JP5700798B2 - 熱処理方法 - Google Patents
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Description
例えば、切削加工によって鉄鋼材料が所定形状に成形され、金属光沢を放つ鉄鋼製の部品を高周波焼入れすると、焼入れ部分の金属光沢が失われるので、焼入れをしたか否かを一見して判別することができる。鋳鋼製品についても同様であり、鋳鋼製品を高周波焼入れすると、全体の色がややくすんだ色に変わるので、焼入れをしたか否かを目視で判別することができる。
特に、焼入れ後に行われるリヒート処理は、先に行われた焼入れよりも処理温度が低いため、リヒート処理による光沢変化等は僅かである。
このように、焼入れ後に焼戻し等の熱処理を実施する際には、機械部品の表面が塗装等で被覆されていなくても、既に焼入れによって変色しているので、重ねて熱処理されたことを識別するのは困難である。
また、刻印等は、熱処理とは別に行われる行為であるため、機械部品が熱処理済みであっても、刻印付与漏れやインク付着漏れが生じる恐れがあり、品質管理に神経質にならざるを得ない。すなわち、熱処理に連動して別の装置によって印を付与する処理が必ず実施されていることを常に監視し続けなければならない。
特許文献1に開示された発明では、公知の高周波焼入れを利用してクランクシャフトのクランクピンの部位等の必要部位だけを焼入れし、焼入れ処理を施す必要がない部位は加熱しない。従って、焼入れが終了した段階では、クランクピンの部位は、光沢(色彩)は変換しているが、焼入れが不要な部位の光沢(色彩)は変化しない。
すなわち、特許文献1に開示された発明では、加熱コイルの一部を弦のように直線状に形成して、先の焼入れ工程で加熱処理しなかった部位の表面に近接させ、近接した部位の誘導加熱を促進する。その結果、本来焼戻し処理を施すべきクランクピンを再加熱処理すると同時に、焼入れしなかった部位(未変色の部位)も誘導加熱され、酸化して着色(変色)される。
また、本発明に関連する発明は、熱処理が必要な要熱処理部位と熱処理が不要な熱処理不要部位とを有する被加熱物を弓道加熱して熱処理する熱処理方法において、熱処理不要部位又はその近傍に被加熱物と磁束透過率の異なる物体を配置した状態で被加熱物を誘導加熱することを特徴とする熱処理方法である。
逆に、低磁束透過率の物体を非加熱部位に配置すると、非加熱部位に流れる誘導電流が阻害される。即ち低磁束透過率の物体によって、非加熱部位に磁気が阻害されて非加熱部位に流れる誘導電流が減少し、非加熱部位の一部又は全部が被加熱状態となり、変色の程度が他の部位と相違する。そのため被加熱物の既加熱部位が前記導体によって再度熱処理されたことを目視確認することができる。
本発明の実施形態の熱処理方法は、誘導加熱によってワークをリヒートするものであり、既に一回加熱された履歴を有するワークを対象とする。
即ち本発明の実施形態の熱処理方法は、一旦、図9のような高周波焼入れ装置(誘導加熱装置)100で焼入れ処理されたワーク5を対象とし、当該焼入れ処理されたワーク5を、図1に示すリヒート用誘導加熱装置1でリヒートする方法である。
より具体的に説明すると、本実施例の熱処理方法は、切削加工等によって成形したワーク5を図9の様な高周波焼入れ装置100で焼き入れし、その後に当該焼入れ後のワーク5を、図1に示すようなリヒート用誘導加熱装置1でリヒートするものである。
前記した様に、本発明の実施形態の熱処理方法は、一旦、高周波焼入れ装置(誘導加熱装置)100で焼入れ処理されたワーク5を、図1に示すリヒート用誘導加熱装置1でリヒートする方法である。
リヒート誘導加熱装置1の基本構成は、公知のそれと同一であり、図1の様なリヒート用加熱コイル2を備えている。リヒート用加熱コイル2は、公知の誘導加熱装置(例えば、高周波焼入れ装置)で採用されている誘導加熱コイルと大差ない構造を有するものであり、内部に冷却水を通すことができる中空状の導体である。リヒート用加熱コイル2は、図示しない交流電源から電力が供給される。本実施形態では、交流電源として、周波数50Hz又は60Hzの商用電源を使用するが、さらに高周波インバータを設けて、周波数を数KHz〜数MHzに変換したり、変圧器を設けて変圧し、加熱条件に応じて、周波数や電圧を適宜設定して使用することもできる。
本実施形態の熱処理方法(リヒート方法)では、前記したような大径部10だけが焼入れされて変色し、小径部6については非加熱状態であって金属光沢を有するワーク5を対象とする。そして当該既加熱部位(大径部10)と、非加熱部位(小径部6)とを有するワーク5を図1に示すリヒート用誘導加熱装置1に装着する。また、ここで本実施形態では、図2(c)、図5に示すように、非加熱部位たる小径部6の端部に、磁気誘導体7を押し当てる。そしてこの状態で、リヒート用加熱コイル2に通電し、ワーク5を誘導加熱する。
そのため取扱者は、小径部6の色彩や光沢を見ることによって、ワーク5の熱履歴を知ることができる。
図2(b)の様に、大径部10だけが黒ずみ、小径部6が金属光沢を有している場合には、ワーク5に対して焼き入れが施されているが、リヒートはなされていない状態である。
これに対して、図2(c)の様に、大径部10と小径部6の双方が変色して黒ずんでいる場合には、ワーク5に対して焼き入れが施され、さらにその後のリヒートも完了している。
従って、小径部6の色を見ることになって、大径部10が焼き戻し工程(リヒート)を経たか否かを判別することができる。
本発明は、前記したようにリヒートを行う際に、非加熱部位たる小径部6の端部に磁気誘導体7を当接させるものであり、この動作によって小径部6に磁気を誘因して非加熱部位に誘導電流を生じさせ、非加熱部位を昇温させて変色させるものである。従って、磁気誘導体7の素材の選定や、大きさの決定は、本発明の効果に大きな影響を与える。
その結果、小径部6を通過する磁力線が端部にまで至らず、小径部6の基端部だけが加熱されて変色する。
そのため図6(a)の様に、大径部10と小径部6の双方が金属光沢を有している場合には、ワーク5に対して焼き入れもリヒートも施されていない状態であり、図6(b)の様に、大径部10だけが黒ずみ、小径部6が金属光沢を有している場合には、ワーク5に対して焼き入れが施されているが、リヒートはなされていない状態であり、図6(c)の様に、小径部6の一部だけが金属光沢を有する場合には、ワーク5に対して焼き入れが施され、さらにその後のリヒートも完了しているものであると言える。
従って、小径部6の色を見ることになって、大径部10が焼き戻し工程(リヒート)を経たか否かを判別することができる。
例えば焼き入れ工程の際に小径部6も昇温されてしまう懸念がある場合、図7の様に、高周波加熱コイル101による焼き入れの際に、非加熱部位たる小径部6の端部に、磁気忌避体8を押し当てる。その結果、焼き入れ工程の際に小径部6が変色してしまうことがなく、次工程のリヒート工程で、小径部6を初めて変色させることができる。
2 リヒート用加熱コイル(導体)
5 ワーク(軸状部材)
6 小径部(熱処理不要部位、非加熱部位)
7,9 磁気誘導体
8 磁気忌避体
10 大径部(要熱処理部位、既加熱部位、被覆部位)
Claims (3)
- 焼入及び焼き戻しが必要な必要部位と、焼入及び焼き戻しが不要な不要部位を有する被加熱物を誘導加熱して熱処理する熱処理方法であって、被加熱物の前記必要部位だけが焼入されており、誘導加熱によって前記必要部位を焼き戻しする熱処理方法において、
必要部位を焼き戻しする際に、前記不要部位の少なくとも一部を変色させるように、不要部位又はその近傍に被加熱物と磁束透過率の異なる物体を配置して不要部位も誘導加熱することを特徴とする熱処理方法。 - 不要部位が端部にある被加熱物の必要部位を焼き戻しすることを特徴とする請求項1に記載の熱処理方法。
- 誘導加熱は、被加熱物に導体を近接させ、前記導体に交流を流すことにより被加熱物を誘導加熱するものであり、前記導体が螺旋状であり、前記被加熱物が軸状であり、被加熱物の軸芯が導体の螺旋の中心に沿うように、被加熱物の少なくとも前記必要部位が導体の内部に配置されることを特徴とする請求項1又は2に記載の熱処理方法。
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