JPH01685A - 高周波誘導加熱熱処理方法 - Google Patents
高周波誘導加熱熱処理方法Info
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- JPH01685A JPH01685A JP62-154512A JP15451287A JPH01685A JP H01685 A JPH01685 A JP H01685A JP 15451287 A JP15451287 A JP 15451287A JP H01685 A JPH01685 A JP H01685A
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- JP
- Japan
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- heat treatment
- heating
- heat
- frequency induction
- induction heating
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Links
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 title claims description 96
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 13
- 230000006698 induction Effects 0.000 title claims description 10
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 229910000851 Alloy steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、歯車、スプロケット、スプライン軸等の凹凸
形状の筒状体部材を高周波誘導加熱によす、熱処理歪が
生じないように熱処理する方法に関するものである。
形状の筒状体部材を高周波誘導加熱によす、熱処理歪が
生じないように熱処理する方法に関するものである。
（１）従来、歯車、スプロケット、スプライン軸等の凹
凸のある部材を高周波誘導加熱により表面全 −体を
一発加熱し、熱処理を行う場合、第５図に示すように、
前記部材の表面部分を誘導加熱コイルで囲み、単独の周
波数電圧を連続的に又は断続的に印加し、加熱を行なう
のが通常であった。
凸のある部材を高周波誘導加熱により表面全 −体を
一発加熱し、熱処理を行う場合、第５図に示すように、
前記部材の表面部分を誘導加熱コイルで囲み、単独の周
波数電圧を連続的に又は断続的に印加し、加熱を行なう
のが通常であった。
一般に、歯車のような凹凸のある部材の全体を一発加熱
により熱処理する場合に、品質の重要は決め手になるの
は凹凸部の温度であって、この温度は歯先、歯面、歯底
で異なるために温度制−が極めて困難である。
により熱処理する場合に、品質の重要は決め手になるの
は凹凸部の温度であって、この温度は歯先、歯面、歯底
で異なるために温度制−が極めて困難である。
歯先、歯面、歯底で温度に差異が生じるのは、それらと
加熱コイルとのギャップがそれぞれ異なるためであって
、歯部の良好な熱処理を行なうためには、この温度差を
できるだけ小さくしなければならない。
加熱コイルとのギャップがそれぞれ異なるためであって
、歯部の良好な熱処理を行なうためには、この温度差を
できるだけ小さくしなければならない。
歯先、歯面、歯底を均一に加熱しようとする場合、低い
単一の周波数で加熱すると、加熱深さが深くなり過ぎて
、歯部全高にわたって熱処理され・ てしまい、また、
高い周波数で加熱すると、加熱深さが浅くなり過ぎ、歯
部が熱処理不足となる。
単一の周波数で加熱すると、加熱深さが深くなり過ぎて
、歯部全高にわたって熱処理され・ てしまい、また、
高い周波数で加熱すると、加熱深さが浅くなり過ぎ、歯
部が熱処理不足となる。
そこで、所定の熱処理深さを確保できるように歯部の熱
処理を行なう場合、加熱温度を均一にするために、加熱
をゆっくりと断続的に行ない、温度バランスをとってい
るが、この場合、ギャップの一番近い凸部である歯先よ
り順次加熱され、歯底部分が最後に加熱されるので、加
熱時間が長くなり、結果として歯部全体が一様に加熱さ
れ易く、熱処理深さが深くなり過ぎて、熱処理歪が大き
くなり、製品の表面残留圧縮応力は小さく、従って。
処理を行なう場合、加熱温度を均一にするために、加熱
をゆっくりと断続的に行ない、温度バランスをとってい
るが、この場合、ギャップの一番近い凸部である歯先よ
り順次加熱され、歯底部分が最後に加熱されるので、加
熱時間が長くなり、結果として歯部全体が一様に加熱さ
れ易く、熱処理深さが深くなり過ぎて、熱処理歪が大き
くなり、製品の表面残留圧縮応力は小さく、従って。
耐疲労強度も小さくなるし、また、加熱時部が長いので
、エネルギ損失が大きく、熱処理コストは高くならざる
を得ないという問題点がある。
、エネルギ損失が大きく、熱処理コストは高くならざる
を得ないという問題点がある。
（２）一方、上記（１）と同じ凹凸のある部材を高周波
誘導加熱により表面全体を一発加熱しながら、移動熱処
理を行う場合、第６図に示すように、凸凹の段差が１０
■以下程度の小さいときは、予備加熱を行なった後、表
面全体を一発加熱しながら移動熱処理を行なっており、
また、凸凹の段差が１０Ｉ以上になると、表面全体を一
発加熱しながら、移動熱処理を行なうことは不可能で、
第７図に示すように、凸部分或は凹部分を一歯づつ又は
１枚づつ移動しながら熱処理を行なっていた。
誘導加熱により表面全体を一発加熱しながら、移動熱処
理を行う場合、第６図に示すように、凸凹の段差が１０
■以下程度の小さいときは、予備加熱を行なった後、表
面全体を一発加熱しながら移動熱処理を行なっており、
また、凸凹の段差が１０Ｉ以上になると、表面全体を一
発加熱しながら、移動熱処理を行なうことは不可能で、
第７図に示すように、凸部分或は凹部分を一歯づつ又は
１枚づつ移動しながら熱処理を行なっていた。
而して、凹凸のある部材の全体を一発加熱しながら移動
熱処理を行う場合においても、やはり品質を左右するの
は加熱温度である。
熱処理を行う場合においても、やはり品質を左右するの
は加熱温度である。
凹凸の段差が１０１以下である場合、予備加熱を行なっ
ても、凸凹部の形状により加熱を均一に行ないにくいの
で、加熱時間を長くし、ゆっくり加熱すると、熱処理深
さが深くなり過ぎて熱処理歪みが大きくなるという難点
があるし、また、凸凹の形状によって適正な周波数の選
定がむずかしい。
ても、凸凹部の形状により加熱を均一に行ないにくいの
で、加熱時間を長くし、ゆっくり加熱すると、熱処理深
さが深くなり過ぎて熱処理歪みが大きくなるという難点
があるし、また、凸凹の形状によって適正な周波数の選
定がむずかしい。
即ち、凸又は凹のどちらかを中心に周波数を選定しなけ
ればならないが、これでは凸又は凹の品質が犠牲となら
ざるを得ないからである。
ればならないが、これでは凸又は凹の品質が犠牲となら
ざるを得ないからである。
凹凸の段差が１０−以上の場合も、上記と同様、全体を
一発加熱しながら移動熱処理することば困難で、凸部分
あるいは凹部分を一歯づつ又は−枚づつ移動熱処理を行
なっているが、熱処理時間が長くなり、熱処理コストが
高くならざるを得ないという（１）の場合と同様の問題
点があ、るばかりでなく、−歯或は−枚づつの品質のバ
ラツキも起り易い。
一発加熱しながら移動熱処理することば困難で、凸部分
あるいは凹部分を一歯づつ又は−枚づつ移動熱処理を行
なっているが、熱処理時間が長くなり、熱処理コストが
高くならざるを得ないという（１）の場合と同様の問題
点があ、るばかりでなく、−歯或は−枚づつの品質のバ
ラツキも起り易い。
本発明は上述のような従来技術の問題点を解決し、歯車
のような凹凸のある部材の全体を一発加熱により熱処理
することのできる方法を提供することを目的としてなさ
れたもので、その構成哄、表面に凹凸のある歯車、不プ
ロケット、１スプライン軸等の鋼製筒状体をなす被熱処
理体を高周波誘導加熱により表面全体を同時に加熱して
焼入れを行う熱処理方法において、被熱処理体をＡ１変
態点付近以下の適宜温度に予備加熱を施した後、前記被
熱処理体を環状の高周波誘導加熱コイルに挿入し、該被
熱処理体を固定又は該被熱処理体と前記加熱コイルとを
相対的に移動させながら、前記加熱コイルに時分割した
異なる廊波数の電圧を交互に連続的に又は断続的に印加
してＡ１変態点以上の所定温度に加熱することを特徴と
するものである。
のような凹凸のある部材の全体を一発加熱により熱処理
することのできる方法を提供することを目的としてなさ
れたもので、その構成哄、表面に凹凸のある歯車、不プ
ロケット、１スプライン軸等の鋼製筒状体をなす被熱処
理体を高周波誘導加熱により表面全体を同時に加熱して
焼入れを行う熱処理方法において、被熱処理体をＡ１変
態点付近以下の適宜温度に予備加熱を施した後、前記被
熱処理体を環状の高周波誘導加熱コイルに挿入し、該被
熱処理体を固定又は該被熱処理体と前記加熱コイルとを
相対的に移動させながら、前記加熱コイルに時分割した
異なる廊波数の電圧を交互に連続的に又は断続的に印加
してＡ１変態点以上の所定温度に加熱することを特徴と
するものである。
即ち、本発明は、同一の加熱コイルに時分割した異なる
周波数の電圧を交互に連続的に又は断続的に印加しなが
ら加熱することにより、歯先、歯面、歯底の早熟温度が
均一になるようにしたから。
周波数の電圧を交互に連続的に又は断続的に印加しなが
ら加熱することにより、歯先、歯面、歯底の早熟温度が
均一になるようにしたから。
温度バランスをとる加熱時間が必要でなく、所定の熱処
理深さを短時間に得られるので、熱処理歪が小さく、表
面圧縮残留応力は大きくなり、従って、耐疲労強度も大
きくなるし、また、加熱時間が短かいので、エネルギ損
失が小さく、熱処理コストも安い。
理深さを短時間に得られるので、熱処理歪が小さく、表
面圧縮残留応力は大きくなり、従って、耐疲労強度も大
きくなるし、また、加熱時間が短かいので、エネルギ損
失が小さく、熱処理コストも安い。
次に本発明の実施例を第１図及び第２図により説明する
。
。
第１図に示すように、加熱コイルＨＣに印加する周波数
ｆ１．ｆ、に対応して良整合となる整合変圧器Ｔｒのタ
ップＴ□ｔ Ｔ、にスイッチＳｗ１，５ｌ１１．を介し
て電源を接続し、スイッチｓｗ、、ｓｗ、を、第２図に
示す所定のタイムチャートに基づく分割時間ｔユｔ ｔ
ｉに応じて開閉し乍ら、被・熱処理体である歯車Ｇを加
熱すると、常に所望の整合を保ち乍ら加熱できるので、
短時間で所定の加熱深さを得ることができる。また、初
期段階は単独周波数で加熱し、Ａ１変態点付近温度で複
数周波数に時分割して、所定の加熱深さを得ることもで
きる。
ｆ１．ｆ、に対応して良整合となる整合変圧器Ｔｒのタ
ップＴ□ｔ Ｔ、にスイッチＳｗ１，５ｌ１１．を介し
て電源を接続し、スイッチｓｗ、、ｓｗ、を、第２図に
示す所定のタイムチャートに基づく分割時間ｔユｔ ｔ
ｉに応じて開閉し乍ら、被・熱処理体である歯車Ｇを加
熱すると、常に所望の整合を保ち乍ら加熱できるので、
短時間で所定の加熱深さを得ることができる。また、初
期段階は単独周波数で加熱し、Ａ１変態点付近温度で複
数周波数に時分割して、所定の加熱深さを得ることもで
きる。
尚、上記の熱処理に先立ち、適宜の加熱手段により被熱
処理体をＡｉ変態点以下の適宜温度に予備加熱しておく
と、良い結果が得られる。特に、被熱処理体の材質が合
金鋼の場合は、比較的低温で予備加熱した後、上記熱処
理を行なうことにより、均等な深さの焼入れが可能とな
り、歯車の場合。
処理体をＡｉ変態点以下の適宜温度に予備加熱しておく
と、良い結果が得られる。特に、被熱処理体の材質が合
金鋼の場合は、比較的低温で予備加熱した後、上記熱処
理を行なうことにより、均等な深さの焼入れが可能とな
り、歯車の場合。
歯の靭性を失わない効果がある。
而して、本発明方法により歯車の熱処理を行なった結果
を示せば１次の通りである。
を示せば１次の通りである。
熱処理条件
（イ）従来方法
歯車形状０Ｄ＝１６８． Ｆ＝５０． ＮＴ＝１９．
Ｍ＝８材質 ５４５Ｃ 熱処理条件 周波数 ８にＨｚ 出力 ２００ＫＷ 加熱時間 ４０ｓｅｃ （ロ）本発明方法 （１）歯車形状０Ｄ＝１６８． Ｆ＝５０． ＮＴ＝１
２． Ｍ＝１２材質 ５４５Ｇ 熱処理条件 周波数 ｆ、 ＝ ＩＫＨｚ、 ｆ２＝
８ ＫＨｚ分割時間 ｔ、／ｌ、 ＝３／７ ＴＳ
＝ ｌ ｓｅｃ出力 ２５０にＶ 加熱時間 １０ｓ／１ｃ （２）歯車形状０Ｄ＝１６８． Ｆ＝１５（ｆ、 ＮＴ
＝１２． Ｍ＝１２゛材質 ５４５Ｃ 熱処理条件 周波数 ｆ、 ＝ ＩＫＨｚ、 ｆ、
＝ ８ ＫＨｚ分割時間 ｔ１／ｌ、 ＝３／７ Ｔ
Ｓ＝ １ ｓｅｃ出力 ２５０ＫＶ 移動速度 ２ｍｍ／ｓｅｃ 上記による熱処理後の断面硬さの図表と、熱処理後のマ
クロ写真を第３図１〜３に示す。
Ｍ＝８材質 ５４５Ｃ 熱処理条件 周波数 ８にＨｚ 出力 ２００ＫＷ 加熱時間 ４０ｓｅｃ （ロ）本発明方法 （１）歯車形状０Ｄ＝１６８． Ｆ＝５０． ＮＴ＝１
２． Ｍ＝１２材質 ５４５Ｇ 熱処理条件 周波数 ｆ、 ＝ ＩＫＨｚ、 ｆ２＝
８ ＫＨｚ分割時間 ｔ、／ｌ、 ＝３／７ ＴＳ
＝ ｌ ｓｅｃ出力 ２５０にＶ 加熱時間 １０ｓ／１ｃ （２）歯車形状０Ｄ＝１６８． Ｆ＝１５（ｆ、 ＮＴ
＝１２． Ｍ＝１２゛材質 ５４５Ｃ 熱処理条件 周波数 ｆ、 ＝ ＩＫＨｚ、 ｆ、
＝ ８ ＫＨｚ分割時間 ｔ１／ｌ、 ＝３／７ Ｔ
Ｓ＝ １ ｓｅｃ出力 ２５０ＫＶ 移動速度 ２ｍｍ／ｓｅｃ 上記による熱処理後の断面硬さの図表と、熱処理後のマ
クロ写真を第３図１〜３に示す。
また１本発明方法と従来方法における熱処理歪は第４図
の図表に示す通りであった。
の図表に示す通りであった。
本発明は上述の通りであって、同一の加熱コイルに時分
割した異なる周波数の電圧を交互に連続的に又は断続的
に印加しながら加熱し、加熱深さを凹凸のある歯部に沿
って調整することにより、凹凸の歯先、歯面、歯底の温
度が均一になって加熱時間が短縮され、歯部全体はズブ
加熱されることなく、従って、歪が小さくなるばかりで
なく。
割した異なる周波数の電圧を交互に連続的に又は断続的
に印加しながら加熱し、加熱深さを凹凸のある歯部に沿
って調整することにより、凹凸の歯先、歯面、歯底の温
度が均一になって加熱時間が短縮され、歯部全体はズブ
加熱されることなく、従って、歪が小さくなるばかりで
なく。
熱処理コストの低減を図ることができる。
また、加熱深さを制御しやすいので、歯面、歯底の硬化
深さが制御しやすいし、熱処理後の表面圧縮残留応力も
高く、高強度の製品とすることができるし、水中や真空
中における熱処理の場合は、加熱温度が均一になるので
、−層の効果が期待できる。
深さが制御しやすいし、熱処理後の表面圧縮残留応力も
高く、高強度の製品とすることができるし、水中や真空
中における熱処理の場合は、加熱温度が均一になるので
、−層の効果が期待できる。
更に、熱処理に先立って予備加熱を施せば、効果は一層
大きくなる。
大きくなる。
第１図は本発明の実施例を示す回路図、第２図は本発明
方法における一例のタイムチャート、第３図は従来方法
と本発明方法により熱処理した歯車の歯部の断面の硬さ
を示す図表とマクロ写真で。 第３図（１）は従来方法によるもの、同（２）及び（３
）は本発明方法によるもので、それぞれの（イ）は断面
硬さの測定位！−を示す図、（ロ）は歯面の硬さを、（
ハ）は歯底の硬さを示す図表、（ニ）は横断面のマクロ
写真、第４図は従来方法と本発明方法により熱処理した
歯車の歪を示す図表で、第４図（１）は外径変化率を、
同（２）は歯厚変化率を、同（３）は最大ピッチ誤差を
それぞれ示す図表、第５図乃至第７図は従来方法におけ
る被熱処理体と加熱コイルの関係を示す斜視図である。
方法における一例のタイムチャート、第３図は従来方法
と本発明方法により熱処理した歯車の歯部の断面の硬さ
を示す図表とマクロ写真で。 第３図（１）は従来方法によるもの、同（２）及び（３
）は本発明方法によるもので、それぞれの（イ）は断面
硬さの測定位！−を示す図、（ロ）は歯面の硬さを、（
ハ）は歯底の硬さを示す図表、（ニ）は横断面のマクロ
写真、第４図は従来方法と本発明方法により熱処理した
歯車の歪を示す図表で、第４図（１）は外径変化率を、
同（２）は歯厚変化率を、同（３）は最大ピッチ誤差を
それぞれ示す図表、第５図乃至第７図は従来方法におけ
る被熱処理体と加熱コイルの関係を示す斜視図である。
Claims (1)
- １ 表面に凹凸のある歯車、スプロケット、スプライン
軸等の鋼製筒状体をなす被熱処理体を高周波誘導加熱に
より表面全体を同時に加熱して焼入れを行う熱処理方法
において、被熱処理体をＡ＿１変態点付近以下の適宜温
度に予備加熱を施した後、前記被熱処理体を環状の高周
波誘導加熱コイルに挿入し、該被熱処理体を固定又は該
被熱処理体と前記加熱コイルとを相対的に移動させなが
ら、前記加熱コイルに時分割した異なる周波数の電圧を
交互に連続的に又は断続的に印加してＡ＿１変態点以上
の所定温度に加熱することを特徴とする高周波誘導加熱
熱処理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62-154512A JPH01685A (ja) | 1987-06-23 | 高周波誘導加熱熱処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62-154512A JPH01685A (ja) | 1987-06-23 | 高周波誘導加熱熱処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS64685A JPS64685A (en) | 1989-01-05 |
| JPH01685A true JPH01685A (ja) | 1989-01-05 |
Family
ID=
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