JPH01127661A

JPH01127661A - 浸炭焼入部品の浸炭抜き方法

Info

Publication number: JPH01127661A
Application number: JP28371887A
Authority: JP
Inventors: Tamotsu Kanemitsu; 金光　保
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1987-11-10
Filing date: 1987-11-10
Publication date: 1989-05-19

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は、浸炭抜焼入硬化処理された浸炭焼入部品の浸
炭抜き必要個所の浸炭層を除去するために用いられる浸
炭焼入部品の浸炭抜き方法に関する。

（従来の技術）自動車のトランスミッションやデファレンシャル等に使
用される歯車部品や、摺動部品、切削用の工具等では、
表面は硬くそ耐摩耗性に優れ、内部は硬化してなく、靭
性が高いことが要求される。

そこで、このような要求を満たす部品を作成する方法と
して、通常、固体浸炭、液体浸炭、ガス浸炭等の浸炭焼
入法が採用されている。

この浸炭焼入法は、低炭素鋼または合金鋼の表面硬化法
の一種で、これらの鋼または合金鋼を必要とされる部品
形状に加工した後、浸炭剤中においてＡ１点（共析変態
点：約７２３℃）以上の温度に加熱して炭素を表面に侵
入拡散させて表面のみを硬鋼にし、次に焼入によシ表面
の硬鋼層を硬化する方法である。

どころで、上記浸炭焼入法によって処理された浸炭焼入
部品は、前述したように、表面は硬くて耐摩耗性に優れ
、内部は硬化してなく靭性が高い状態にあるが、このよ
うな、浸炭硬化部と浸炭抜１部（浸炭されていない部分
）とが共存する浸炭焼入部品と、他部品とを溶接によ）
接合する場合に、接合個所以外の浸炭硬化部の硬さを保
持するために溶接には電子ビーム溶接等の局所的な溶接
が可能な溶接法が用いられる。

ところが、電子ビーム溶接等の局所的な溶接法によシ浸
炭焼入部が局所的に加熱、急冷されると、当該個所がマ
ルテンサイト変態を起し、この時の変態応力と冷却時に
おける熱応力によって、ｂわゆる溶接割れを起しやすく
なる。

そこで、浸炭焼入部品と他部品との溶接時には、溶接割
れ防止のため、溶接部の浸炭抜きが行われていた。

従来、この浸炭焼入部品の浸炭抜き方法としては、１）浸炭前に浸炭抜きが必要な個所に銅メツキ等のメツ
キを施し防炭する方法。

２ン　浸炭前に浸炭抜きが必要な個所にカーボンキラー
等のセラミックス系コーティングを施し防炭する方法。

３）浸炭焼入部品を浸炭焼鈍して浸炭層を軟化した後、
浸炭抜きが必要な部位の浸炭層を切削除去し、その後、
再度焼入して浸炭層を硬化した後、仕上切削を行う方法
。

４）浸炭焼入部品の浸炭抜きが必要な個所を立方晶窒化
はう素（ＣＢＮ　）等の浸炭焼入層よシ硬い超硬切削工
具を用いて切削除去する方法。

５）浸炭焼入部品を浸炭焼鈍して浸炭層を軟化した後、
焼入必要部分を高周波誘導加熱して焼入処理し、その他
の非焼入部、即ち、浸炭抜き必要個所の浸炭層を切削除
去する方法。

等が知られていた。

（発明が解決しようとする問題点）ととるが、上記浸炭抜き方法の内、浸炭前に浸炭抜きが
必要な個所に銅メツキ等のメツキを施し防炭する方法で
は、浸炭時の防炭はほぼ確実に行えるが、メツキ処理に
手間が係）、また、メツキ熟埋はコスト高であシ製造コ
スト増大の原因となる。

また、浸炭前に浸炭抜きが必要な個所にカーボンキラー
等のセラミックス系コーティングを施して防炭する方法
では、上記メツキによる方法と同様にコストがかかる他
、浸炭時にコーティング剤から放出される有機溶媒等の
ガスによって浸炭炉が汚染されやすく好ましくない。

また、浸炭焼入部品を浸炭焼鈍して浸炭層を軟化した後
、浸炭抜きが必要な部位の浸炭層を切削除去し、その後
、再度焼入して浸炭層を硬化した後、仕上切削を行う方
法では、焼鈍し後の切削除去時に生じた加工歪等によシ
その後の焼入時に寸法精度が狂いやすく、このため、焼
入後に切削個所の仕上切削が必要となシ加工手間がかか
る。また、再焼入時に脱炭しやすく、無脱炭焼入を行う
必要があシ手間がかかる。

また、浸炭焼入部品の浸炭抜きが必要な個所を立方晶窒
化はう素（ＣＡＮ　）等の超硬切削工具を用いて切削除
去する方法では、浸炭焼入層の硬度が大きく層厚も１．
５諷程度あるため切削に時間がかかシ、また、切削工具
の摩耗も激しく、作業手間及び工具費が掛かる。

また、浸炭焼入部品を浸炭焼鈍して浸炭層を軟化した後
、焼入必要部分のみを高周波誘導加熱して焼入処理し、
その他の非焼入部、即ち、浸炭抜き必要個所の浸炭層を
切削除去する方法では、部分的に焼入を行うため内部に
歪が生じ易く、焼入時や溶接時に焼き割れの恐れがあシ
、また、焼入後、内部に歪が残留した状態で非焼入部を
除去するため切削時に破損する恐れもある。

このように、従来行われていた浸炭焼入部品の浸炭抜き
方法では、夫々問題があシ、浸炭抜き方法としては不十
分であった。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、浸炭
焼入部品の硬さ必要個所の硬度を低下することなく、且
つ、内部歪を生ずることなく浸炭焼入部品の浸炭抜きが
可能であって、しかも比較的低コストな浸炭焼入部品の
浸炭抜き方法を提供することを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段）本発明では、上記目的を達成するため、浸炭硬化部と浸
炭抜き部とが共存する浸炭焼入部品において、浸炭焼入
後に浸炭抜きの必要な個所を所定温度に電解加熱した後
冷却して当該部及びその近傍のみ焼戻し、前記焼入部品
の前記浸炭抜き必要個所の硬さを低下した後、尚該個所
の含浸炭層を切削除去する。

また、前記焼入部品の前記浸炭抜き必要個所を電解加熱
する際に、前記浸炭抜き必要個所以外の浸炭硬化部の硬
さを低下させないために、当該個所に水冷法、冷し金法
若しくはその他の冷却法を施して当該個所の昇温を抑え
るか、若しくは、前記浸炭焼入部品の前記浸炭抜き必要
個所とそれ以外の浸炭硬化部とを結ぶ熱流路の断面積を
設計上許される範囲内で狭め若しくは該熱流路を長くし
、前記熱流路の熱抵抗を増大することにより電解加熱時
における加熱個所から浸炭硬化部への熱伝導を最小限に
留め、当該部の昇温を抑えるか、あるいは、当該個所に
水冷法、冷し金法若しくはその他の冷却法を施すと共に
、前記浸炭焼入部品の前記浸炭抜き必要個所とそれ以外
の浸炭硬化部とを結ぶ熱流路の断面積を設計上許される
範囲内で狭め若しくは該熱流路を長くし、前記熱流路の
熱抵抗を増大することにより電解加熱時における加熱個
所から浸炭硬化部への熱伝導を最小限に留め当該部の昇
温を抑える。

〔作用〕

°　　前記本発明による浸炭抜き方法では、浸炭焼入部
品の浸炭抜きが必要とされる個所及びその近傍のみ電解
加熱によりて焼き戻し処理がなされるため、マルテンサ
イト等の脆弱な組織が生じる恐れがなく、内部に歪が生
じることもない。

また、浸炭抜きが必要な個所は焼き戻されて軟化するた
め切削による浸炭層の除去が容易になる。

さらにまた、電解加熱による焼き戻し時に、そるため、
硬さ必要個所の硬度が低下することがない。

（実施例）以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する
。

前述したように、本発明による浸炭焼入部品の浸炭抜き
方法では、浸炭硬化部と浸炭抜き部とが共存する浸炭焼
入部品において、浸炭焼入後に浸炭抜きの必要な個所を
所定温度に電解加熱した後冷却して当該部及びその近傍
のみ焼戻し、前記焼入部品の前記浸炭抜き必要個所の硬
さを低下した後、当該個所の含浸炭層を切削除去するこ
とを特徴とする。

第１図乃至第３図は、上記本発明による浸炭抜き方法の
一実施例を示し、自動車のオートトランスミッション等
に使用される歯車部品１の７２ンジ部２に第４図に示す
ようにクラッチドラム等の別部品８を溶接するため、該
７ランノ部２の浸炭層を除去する場合の例を示す。

第１図において、本発明による浸炭抜き方法では、浸炭
焼入部品たる歯車部品１の浸炭抜きが必要とされる７ラ
ン２部２のみが加熱されるように、電解加熱装置４を用
意する。５は陰極と接続する電極であシ、この電極５に
は電解液６を焼戻しの必要な７ラン２部２に噴出する電
解液噴出穴７が設けられている。そして、上記歯車部品
１を陽極に接続して大電流を流すことＫよシ、７ラン２
部２を局部加熱する。すなわち、歯車部品１の７ランノ
部２の浸炭抜き必要個所を６５０℃以上ム１変態点以下
に加熱した後、電流を切って電解、液６によって冷却し
て焼戻し処理し、当該部のみ局所的に硬さを低下させる
。

次に、焼戻し処理がなされた歯車部品１の７ラン２部２
の浸炭抜き必要個所の浸炭層８を、例えば第２図の破線
９に示すような所定形状に切削し、第３図に示すように
当該部及びその近傍の浸炭層８を除去し、浸炭抜き部１
０を形成する。

このようにして７ラン２部２の浸炭抜き必要個所の浸炭
層８が除去された歯車部品１の該７ランノ部２に、第４
図に示すように他部品１１を電子ビーム溶接等によシ溶
接する場合には、溶接部公人の浸炭層が除去されている
ため、溶接割れ等を生ずること無く溶接を行うことがで
きる。

ところで、本発明では、第１図に示したように、浸炭焼
入部品１の浸炭抜き必要個所２のみ電解加熱によシ焼戻
すが、電解加熱時に、浸炭焼入部品１の硬さ必要部、す
なわち、図においては歯車部品１の歯部分３に熱が伝導
し、当該部が加熱されてしまうと当該部の硬さが低下し
てしまい問題となる。そこで本発明では、浸炭焼入部品
の浸炭抜き必要個所以外の部位が加熱されないように以
下の手段をこうしる。

すなわち、本発明では、浸炭焼入部品の浸炭抜き必要個
所を電解加熱する際に、浸炭抜き必要個所以外の浸炭硬
化部の硬さを低下させないために、当該個所に水冷法、
冷し金法若しくはその他の冷却法を施して当該個所の昇
温を抑えるか、若しくは、浸炭焼入部品の浸炭抜き必要
個所とそれ以外の浸炭硬化部とを結ぶ熱流路の断面積を
設計上許される範囲内で狭め若しくは核熱流路を長くし
、その熱流路の熱抵抗を増大することにより電解加熱時
における加熱個所から浸炭硬化部への熱伝導を最小限に
留め、当該部の昇温を抑えるか、あるいは、当該個所に
水冷法、冷し金法若しくはその他の冷却法を施すと共に
、浸炭焼入部品の浸炭抜き必要個所とそれ以外の浸炭硬
化部とを結ぶ熱流路の断面積を設計上許される範囲内で
狭め若しくは該熱流路を長くし、前記熱流路の熱抵抗を
増大することにより電解加熱時における加熱個所から浸
炭硬化部への熱伝導を最小限に留め当該部の昇温を抑え
る。

第５図は冷却法の一例を示し、前記浸炭焼入部品たる歯
車部品１の硬さ必要部たる歯部分３全体を水冷管１２で
覆い、７ラン２部２の浸炭抜き必要個所を電解加熱す、
る時に該水冷管１２内に冷却水１３を通水し、当該部を
水冷して昇温を抑制した例を示す。

第６図は歯車部品１の歯部分３の昇温を抑えるために、
７ラン２部２の浸炭抜き必要個所以外の部分Ｂの断面積
を設計上許容できる範囲内で狭めるとともに、フランジ
部２と歯部分３との連結部、すなわち７ラン２部２と歯
部分３とを結ぶ熱流路Ｃの断面積を設計上許容される範
囲内で狭め、電。

解加熱時における加熱個所から硬さ必要個所たる歯部分
３に至る熱流路Ｏ熱抵抗を増大し、加熱個所からの熱伝
導を最小に抑えた例を示す。

尚、第５図に示した冷却法と第６図に示した熱伝導を抑
える方法とを併用することＫよシ、浸炭抜き必要部の電
解加熱時における硬さ必要部の昇温をよシ確実に抑制す
ることができる。

さて、以上のように、本発明による浸炭焼入部品の浸炭
抜き方法によれば、浸炭抜きが必要とされる個所とその
近傍のみが電解加熱によシ局部的に焼戻され、その焼戻
しされて硬さが低下した部位のみ切削除去されるため、
その他の硬さが必要とされる部位の硬さを低下すること
無く浸炭抜き必要個所の浸炭層を除去することができる
。

尚、上記実施例では、浸炭焼入部品としてオートトラン
スミッションに使用される歯車部品を例として本発明に
よる浸炭抜き方法を適用した例を示したが、その他の浸
炭焼入部品に対しても、同様に実施することができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、浸炭焼入部品の
浸炭抜きが必要とされる個所及びその近傍のみ電解加熱
によって焼戻し処理がなされ、当該部の硬さが低下され
るため、比較的簡単に、且つ確実に浸炭焼入部品の浸炭
抜き必要個所の浸炭層を切削除去することができる。

また、焼戻し時の加熱温度もＡ１変態点以下に抑えられ
るため、加熱時にマルテンサイト等の脆弱な組織が生じ
るおそれがなく、また、焼戻しのため内部に熱歪が生じ
る恐れもほとんど無い。

また、浸炭抜き必要個所の電解加熱による焼戻し時に、
その熱が浸炭抜き部以外の硬さが必要とされる個所に伝
熱されないように前記種々の手段が高じられるため、硬
さ必要個所の昇温を抑制することができ、当該部の硬度
の低下を防止することができる。

また、本発明によれば、電解加熱による焼戻し処理と、
通常の切削工具による切削処理とによって浸炭抜き必要
個所の浸炭層を除去するため、特別な切削工具等を必要
とせず、また、作業手間も係らず、製造コストを低減す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による浸炭抜き方法の一実施例を示す浸
炭焼入部品と電解加熱装置の概略構成断面図、第２図は
浸炭焼入部品の浸炭抜き必要個所の要部断面図、第３図
は浸炭抜き必要個所の浸炭層除去後の状態を示す浸炭焼
入部品の要部断面図、第４図は浸炭抜き必要個所の浸炭
層が除去された浸炭焼入部品と別部品との溶接接合時の
状態を示す断面図、第５図は電解加熱時における加熱部
以外の昇温を抑制するための冷却手段の一例を示す浸炭
焼入部品と電解加熱装置及び水冷管の要部断面図、第６
図は電解加熱時における加熱部以外の昇温を抑制するた
めの手段の一例を示す炭焼入部品と電解加熱装置の要部
断面図である。１・・・浸炭焼入部品、２・・・浸炭抜き必要個所、３
・・・硬さが必要とされる浸炭硬化部、４・・・電解加
熱装置、８・・・浸炭層、１０−・・浸炭抜き部、１２
・・・冷却用水冷管、Ｂ、Ｃ・・・熱流路。出願人代理人　弁理士　鈴　江　武　彦第１図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）浸炭硬化部と浸炭抜き部とが共存する浸炭焼入部
品において、浸炭焼入後に浸炭抜きの必要な個所を所定
温度に電解加熱した後冷却して当該部及びその近傍のみ
焼戻し、前記焼入部品の前記浸炭抜き必要個所の硬さを
低下した後、当該個所の含浸炭層を切削除去することを
特徴とする浸炭焼入部品の浸炭抜き方法。
（２）前記焼入部品の前記浸炭抜き必要個所を電解加熱
する際に、前記浸炭抜き必要個所の近傍だけを電解液に
浸漬して電流を流すことにより局部加熱することを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の浸炭焼入部品の浸炭
抜き方法。
（３）前記焼入部品の前記浸炭抜き必要個所を電解加熱
する際に、前記浸炭抜き必要個所以外の浸炭硬化部の硬
さを低下させないために、当該個所に水冷法、冷し金法
若しくはその他の冷却法を施して当該個所の昇温を抑え
たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の浸炭焼
入部品の浸炭抜き方法。
（４）前記焼入部品の前記浸炭抜き必要個所を電解加熱
する際に、前記浸炭抜き必要個所以外の浸炭硬化部の硬
さを低下させないために、前記浸炭焼入部品の前記浸炭
抜き必要個所とそれ以外の浸炭硬化部とを結ぶ熱流路の
断面積を設計上許される範囲内で狭め若しくは該熱流路
を長くし、前記熱流路の熱抵抗を増大することにより電
解加熱時における加熱個所から浸炭硬化部への熱伝導を
最小限に留め、当該部の昇温を抑えたことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の浸炭焼入部品の浸炭抜き方
法。
（５）前記焼入部品の前記浸炭抜き必要個所を電解加熱
する際に、前記浸炭抜き必要個所以外の浸炭硬化部の硬
さを低下させないために、当該個所に水冷法、冷し金法
若しくはその他の冷却法を施すと共に、前記浸炭焼入部
品の前記浸炭抜き必要個所とそれ以外の浸炭硬化部とを
結ぶ熱流路の断面積を設計上許される範囲内で狭め若し
くは該熱流路を長くし、前記熱流路の熱抵抗を増大する
ことにより電解加熱時における加熱個所から浸炭硬化部
への熱伝導を最小限に留め当該部の昇温を抑えたことを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の浸炭焼入部品の
浸炭抜き方法。