JP5717341B2 - 複雑な形状の構成部分を表層被膜焼入れするための方法及び装置 - Google Patents
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Description
複雑な形状の多くの構成部品が極めて経済的な誘導加熱焼入れによって焼き戻しなしに処理され、
誘導加熱焼入れ装置の柔軟性が増大し、
複雑な形状の構成部品が所定の条件に適合して焼入れされ、
構成部品に柔軟に適合された焼入れ領域の幾何学形状、焼入れ幅及び焼入れ深さが誘導子間の相対間隔の調節によって達成される。
Claims (17)
- 複雑な形状の構成部分を複数のエネルギー作用領域を用いて表層被膜焼入れするための方法において、
前記エネルギー作用領域(2)は、互いに協同作動する運動装置(6)によって、空間的及び時間的に互いに分離された異なる軌道経路(5)に沿って案内され、
個別温度場(3)の重畳によって、構成部分(1)の互いに隣接する第1および第2機能面(21.1,21.2)全体にわたって一様な温度場(4)を形成し、該温度場内で、前記構成部分(1)の後の焼入れ領域(8)の各表面素子は少なくとも一回、所定のオーステナイト化温度間隔(ΔTa)に達し、かつ前記個別温度場(3.1乃至3.n(3))の最大温度(Tmaxn)間の時間間隔(Δtn)が、前記焼入れ領域の冷却段階中にマルテンサイトスタート温度(MS)を下回るのに必要な時間(Δtms)よりも短くなるように、第1および第2機能面(21.1,21.2)の各々が、第1および第2機能面(21.1,21.2)の稜縁部(27)に沿って、前記稜縁部(27)の角度αに応じて個別に表層被膜焼入れされることを特徴とする、複雑な形状の構成部分を表層被膜焼入れするための方法。 - 前記各エネルギー作用領域(2)の出力密度分布(16)を、それぞれ個別に局所的な熱導出条件、並びに所定の焼入れ幅(19)及び焼入れ深さ(20)に適合させる請求項1に記載の方法。
- 前記個別温度場(3)の形成のためにレーザービームを用いる請求項1又は2に記載の方法。
- 前記局所的な熱導出条件、並びに前記所定の焼入れ幅(19)及び前記焼入れ深さ(20)への前記出力密度分布(16)の適合を、焦点の部分的に合わせられたレーザービーム(17)の振動によって行い、該レーザービームの振動のための振動数を局所的に運動装置(6)の制御に基づき制御する請求項1から3のいずれか1項に記載の方法。
- 前記個別温度場(3)の形成のために誘導エネルギーを用いる請求項1又は2に記載の方法。
- 前記局所的な熱導出条件、並びに前記所定の焼入れ幅(19)及び前記焼入れ深さ(20)への前記出力密度分布(16)の適合を、個別の誘導子(15)間の間隔又は重畳の調節と、前記構成部分(1)に対する個別の誘導子(15)の接続間隔の調節とのうちのいずれか少なくとも1つによって行い、前記運動装置(6)の運動プログラムによって実施する請求項1、2、又は5に記載の方法。
- 前記一様な温度場(4)を、レーザービーム及び誘導的に生ぜしめられた複数の出力密度分布を同時に作用させることによって形成する請求項1から6のいずれか1項に記載の方法。
- 複数の出力密度分布(16)の各々が互いに分離してそれぞれ第1および第2機能面(21.1,21.2)の部分面を含み、かつ該部分面の異なる長さの場合に個別の運動装置(6)の送り速度(22)を調節して、第1および第2機能面(21.1,21.2)の各々の前記個別温度場(3)が一致点の到達時にΔtn<Δtmsの時間間隔を有しているように、複数の出力密度分布(16)を調節する、請求項2に記載の方法。
- 複雑な形状の構成部分を複数のエネルギー形成ユニットを用いて表層被膜焼入れするための装置において、
前記エネルギー形成ユニット(9)は、光学的若しくは電磁的なビームのための単数若しくは複数のエネルギー源に接続されていて、かつそれぞれ個別に、互いに分離されているものの協同作動する第1及び第2の運動装置(6.1,6.2)に取り付けられており、
第1及び第2の運動装置(6.1,6.2)は、互いに隣接する第1および第2機能面(21.1,21.2)の各々が、第1および第2機能面(21.1,21.2)の稜縁部(27)に沿って前記稜縁部(27)の角度αに応じて個別に表層被膜焼入れされるように、それぞれが動くことにより、個別温度場(3)の重畳によって、第1および第2機能面(21.1,21.2)全体にわたって一様な温度場(4)を形成し、該温度場内で、前記構成部分(1)の後の焼入れ領域(8)の各表面素子は少なくとも一回、所定のオーステナイト化温度間隔(ΔT a )に達し、かつ前記個別温度場(3.1乃至3.n(3))の最大温度(T maxn )間の時間間隔(Δt n )が、前記焼入れ領域の冷却段階中にマルテンサイトスタート温度(MS)を下回るのに必要な時間(Δt ms )よりも短くなることを特徴とする、複雑な形状の構成部分を表層被膜焼入れするための装置。 - 前記光学的なビームのためのエネルギー源はレーザーである請求項9に記載の装置。
- 前記レーザーは光導波路用ファイバー(13)を用いてそれぞれ前記単数若しくは複数のエネルギー形成ユニット(9)に接続されている請求項10に記載の装置。
- 前記エネルギー源は、ファイバーによって接続された高出力ダイオードレーザーである請求項9から11のいずれか1項に記載の装置。
- 前記エネルギー形成ユニット(9)はレーザービームスキャナー(24)を含んでいて、前記運動装置の制御ユニットに接続されている請求項9から12のいずれか1項に記載の装置。
- 前記電磁的なビームのためのエネルギー源は誘導発電機によって形成されており、磁場形成ユニット(9)は誘導子(15)によって形成されている請求項9に記載の装置。
- 前記エネルギー源は、レーザー並びに誘導発電機によって形成されている請求項9又は10又は14に記載の装置。
- 協同作動する第1及び第2の運動装置(6.1,6.2)として第1及び第2のロボット(18.1,18.2)を設けてある請求項9に記載の装置。
- 前記装置が、請求項1から8のいずれか1項に記載の方法の実施のために用いられている請求項9から16のいずれか1項に記載の装置。
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