of the work coolant in the liquid receiving tank 21 due to the lifting and lowering operation and the rotating operation of the work holding jig 20, the liquid receiving tank 21 has already been filled by the operation one cycle before this operation. A predetermined amount of coolant has accumulated.

【0027】次に、このワーク外周冷却用噴射ジャケッ
ト60の上部部分61aからワーク外周冷却液を噴射さ
せると同時に、空気吸引手段73によって空気吸引管7
2の空気吸引口72aからワーク保持治具20の雰囲気
室102内の酸素(空気)を吸引しながら、ガス導入管
41a〜41dを通して、ガス流量調整弁42a〜42
dにて所定の量に調整された不活性ガス又は還元性ガス
を電磁弁43の開弁状態への切換えにより雰囲気室10
1及びワークWの内周面のギヤ部11に噴射させる。こ
の状態(ワーク外周冷却用噴射ジャケット60の上部部
分61aからワーク外周冷却液Lを噴射し続ける一方、
空気吸引口72aから酸素(空気)を吸引しながら、雰
囲気室101及びワークWの内周面のギヤ部11にガス
を噴射させている状態)の下で、所定の時間経過後、空
気吸引手段73の作動のみを停止させ、ワーク外周冷却
液及び不活性ガス又は還元性ガスの噴射はそのまま継続
せしめる。
Next, at the same time as the work outer periphery cooling liquid is jetted from the upper portion 61a of the work outer periphery cooling spraying jacket 60, the air suction pipe 73 is blown by the air suction means 73.
While sucking oxygen (air) in the atmosphere chamber 102 of the work holding jig 20 from the second air suction port 72a, the gas flow control valves 42a to 42d pass through the gas introduction pipes 41a to 41d.
The inert gas or reducing gas adjusted to a predetermined amount in d is switched to the open state of the solenoid valve 43 to switch the atmosphere chamber 10 to the open state.
1 and the gear portion 11 on the inner peripheral surface of the work W. In this state (while the outer peripheral coolant L is continuously injected from the upper portion 61a of the outer peripheral cooling spray jacket 60,
(A state in which gas is injected into the atmosphere chamber 101 and the gear portion 11 on the inner peripheral surface of the work W while sucking oxygen (air) from the air suction port 72a), and after a predetermined time elapses, air suction means Only the operation of 73 is stopped, and the injection of the coolant around the workpiece and the inert gas or the reducing gas is continued as it is.

【0028】この際、ワーク外周冷却用噴射ジャケット
60の下部に突出状態で延設されたリング形状部62
が、図1に示すように液受け槽21に溜まったワーク外
周冷却液L中に挿入(浸漬)されるため、雰囲気室10
1の下部は、このワーク外周冷却液Lとリング形状部6
2とによって大気から遮蔽された状態となる。さらに、
ワーク保持治具20の下部に位置している複数個のワー
ク冷却液排出口22は、開閉弁80により閉じられてい
るため、ワーク保持治具20内の雰囲気室102も大気
から遮蔽された状態となる。
At this time, a ring-shaped portion 62 protrudingly extended from the lower part of the injection jacket 60 for cooling the outer periphery of the work.
Is inserted (immersed) into the outer peripheral coolant L accumulated in the liquid receiving tank 21 as shown in FIG.
The lower part of the workpiece 1 is provided with the coolant L around the work and the ring-shaped part 6.
2 makes it shielded from the atmosphere. further,
Since the plurality of work coolant discharge ports 22 located below the work holding jig 20 are closed by the on-off valve 80, the atmosphere chamber 102 in the work holding jig 20 is also shielded from the atmosphere. Becomes

【0029】以上により、雰囲気室101,102内に
雰囲気が大気と完全に遮蔽された状態の下で、ワークW
の被加熱部(ワーク内周面)に所定の時間にわたり不活
性ガス又は還元性ガスを噴射した後に、酸素濃度測定手
段45を作動させることによって雰囲気室101内の前
記ガスを吸引し、加熱コイル取付板40に設置された酸
素濃度測定用吸引管44の開口部44aにおける酸素濃
度が測定される。そして、その測定結果が所定の酸素濃
度以下であることを確認された後に、高周波電源35か
ら高周波誘導加熱コイル30へ所定周波数の高周波電流
が供給され、これによってワークWの内周面のギヤ部1
1(被加熱面もしくは被焼入面)が所定の焼入温度まで
所定時間にわたり高周波誘導加熱される。なお、この
際、ガス導入管41a〜41dから雰囲気室101,1
02及びワークWの内周面のギヤ部11に前記ガスを噴
射させた状態を継続せしめておく。
As described above, under the condition that the atmosphere in the atmosphere chambers 101 and 102 is completely shielded from the atmosphere, the work W
After the inert gas or the reducing gas is injected into the heated portion (the inner peripheral surface of the work) for a predetermined time, the gas in the atmosphere chamber 101 is sucked by operating the oxygen concentration measuring means 45, and the heating coil is heated. The oxygen concentration at the opening 44a of the oxygen concentration measurement suction pipe 44 installed on the mounting plate 40 is measured. Then, after confirming that the measurement result is equal to or lower than the predetermined oxygen concentration, a high-frequency current of a predetermined frequency is supplied from the high-frequency power supply 35 to the high-frequency induction heating coil 30, and thereby the gear portion on the inner peripheral surface of the work W 1
1 (the surface to be heated or the surface to be quenched) is subjected to high frequency induction heating to a predetermined quenching temperature for a predetermined time. At this time, the atmosphere chambers 101, 1 are connected through the gas introduction pipes 41a to 41d.
02 and the state in which the gas is injected into the gear portion 11 on the inner peripheral surface of the workpiece W are kept.

【0030】かくして、ワークWの被加熱面が所定の焼
入温度に到達した時点で、高周波誘導加熱コイル30へ
の通電が停止されて高周波誘導加熱が終了される。これ
に伴い、ワーク外周冷却用噴射ジャケット60の上部部
分61aからの冷却液の噴射が停止されてワークWの外
周冷却が停止される。高周波誘導加熱コイル30への通
電の停止と同時に、ワーク保持治具20が図外の昇降機
構により下降せしめられ、図外のストッパー等により図
2に示すようにワークWの内周面のギヤ部11がワーク
内周冷却ジャケット70と対向する高さ位置で停止され
る。
Thus, when the surface to be heated of the workpiece W reaches the predetermined quenching temperature, the power supply to the high-frequency induction heating coil 30 is stopped, and the high-frequency induction heating is terminated. Accordingly, the injection of the coolant from the upper portion 61a of the work outer periphery cooling spray jacket 60 is stopped, and the work W outer periphery cooling is stopped. At the same time as the power supply to the high-frequency induction heating coil 30 is stopped, the work holding jig 20 is lowered by an elevating mechanism (not shown), and a gear portion on the inner peripheral surface of the work W is used as shown in FIG. 11 is stopped at a height position facing the work inner peripheral cooling jacket 70.

【0031】なお、ワークWが高周波誘導加熱位置から
図2に示す高さ位置に下降移動されて停止するまでの間
においても、ガス導入管41a〜41dを通して前記ガ
スの供給は継続され、図2に示す如く液受け槽21に溜
まったワーク外周冷却液Lと、ワーク外周冷却用噴射ジ
ャケット60の下部に突出しているリング形状部62と
により雰囲気室101は大気から遮蔽された状態が維持
される。また、ワーク保持治具20の下部に配設された
複数個のワーク冷却液排出口22は、開閉弁80により
同時に閉じられたままとなされ、これにより、ワーク保
持治具20内の雰囲気室102は大気から遮蔽されてい
る。このように、加熱終了から冷却が開始される迄の僅
かな間もワークWは完全に大気から遮蔽されており、従
ってワークWは、この間も、大気に接触することなくガ
ス雰囲気状態の中に置かれる。
The supply of the gas is continued through the gas introduction pipes 41a to 41d even before the work W is moved down from the high frequency induction heating position to the height position shown in FIG. 2 and stopped. As shown in FIG. 5, the atmosphere chamber 101 is kept shielded from the atmosphere by the work outer peripheral coolant L accumulated in the liquid receiving tank 21 and the ring-shaped portion 62 protruding below the work outer peripheral cooling spray jacket 60. . Further, the plurality of work coolant discharge ports 22 disposed below the work holding jig 20 are kept closed at the same time by the on-off valve 80, whereby the atmosphere chamber 102 in the work holding jig 20 is closed. Is shielded from the atmosphere. As described above, the work W is completely shielded from the atmosphere for a short time from the end of the heating to the start of the cooling. Therefore, the work W is kept in the gas atmosphere state without being in contact with the air during this time. Is placed.

【0032】次に、ワークWの内周面のギヤ部11がワ
ーク内周冷却ジャケット70に対向する高さ位置で停止
されると同時に、電磁弁76及び電磁弁65bの開弁状
態への切換えによりワーク冷却液がワーク内周冷却液導
入管74,71を介してワーク内周冷却噴射ジャケット
70内に供給され、ワーク内周冷却噴射ジャケット70
の冷却液噴射孔70bからワーク内周冷却液流量調整弁
75にて所定の量と圧力に調整されたワーク冷却液がワ
ークWの内周面のギヤ部11に噴射される一方、ワーク
外周冷却液流量調整弁64b及びワーク外周冷却液導入
管63bを介してワーク外周冷却噴射ジャケット60の
下部部分61b内にワーク冷却液が供給され、ワーク外
周冷却用噴射ジャケット60の下部部分61bの複数の
冷却液噴射孔61dからワーク外周冷却液流量調整弁6
4bにて所定量及び圧力に調整されたワーク冷却液がワ
ークWの外面部に噴射される。
Next, the gear portion 11 on the inner peripheral surface of the work W is stopped at the height position facing the inner circumferential cooling jacket 70, and at the same time, the solenoid valve 76 and the solenoid valve 65b are switched to the open state. As a result, the work coolant is supplied into the work inner circumference cooling spray jacket 70 through the work inner circumference cooling liquid introduction pipes 74 and 71, and the work inner circumference cooling spray jacket 70 is supplied.
The work coolant adjusted to a predetermined amount and pressure by the work inner circumferential coolant flow rate adjusting valve 75 is injected from the coolant spray hole 70b of the work W into the gear portion 11 on the inner circumferential surface of the work W, while cooling the work outer circumferential surface. The work coolant is supplied into the lower portion 61b of the work outer peripheral cooling spray jacket 60 through the liquid flow rate adjusting valve 64b and the work outer circumferential coolant injection pipe 63b, and a plurality of cooling operations of the lower portion 61b of the work outer circumferential cooling spray jacket 60 are performed. From the liquid injection hole 61d, the coolant flow control valve 6 for the outer periphery of the work
The work coolant adjusted to a predetermined amount and pressure in 4b is sprayed onto the outer surface of the work W.

【0033】また、前記ワーク冷却液噴射と同時に電磁
弁43が閉弁状態に切換えられるのに伴って、不活性ガ
ス又は還元性ガスの噴射が停止されると共に、ワーク保
持治具20の下部に位置する開閉弁80が、図外のシリ
ンダー等に接続されたロッド82を上昇せしめることに
よって開弁位置(図2において実線で示す開閉弁80a
の位置)に配置され、これに応じて複数個のワーク冷却
液排出口22が開放される。
Further, as the electromagnetic valve 43 is switched to the closed state simultaneously with the injection of the work coolant, the injection of the inert gas or the reducing gas is stopped, and the lower part of the work holding jig 20 is stopped. The on-off valve 80 is moved to a valve-opening position by raising a rod 82 connected to a cylinder or the like (not shown).
), And a plurality of work coolant discharge ports 22 are opened accordingly.

【0034】かくして、ワーク冷却液排出口22が開放
されると、ワーク内周冷却用噴射ジャケット70の冷却
液噴射孔70bから噴射されたワーク内周冷却液は、ワ
ーク保持治具20の下部に位置する複数個のワーク冷却
液排出口22を通って雰囲気室102の外部に排出され
る。また、ワーク外周冷却用噴射ジャケット60の下部
部分61bの冷却液噴射孔61dから噴射されたワーク
外周冷却液は、図2において矢印βで示すように液受け
槽21の内周面とワーク外周冷却用噴射ジャケット60
リング形状部62の外周面との間を通って外部に排出さ
れる。そして、所定時間にわたる冷却の後に、ワーク内
周冷却液及びワーク外周冷却液の供給・遮断用の電磁弁
76,65bがそれぞれ閉弁状態に切換えられてワーク
冷却液の噴射が停止され、焼入処理が終了される。
Thus, when the work coolant discharge port 22 is opened, the work inner peripheral coolant ejected from the coolant ejection holes 70 b of the work inner periphery cooling spray jacket 70 is discharged to the lower part of the work holding jig 20. The liquid is discharged to the outside of the atmosphere chamber 102 through a plurality of coolant cooling liquid outlets 22 located therein. In addition, as shown by an arrow β in FIG. 2, the outer peripheral work liquid of the work injected from the cooling liquid injection hole 61d of the lower portion 61b of the outer peripheral work cooling jacket 60 is cooled by the inner peripheral surface of the liquid receiving tank 21 and the outer peripheral work of the work. Injection jacket 60
It is discharged to the outside through the space between the ring-shaped portion 62 and the outer peripheral surface. Then, after cooling for a predetermined time, the solenoid valves 76 and 65b for supplying and shutting off the inner peripheral coolant and the outer peripheral coolant of the work are respectively switched to the closed state, and the injection of the work coolant is stopped, and quenching is performed. The process ends.

【0035】しかる後に、所定位置までワーク保持治具
20が下降されて回転が停止され、焼入処理が施された
ワークWが図示しないローダー等の手段によってワーク
保持治具20から取り外される。
Thereafter, the work holding jig 20 is lowered to a predetermined position, the rotation thereof is stopped, and the quenched work W is removed from the work holding jig 20 by means such as a loader (not shown).

【0036】以上のような一連の操作手順により無酸化
高周波焼入が完了され、焼入処理が施されたワークWが
次工程に移送される。
The non-oxidizing induction hardening is completed by the above-described series of operation procedures, and the quenched work W is transferred to the next step.

【0037】このような構成の無酸化高周波焼入装置1
00によれば、高周波加熱及び冷却を行う雰囲気室10
1,102を、ワーク冷却液を溜める液受け槽21を有
しているワーク保持治具20と、高周波誘導加熱コイル
30と、加熱コイル取付板40と、ベース50と、ワー
ク外周冷却用噴射ジャケット60とで構成するようにし
ているので、両端面が開放形状をなすワークW(例え
ば、リングギヤ10)の内周面又は外周面或いは端面を
高周波焼入するに際し、短時間で自動連続的に無酸化焼
入を行うことができる。
The non-oxidizing induction hardening apparatus 1 having such a configuration
According to 00, the atmosphere chamber 10 that performs high-frequency heating and cooling
1, 102, a work holding jig 20 having a liquid receiving tank 21 for storing a work cooling liquid, a high frequency induction heating coil 30, a heating coil mounting plate 40, a base 50, and a spray jacket for cooling the outer periphery of the work. 60, when the inner peripheral surface or the outer peripheral surface or the end surface of the work W (for example, the ring gear 10) whose both end surfaces have an open shape is induction hardened in a short time, automatically and continuously. Oxidation quenching can be performed.

【0038】ワーク保持治具20自体が雰囲気室10
1,102の構成部品の一部になっており、ワーク保持
治具20が昇降移動すれば雰囲気室101,102の形
成は解除されるため、容易にワークを別位置に移送する
ことができる。
The work holding jig 20 itself is in the atmosphere chamber 10.
1 and 102, the formation of the atmosphere chambers 101 and 102 is canceled when the work holding jig 20 moves up and down, so that the work can be easily transferred to another position.

【0039】さらに、上述の無酸化高周波焼入装置10
0にあっては、ワークWを載置・固定したワーク保持治
具20が移動し、これに伴って密閉状態の雰囲気室10
1,102が形成されると、雰囲気室101,102内
の酸素(空気)を短時間で排気することができ、その後
に不活性ガス又は還元性ガスを雰囲気室101,102
内に送り込むか、或いは、酸素(空気)を排気しながら
不活性ガス又は還元性ガスを雰囲気室101,102内
に送り込むことによって、短時間で雰囲気室101,1
02内を不活性ガス又は還元性ガスで置換することがで
きる。従って、この無酸素状態の雰囲気中でワークWを
高周波誘導加熱してワーク冷却液にて急冷することによ
り、極めて短時間の内にしかも自動連続的な操作にて無
酸化焼入を能率的に行なうことが可能である。
Further, the above-described non-oxidizing induction hardening apparatus 10
0, the work holding jig 20 on which the work W is placed and fixed moves, and accordingly, the atmosphere chamber 10 in a closed state is moved.
When the gas chambers 1 and 102 are formed, oxygen (air) in the atmosphere chambers 101 and 102 can be exhausted in a short time, and then the inert gas or the reducing gas is purged from the atmosphere chambers 101 and 102.
By feeding an inert gas or a reducing gas into the atmosphere chambers 101 and 102 while exhausting oxygen (air).
02 can be replaced with an inert gas or a reducing gas. Accordingly, the work W is induction-heated in a high-frequency atmosphere in this oxygen-free atmosphere and rapidly cooled with a work cooling liquid, so that the non-oxidative quenching can be efficiently performed in an extremely short time and by an automatic continuous operation. It is possible to do.

【0040】以上、本発明の一実施形態について述べた
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、両端面が開放
形状をなすワークW(リングギヤ10)の内面(内周面
のギヤ部11)を焼入する場合について述べたが、ワー
クWの外面或いは端面を焼入する場合や、中実形状のワ
ークの外面又は端面を焼入する場合にも本発明を適用可
能である。また、本発明は、高周波焼戻、高周波焼鈍等
にも利用できることは言う迄もない。
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, a case has been described in which the inner surface (the gear portion 11 on the inner peripheral surface) of the work W (ring gear 10) whose both end surfaces have an open shape is quenched. The present invention is also applicable to the case of quenching or the case of quenching the outer surface or end surface of a solid workpiece. Further, it goes without saying that the present invention can be used for induction hardening, induction annealing, and the like.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上の如く、本発明の高周波焼入方法及
び装置は、ワーク冷却液を雰囲気室の密閉手段に利用
し、かつワーク保持治具内に流入するワーク冷却液を外
部に排出するための開閉弁をワーク保持治具に設置する
ようにしたものであるから、密閉度が極めて高い雰囲気
室を形成することができる。また、雰囲気室の密閉度が
高い上に、酸素含有の空気を前記雰囲気室内から大気中
に排気した後に或いは雰囲気室内の酸素(空気)を外部
に排出しながら不活性ガス又は還元性ガスを雰囲気室内
に導入するようにしているので、無酸素状態の雰囲気中
で酸化のない高周波焼入を行なうことが可能となる。
As described above, the induction hardening method and apparatus of the present invention utilize the work coolant for sealing the atmosphere chamber and discharge the work coolant flowing into the work holding jig to the outside. The opening / closing valve is provided on the work holding jig, so that an atmosphere chamber with an extremely high degree of sealing can be formed. Further, in addition to the high degree of sealing of the atmosphere chamber, an inert gas or a reducing gas is supplied to the atmosphere after exhausting oxygen-containing air from the atmosphere chamber to the atmosphere or while discharging oxygen (air) in the atmosphere chamber to the outside. Since it is introduced into the room, it is possible to perform induction hardening without oxidation in an oxygen-free atmosphere.

【0042】しかも、本発明においては、酸素含有の空
気を外部に排気する空気吸引口をワーク保持治具の内部
に配置し、前記ガスを雰囲気室内に噴射するガス噴射孔
をワーク保持治具の上部に配置するようにしているの
で、前記空気吸引口とガス噴射孔との間に存在する唯一
の間隙は、高周波誘導加熱コイルの加熱部外周面とワー
ク内周部の被加熱面との間に形成される間隙のみとな
る。従って、雰囲気室内の酸素(空気)を外部に排出す
る際には、前記ガスもワーク内周部の被加熱面を通って
外部に排出され、徐々に雰囲気室全体の酸素濃度が均一
に低下されることとなるため、所定時間後には雰囲気室
のほぼ全体を前記ガスで充満(置換)させることができ
る。さらに、その段階で酸素(空気)の吸引を停止し、
前記ガスのみをワークの被加熱部に噴射させることによ
り、ワークの被加熱部を理想的な無酸素状態にすること
ができる。また、ワークの被加熱部の近くの酸素濃度を
測定することにより、ワークが良好な雰囲気で加熱され
たかどうかを確認することができる。
Further, in the present invention, an air suction port for exhausting oxygen-containing air to the outside is provided inside the work holding jig, and a gas injection hole for injecting the gas into the atmosphere chamber is provided in the work holding jig. Since it is arranged at the upper part, the only gap existing between the air suction port and the gas injection hole is between the outer peripheral surface of the heating portion of the high frequency induction heating coil and the heated surface of the inner peripheral portion of the work. Only the gap formed at Therefore, when oxygen (air) in the atmosphere chamber is discharged to the outside, the gas is also discharged to the outside through the heated surface of the inner peripheral portion of the work, and the oxygen concentration in the entire atmosphere chamber is gradually and uniformly reduced. Therefore, after a predetermined time, almost the entire atmosphere chamber can be filled (replaced) with the gas. Furthermore, at that stage, stop the oxygen (air) suction,
By injecting only the gas to the heated portion of the work, the heated portion of the work can be made ideally oxygen-free. Further, by measuring the oxygen concentration near the heated portion of the work, it can be confirmed whether or not the work is heated in a favorable atmosphere.

【0043】また、本発明に係る無酸化高周波熱処理装
置では、雰囲気室の上部を加熱コイル取付板、その外周
部をワーク外周冷却用噴射ジャケット、その下部をワー
ク保持治具及びワーク冷却液を溜めた液受け槽で構成す
るようにしているため、雰囲気室の全体の容量は少なく
て済み、酸素(空気)を前記ガスに置換する時間を速く
すくことができる。しかも、加熱停止時点から冷却開始
時点までの間にワーク保持治具が下方へ移動されるにも
拘わらず、雰囲気室は外部に開放されるところが全くな
く、雰囲気室内を完全な無酸素状態に保つことができ
る。よって、ワーク保持治具の昇降移動に応じて雰囲気
室の形成が可能になり、この雰囲気内の完全な無酸素状
態の下で自動連続的に高周波熱処理を行なうことができ
る。
In the non-oxidizing high-frequency heat treatment apparatus according to the present invention, the upper part of the atmosphere chamber is a heating coil mounting plate, the outer peripheral part is a spray jacket for cooling the outer peripheral part of the work, and the lower part is a work holding jig and a work cooling fluid. Since the liquid chamber is constituted by a liquid receiving tank, the entire volume of the atmosphere chamber can be reduced, and the time for replacing oxygen (air) with the gas can be shortened. Moreover, despite the fact that the work holding jig is moved downward between the time when the heating is stopped and the time when the cooling is started, the atmosphere chamber is completely open to the outside, and the atmosphere chamber is kept completely oxygen-free. be able to. Therefore, the atmosphere chamber can be formed in accordance with the vertical movement of the work holding jig, and the high frequency heat treatment can be automatically and continuously performed under a completely oxygen-free state in this atmosphere.

【0044】従って、本発明によれば、高周波焼入等の
高周波熱処理を極めて短時間にかつ自動連続的に無酸素
状態の雰囲気中で行うことができる実用的な無酸化高周
波熱処理方法及び装置を提供することができる。
Therefore, according to the present invention, there is provided a practical non-oxidizing high-frequency heat treatment method and apparatus capable of automatically and continuously performing high-frequency heat treatment such as induction hardening in an oxygen-free atmosphere in a very short time. Can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態に係る無酸化高周波熱処理
装置の構成を示すものであって、ワークが加熱位置に設
置された状態を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of an oxidation-free high-frequency heat treatment apparatus according to an embodiment of the present invention, and showing a state where a work is installed at a heating position.

【図2】上述の無酸化高周波熱処理装置においてワーク
が冷却位置に設置された示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a state where a work is installed at a cooling position in the above-described non-oxidizing high-frequency heat treatment apparatus.

【図3】本発明に使用したリングギヤの縦断面図であ
る。
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of a ring gear used in the present invention.

【図4】従来の高周波無酸化焼入装置を示す縦断面図で
ある。
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing a conventional high-frequency non-oxidizing and quenching apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 リングギヤ(ワーク) 11 ギヤ部 20 ワーク保持治具 21 液受け槽 22 ワーク冷却液排出口 30 高周波誘導加熱コイル 35 高周波電源 40 加熱コイル取付板 41a〜41d ガス導入管 42a〜42d ガス流量調整弁 43 電磁弁 44 酸素濃度測定用吸引管 45 酸素濃度測定手段 50 べ一ス 60 ワーク外周冷却用噴射ジャケット 64a,64b ワーク外周冷却液流量調整弁 65a,65b 電磁弁 70 ワーク内周冷却用噴射ジャケット 70a ガス噴射ジャケット 70b 冷却液噴射孔 72 空気吸引管 72a 空気吸引口 73 空気吸引手段 75 ワーク内周冷却液流量調整弁 76 電磁弁 80,80a 開閉弁 81 回転軸 100 無酸化高周波焼入装置 101,102 雰囲気室 A 焼入硬化層 L ワーク冷却液 W ワーク Reference Signs List 10 ring gear (work) 11 gear part 20 work holding jig 21 liquid receiving tank 22 work cooling liquid discharge port 30 high-frequency induction heating coil 35 high-frequency power supply 40 heating coil mounting plate 41a to 41d gas introduction pipe 42a to 42d gas flow control valve 43 Solenoid valve 44 Suction pipe for oxygen concentration measurement 45 Oxygen concentration measurement means 50 Base 60 Injection jacket for cooling the outer circumference of the work 64a, 64b Valve for controlling the flow rate of the coolant around the outer circumference of the work 65a, 65b Solenoid valve 70 Injection jacket for cooling the inner circumference of the work 70a Gas Injection jacket 70b Coolant injection hole 72 Air suction pipe 72a Air suction port 73 Air suction means 75 Work inner circumference coolant flow control valve 76 Solenoid valve 80, 80a Open / close valve 81 Rotary shaft 100 Non-oxidizing induction hardening device 101, 102 Atmosphere Chamber A Hardened layer L Work coolant W Work

フロントページの続き (72)発明者 荒田 修司 神奈川県愛甲郡愛川町春日台4−1−1 電気興業中津寮 (72)発明者 宮地 昭彦 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 (56)参考文献 特開 平5−51631(JP,A) 特開 平5−1320(JP,A) 特開 平3−170617(JP,A) 特開 昭61−76611(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C21D 1/10 C21D 1/667 H05B 6/10 331 Continued on the front page. (72) Inventor Shuji Arata 4-1-1 Kasugadai, Aikawa-cho, Aiko-gun, Kanagawa Prefecture Nakatsu dormitory for electric industry (72) Inventor Akihiko Miyaji 10 Takane, Fujii-cho, Anjo-shi, Aichi Aisin AW (56) References JP-A-5-51631 (JP, A) JP-A-5-1320 (JP, A) JP-A-3-170617 (JP, A) JP-A-61-76611 (JP, A) A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C21D 1/10 C21D 1/667 H05B 6/10 331

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 不活性ガス又は還元性ガスを雰囲気とす
る雰囲気室内に、昇降可能なワーク保持治具にて保持さ
れたワークを配置し、前記ワークの被加熱部を高周波誘
導加熱した後に、前記ワークの加熱部分にワーク冷却液
を噴射して冷却するようにした無酸化高周波熱処理方法
において、高周波誘導加熱時には、前記ワーク保持治具
に取付けられた液受け槽に前記ワーク冷却液を溜めて前
記液受け槽に溜められたワーク冷却液にて前記雰囲気室
を大気から遮蔽すると共に、前記ワーク保持治具に設け
られたワーク冷却液排出口に開閉弁を設置して前記開閉
弁にて前記雰囲気室を大気から遮蔽し、冷却時には、前
記開閉弁を開弁状態に切換えることにより、前記ワーク
保持治具内に溜められたワーク冷却液を前記ワーク保持
治具の外部に排出して、前記ワーク保持治具内に雰囲気
室を形成するようにしたことを特徴とする無酸化高周波
熱処理方法。
A work held by a vertically movable work holding jig is arranged in an atmosphere chamber containing an inert gas or a reducing gas, and a heated portion of the work is subjected to high-frequency induction heating. In the non-oxidizing high-frequency heat treatment method in which a work coolant is sprayed onto a heated portion of the work to cool the work, during high-frequency induction heating, the work coolant is stored in a liquid receiving tank attached to the work holding jig. While shielding the atmosphere chamber from the atmosphere with the work coolant stored in the liquid receiving tank, an on-off valve is installed at a work coolant discharge port provided on the work holding jig, and the on-off valve is used for the on-off valve. The atmosphere chamber is shielded from the atmosphere, and at the time of cooling, the on-off valve is switched to the open state, thereby discharging the work coolant stored in the work holding jig to the outside of the work holding jig. Wherein an atmosphere chamber is formed in the workpiece holding jig.
【請求項2】 前記ワークの被加熱部を高周波誘導加熱
する工程において、酸素含有の空気を前記雰囲気室内か
ら大気中に排気した後に不活性ガス又は還元性ガスを雰
囲気室内に送り込むか、或いは、前記空気を前記雰囲気
室内から大気中に排気しながら不活性ガス又は還元性ガ
スを雰囲気室内に送り込むことによって、前記雰囲気室
内の雰囲気を不活性ガス又は還元性ガスに置換するよう
にしたことを特徴とする請求項1に記載の無酸化高周波
熱処理方法。
In the step of high-frequency induction heating of a heated portion of the workpiece, oxygen-containing air is exhausted from the atmosphere chamber to the atmosphere, and then an inert gas or a reducing gas is fed into the atmosphere chamber. An inert gas or a reducing gas is sent into the atmosphere chamber while the air is exhausted from the atmosphere chamber to the atmosphere, thereby replacing the atmosphere in the atmosphere chamber with the inert gas or the reducing gas. The non-oxidizing high frequency heat treatment method according to claim 1.
【請求項3】 前記ワークの被加熱部を高周波誘導加熱
する工程において、前記雰囲気室内に配設された酸素濃
度測定用吸引管を用いて、前記雰囲気室内の酸素濃度を
測定することにより、前記雰囲気室内の雰囲気が所定の
酸素濃度以下であることを確認するようにしたことを特
徴とする請求項1又は2に記載の無酸化高周波熱処理方
法。
3. In the step of high-frequency induction heating of a heated portion of the work, the oxygen concentration in the atmosphere chamber is measured by using an oxygen concentration measurement suction pipe disposed in the atmosphere chamber. 3. The non-oxidizing high frequency heat treatment method according to claim 1, wherein the atmosphere in the atmosphere chamber is confirmed to have a predetermined oxygen concentration or less.
【請求項4】 前記ワークを高周波誘導加熱した後に無
酸素状態を保ちながら冷却位置に移送するようにしたこ
とを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の無
酸化高周波熱処理方法。
4. The non-oxidizing high-frequency heat treatment method according to claim 1, wherein the work is transferred to a cooling position while maintaining an oxygen-free state after the high-frequency induction heating of the work. .
【請求項5】 両端面が開放形状をなすワークの内面、
外面、或いは端面を高周波熱処理するようにしたことを
特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の無酸化
高周波熱処理方法。
5. An inner surface of a work having both open ends.
The non-oxidizing high frequency heat treatment method according to any one of claims 1 to 4, wherein the outer surface or the end surface is subjected to high frequency heat treatment.
【請求項6】 不活性ガス又は還元性ガスを雰囲気とす
る雰囲気室内に、昇降可能なワーク保持治具にて保持さ
れたワークを配置し、前記ワークの被加熱部を高周波誘
導加熱した後に、前記ワークの加熱部分にワーク冷却液
を噴射して冷却するようにした無酸化高周波熱処理装置
において、(A) 前記ワークを所定位置に保持するた
めのボックス形状の治具であって、前記治具内に溜めら
れたワーク冷却液を前記治具の外部へ排出するワーク冷
却液排出口と、前記ワーク冷却液排出口を開閉する開閉
弁とをそれぞれ有するワーク保持治具と、(B) 前記
ワークに対応配置され、前記ワークの被加熱部を高周波
誘導加熱する高周波誘導加熱コイルと、(C) 前記ワ
ークにワーク冷却液を噴射するワーク冷却液噴射ジャケ
ットと、(D) 前記ワーク冷却液噴射ジャケットから
前記ワークに噴射されるワーク冷却液を溜めるために、
前記ワーク保持治具の外周を取り囲むように配設された
液受け槽と、(E) 酸素含有の空気を前記雰囲気室内
の外部へ排出する空気吸引管と、(F) 前記ワークに
不活性ガス又は還元性ガスを導入するガス導入管と、を
それぞれ具備し、前記液受け槽に溜められたワーク冷却
液中に、前記ワーク冷却液噴射ジャケットに延設された
リング形状部を挿入することによって、前記雰囲気室内
の雰囲気と大気とを遮断するようにしたことを特徴とす
る無酸化高周波熱処理装置。
6. A work held by a vertically movable work holding jig is placed in an atmosphere chamber containing an inert gas or a reducing gas, and a heated portion of the work is subjected to high-frequency induction heating. (A) A box-shaped jig for holding the work at a predetermined position, wherein the jig is a non-oxidizing high-frequency heat treatment apparatus configured to spray a work cooling liquid onto a heated portion of the work to cool the work. (B) a work holding jig having a work coolant discharge port for discharging the work coolant stored therein to the outside of the jig, and an open / close valve for opening and closing the work coolant discharge port; A high frequency induction heating coil for high frequency induction heating of a heated portion of the work; (C) a work coolant spray jacket for spraying a work coolant to the work; From click coolant injection jacket to accumulate workpiece coolant injected into the workpiece,
A liquid receiving tank disposed so as to surround the outer periphery of the work holding jig, (E) an air suction pipe for discharging oxygen-containing air to the outside of the atmosphere chamber, and (F) an inert gas for the work. Or a gas introduction pipe for introducing a reducing gas, respectively, by inserting a ring-shaped portion extending to the work coolant spray jacket into the work coolant stored in the liquid receiving tank. An oxidation-free high-frequency heat treatment apparatus, wherein the atmosphere in the atmosphere chamber is cut off from the atmosphere.
【請求項7】 不活性ガス又は還元性ガスを雰囲気とす
る雰囲気室内に、昇降可能なワーク保持治具にて保持さ
れたワークを配置し、前記ワークの被加熱部を高周波誘
導加熱した後に、前記ワークの加熱部分にワーク冷却液
を噴射して冷却するようにした無酸化高周波熱処理装置
において、(A) 前記ワークを所定位置に保持するた
めのボックス形状の治具であって、前記治具内に溜めら
れたワーク冷却液を前記治具の外部へ排出するワーク冷
却液排出口と、前記ワーク冷却液排出口を開閉する開閉
弁とをそれぞれ有すると共に、ワーク冷却液を溜める液
受け槽を外側に備えているワーク保持治具と、(B)
前記ワークに対応配置され、前記ワークの被加熱部を高
周波誘導加熱する高周波誘導加熱コイルと、(C) 酸
素含有の空気を前記雰囲気室内の外部へ排出する空気吸
引管、及び、前記空気吸引管に接続されて吸引力を付与
する空気吸引手段から構成される空気吸引機構と、
(D) 前記ワークに不活性ガス又は還元性ガスを導入
するガス導入管、前記ガス導入管を流れる前記ガスの流
量を調整するガス流量調整弁、及び、前記ガス導入管を
開閉して前記ガスの供給又は遮断を行なう電磁弁から構
成されるガス導入機構と、(E) 前記雰囲気室内の酸
素濃度を測定する酸素濃度測定用ガス吸引管、及び、前
記酸素濃度測定用ガス吸引管に接続された酸素濃度測定
手段からなる酸素濃度測定機構と、(F) 前記雰囲気
室内の雰囲気と大気とを遮断すべく前記液受け槽内のワ
ーク冷却液中に挿入されるリング形状部を有するワーク
冷却液噴射ジャケット、前記ワーク冷却液噴射ジャケッ
トにワーク冷却液を導入するワーク冷却液導入管、前記
ワーク冷却液導入管を流れるワーク冷却液の流量を調整
するワーク冷却液流量調整弁、及び、前記ワーク冷却液
導入管を開閉してワーク冷却液の供給又は遮断を行なう
電磁弁から構成されるワーク冷却機構と、をそれぞれ具
備することを特徴とする無酸化高周波熱処理装置。
7. A work held by a vertically movable work holding jig is arranged in an atmosphere chamber having an inert gas or a reducing gas as an atmosphere, and a heated portion of the work is subjected to high-frequency induction heating. (A) A box-shaped jig for holding the work at a predetermined position, wherein the jig is a non-oxidizing high-frequency heat treatment apparatus configured to spray a work cooling liquid onto a heated portion of the work to cool the work. A work coolant discharge port for discharging the work coolant stored in the jig to the outside of the jig, an open / close valve for opening and closing the work coolant discharge port, and a liquid receiving tank for storing the work coolant are provided. A work holding jig provided on the outside, and (B)
A high-frequency induction heating coil arranged corresponding to the work for high-frequency induction heating of a heated portion of the work, (C) an air suction pipe for discharging oxygen-containing air to the outside of the atmosphere chamber, and the air suction pipe An air suction mechanism connected to the air suction mechanism configured to apply suction force,
(D) a gas introduction pipe for introducing an inert gas or a reducing gas into the work, a gas flow control valve for adjusting a flow rate of the gas flowing through the gas introduction pipe, and a gas opening and closing the gas introduction pipe. (E) a gas suction pipe for measuring oxygen concentration in the atmosphere chamber, and a gas introduction mechanism constituted by an electromagnetic valve for supplying or shutting off oxygen, and a gas suction pipe connected to the gas suction pipe for measuring oxygen concentration. (F) a work coolant having a ring-shaped portion inserted into the work coolant in the liquid receiving tank so as to shut off the atmosphere in the atmosphere chamber from the atmosphere. Injection jacket, work coolant introduction pipe for introducing work coolant to the work coolant ejection jacket, work coolant flow rate for adjusting the flow rate of work coolant flowing through the work coolant introduction pipe Seiben, and, non-oxidizing induction heat treatment apparatus characterized by comprising said the workpiece cooling mechanism consists solenoid valve to open and close the workpiece coolant inlet pipe for supplying or interrupting the work coolant, respectively.
JP11232296A 1999-08-19 1999-08-19 Oxidation-free induction heat treatment method and apparatus Expired - Fee Related JP3059167B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11232296A JP3059167B1 (en) 1999-08-19 1999-08-19 Oxidation-free induction heat treatment method and apparatus

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11232296A JP3059167B1 (en) 1999-08-19 1999-08-19 Oxidation-free induction heat treatment method and apparatus

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP3059167B1 true JP3059167B1 (en) 2000-07-04
JP2001059116A JP2001059116A (en) 2001-03-06

Family

ID=16937004

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11232296A Expired - Fee Related JP3059167B1 (en) 1999-08-19 1999-08-19 Oxidation-free induction heat treatment method and apparatus

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3059167B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113106205A (en) * 2021-04-12 2021-07-13 宫电高周波设备(上海)有限公司 Induction heating coil and induction heating device

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019112688A (en) 2017-12-25 2019-07-11 Ntn株式会社 Heat treatment method of work and heat treatment apparatus
JP2019157163A (en) 2018-03-08 2019-09-19 Ntn株式会社 Heat treatment method and heat treatment apparatus for workpiece

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113106205A (en) * 2021-04-12 2021-07-13 宫电高周波设备(上海)有限公司 Induction heating coil and induction heating device
CN113106205B (en) * 2021-04-12 2023-10-31 宫电高周波设备(上海)有限公司 Induction heating coil and induction heating device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2001059116A (en) 2001-03-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100359351B1 (en) Vertical heat treatment device
JPH0549724B2 (en)
EP1400603B1 (en) Crawler bushing and method and device for producing the same
JP4969286B2 (en) Moving quenching method and moving quenching apparatus
JP3059167B1 (en) Oxidation-free induction heat treatment method and apparatus
JPH07224327A (en) High-frequency hardening method and high-frequency hardening device of nearly cylindrical work
CN116103479A (en) Vacuum double-chamber heat treatment furnace and working method thereof
JP6338314B2 (en) Heat treatment equipment
JP4118469B2 (en) Carburized material manufacturing equipment
CN218860803U (en) Vacuum double-chamber heat treatment furnace
JP2019112689A (en) Heat treatment device and heat treatment method
WO2019131446A1 (en) Workpiece heat treatment method and heat treatment device
JP4010346B2 (en) Method of induction hardening the inner peripheral surface of a member having an unequal thickness
CN113088646A (en) Heat treatment apparatus
JP2001158917A (en) Quenching method for bottomed body and device therefor
US3522357A (en) Vacuum furnace having a liquid quench and a vertically movable work holder
JP5121270B2 (en) Moving quenching equipment
JP5721257B2 (en) Induction hardening equipment
JP2012031486A (en) Rotary cooling device
JPH1121619A (en) Induction non-oxidizing hardening method for shaft-like member and apparatus thereof
WO2006033508A1 (en) Inductively coupled plasma treatment apparatus
JP5770042B2 (en) Heat treatment equipment
WO2019131451A1 (en) Heat treatment device and heat treatment method
JP4954176B2 (en) Substrate heat treatment equipment
JP7323736B1 (en) Heat treatment apparatus and heat treatment method

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090421

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100421

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100421

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110421

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120421

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120421

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130421

Year of fee payment: 13

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees