JP5495485B2 - リング状品の焼入れ方法および装置 - Google Patents
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Description
また、上記技術による焼入れ方法および装置は、焼入れ温度まで効率良く加熱することができ、加熱時間が短く、設備を小型化できるものであることが望まれる。
また、誘導加熱により加熱する予熱過程と、連続加熱炉で加熱する均熱過程とでリング状品を焼入れ温度まで加熱するため、誘導加熱によりリング状品の深部までエネルギー効率良く短時間で加熱し、連続加熱炉によりリング状品の全体の均熱化が図れる。連続加熱炉を用いるが、連続加熱炉は焼入れ温度近くまで予熱されたリング状品を焼入れ温度まで昇温させるだけであるため、室温から加熱するものと異なり、加熱時間が大幅に短縮されて、炉内でリング状品を移動させる経路が短くて済み、設備を小型化できる。
一次冷却過程の冷却用油槽と二次冷却過程の冷却用油槽とが別であると、一次冷却過程でのリング状品の冷却、一対の受けロールと加圧ロール間へのリング状品の投入、二次冷却過程でのリング状品の冷却を一連の流れに沿って行うことができる。また、焼入れ処理ラインの構成を簡易なものとすることができる。
各種試験を行った結果、リング状品の外周面に加圧ロールを押付けて変形矯正を行う時間は40秒ないし90秒が良いことが判った。上記変形矯正時間を確保して焼入れの冷却過程中に変形矯正を完了するには、マルテンサイト変態点温度よりも20℃ないし50℃高い温度から加圧ロールを押付け始めれば良い。
また、誘導加熱により加熱する予熱部と、連続加熱炉で加熱する均熱部とにより焼入れ温度まで加熱するため、誘導加熱によりリング状品の深部までエネルギー効率良く短時間で加熱することが可能であり、かつ連続加熱炉によりリング状品Wの全体の均熱化が図れる。連続加熱炉を用いるが、連続加熱炉は焼入れ温度近くまで予熱されたリング状品Wを焼入れ温度まで昇温させるだけであるため、室温から加熱するものと異なり、加熱時間が大幅に短縮される。また、炉内でリング状品Wを移動させる経路が短くて済み、設備を小型化できる。
加熱コイル52としては、図4(B)に示すように、2個のU字状導体65,66をそれぞれの足部導体部65a,65b,66a,66bが互いに平行になるよう配置し、一方の足部導体部65a,66aの先端同士を接続導体67により接続し、他方の足部導体部65b,66bの先端にそれぞれリード部65c,66cを設け、このリード部65c,66cをそれぞれ交流電源53に接続したものであっても良い。
図2において、加熱コイル52は、加熱コイル支持体54に対して、回転台51の半径方向に位置変更可能に設置される。加熱コイル支持体54は、例えば回転台51の半径方向に延びるガイド54aを有し、このガイド54aに沿って加熱コイル52が無段階で位置変更可能とされる。その任意の変更位置で、ボルト(図示せず)等により、加熱コイル52がガイド54aに位置固定される。
回転台51は、回転台回転装置55により回転駆動され、かつ回転台昇降装置56により、回転台51上のリング状品Wが加熱コイル52の対向片部52a,52b間に入る高さ位置と出る高さ位置との間に昇降させられる。
図示の例では、回転台51は、昇降枠57に軸受58を介して回転自在に設置されていて、昇降枠57が基台59に昇降ガイド60を介して昇降自在に設置されている。昇降枠57には、油圧シリンダ等の昇降駆動源61が連結されており、回転台51は昇降駆動源61により昇降枠57と共に昇降させられる。
回転台回転装置55は、モータ62と、その回転を回転台51の軸部51bに伝えるプーリまたはギヤ列等の回転伝達機構63とにより構成される。
(1)外径変化量ΔDに関しては、一次冷却引上げ温度が250℃および280℃で、加圧荷重が300kgfである場合に、良好な結果が得られた。また、一次冷却引上げ温度280℃で、加圧荷重が580kgfである場合にも、良好な結果が得られた。
(2)肉厚変化量ΔTに関しては、一次冷却引上げ温度が230℃、250℃、および280℃で、加圧荷重が150kgfである場合、一次冷却引上げ温度が250℃および280℃で、加圧荷重が300kgfである場合、一次冷却引上げ温度が230℃で、加圧荷重が580kgfである場合のそれぞれで、良好な結果が得られた。
(3)このことから、外径変化量ΔD、肉厚変化量ΔT共に良好な結果が得られるのは、一次冷却引上げ温度が250℃および280℃で、加圧荷重が300kgfである場合であることが判った。
3…受けロール
4…加圧ロール
20…油槽
30…焼入れ装置
32…予熱部
33…均熱部
33a…連続加熱炉
34…一次冷却部
34a…油槽
35…二次冷却部
50…誘導加熱装置
S1…予熱過程
S2…均熱過程
S3…一次冷却過程
S4…二次冷却過程
W…リング状品
Claims (6)
- リング状品を焼入れ温度に近い所定の予熱温度まで誘導加熱により加熱する予熱過程と,予熱温度まで加熱されたリング状品を焼入れ温度まで連続加熱炉で加熱する均熱過程と、焼入れ温度まで加熱されたリング状品をマルテンサイト変態点温度よりも高い変形矯正開始温度まで冷却する一次冷却過程と、変形矯正開始温度まで冷却されたリング状品に対し、このリング状品の外周面に一対の受けロールをリング状品の中心と平行な回転中心軸回りに転動自在に接触させた状態で、前記一対の受けロールの中間点とリング状品を介して対向する側から、リング状品の外周面にリング状品の中心と平行な回転中心軸回りに回転モータにより回転駆動される加圧ロールを押付けつつ、マルテンサイト変態点温度よりも低い温度まで冷却する二次冷却過程とを含み、前記一対の受けロールは、互いの間隔を変更可能であることを特徴とするリング状品の焼入れ方法。
- 請求項1において、一次冷却過程でリング状品を冷却する油槽と、二次冷却過程でリング状品を冷却する油槽とを別に設けたリング状品の焼入れ方法。
- 請求項1または請求項2において、前記リング状品の外周面に前記加圧ロールを押付けている時間が、40秒ないし90秒であるリング状品の焼入れ方法。
- 請求項1ないし請求項3のいずれか1項において、前記リング状品の外周面に前記加圧ロールを押付け始めるときのリング状品の温度が、マルテンサイト変態点温度よりも20℃ないし50℃高いリング状品の焼入れ方法。
- 請求項1ないし請求項4のいずれか1項において、前記リング状品は軸受の軌道輪であるリング状品の焼入れ方法。
- リング状品を焼入れ温度に近い所定の予熱温度まで誘導加熱により加熱する予熱部と、この予熱部により予熱温度まで加熱されたリング状品を焼入れ温度まで連続加熱炉で加熱する均熱部と、この均熱部により焼入れ温度まで加熱されたリング状品をマルテンサイト変態点温度よりも高い変形矯正開始温度まで冷却する一次冷却部と、この一次冷却部により変形矯正開始温度まで冷却されたリング状品に対し、このリング状品の外周面に一対の受けロールをリング状品の中心と平行な回転中心軸回りに転動自在に接触させた状態で、前記一対の受けロールの中間点とリング状品を介して対向する側から、リング状品の外周面にリング状品の中心と平行な回転中心軸回りに回転モータにより回転駆動される加圧ロールを押付けつつ、マルテンサイト変態点温度よりも低い温度まで冷却する二次冷却部とを含み、前記一対の受けロールは、互いの間隔を変更可能であることを特徴とするリング状品の焼入れ装置。
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