JPH0237405B2 - Kinzokunohyomenyakiireho - Google Patents
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- JPH0237405B2 JPH0237405B2 JP20054581A JP20054581A JPH0237405B2 JP H0237405 B2 JPH0237405 B2 JP H0237405B2 JP 20054581 A JP20054581 A JP 20054581A JP 20054581 A JP20054581 A JP 20054581A JP H0237405 B2 JPH0237405 B2 JP H0237405B2
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/06—Surface hardening
- C21D1/09—Surface hardening by direct application of electrical or wave energy; by particle radiation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、アークを用いた金属の表面焼入れ法
に係り、特に被処理材の表面を再溶融させること
なく安定した焼入れ組織を得ることができる金属
の表面焼入れ法に関する。
に係り、特に被処理材の表面を再溶融させること
なく安定した焼入れ組織を得ることができる金属
の表面焼入れ法に関する。
従来、鋼、又は鋳鉄等の金属材料の表面の変態
焼入れには、TIG溶接法又はプラズマアーク溶接
法におけるアークを用いて表面焼入れを行なつて
いる。しかし、この方法ではアークによるエネル
ギー密度が非常に高いため、被処理材表面が再溶
融する問題がある。また被処理材表面の再溶融を
避けるために、アークによるエネルギー密度を下
げると、アークがふらつく、又は切れる等の不安
定な状態になるため、所定の個所に焼入れを行う
ことができず、又は焼入れ効果も不十分となる。
焼入れには、TIG溶接法又はプラズマアーク溶接
法におけるアークを用いて表面焼入れを行なつて
いる。しかし、この方法ではアークによるエネル
ギー密度が非常に高いため、被処理材表面が再溶
融する問題がある。また被処理材表面の再溶融を
避けるために、アークによるエネルギー密度を下
げると、アークがふらつく、又は切れる等の不安
定な状態になるため、所定の個所に焼入れを行う
ことができず、又は焼入れ効果も不十分となる。
本発明の目的は、被処理材の再溶融を生じさせ
ることなく、安定した焼入れ処理によつて効果的
に焼入れを行うことができる金属の焼入れ法を提
供することにある。
ることなく、安定した焼入れ処理によつて効果的
に焼入れを行うことができる金属の焼入れ法を提
供することにある。
本発明は、被処理材の表面に、この被処理材の
融点より低い温度で蒸発する低融点金属層を設
け、この低融点金属層を蒸発させるに十分な熱エ
ネルギーをアークにより付与し、この低触点金属
を蒸発させると、被処理材表面の温度をこの被処
理材の再溶触温度以下に維持させるとともに、ア
ークが蒸気に向つて直進性を有するようになるた
め、被処理材表面を効果的に変態焼入れできるこ
とを見い出した結果達成されたものである。
融点より低い温度で蒸発する低融点金属層を設
け、この低融点金属層を蒸発させるに十分な熱エ
ネルギーをアークにより付与し、この低触点金属
を蒸発させると、被処理材表面の温度をこの被処
理材の再溶触温度以下に維持させるとともに、ア
ークが蒸気に向つて直進性を有するようになるた
め、被処理材表面を効果的に変態焼入れできるこ
とを見い出した結果達成されたものである。
以下、本発明を更に詳細に説明する。
本発明において、被処理材は炭素鋼、低合金
鋼、高合金鋼など焼入れが可能なものであればよ
く、特に制限されない。このような被処理材表面
に形成される低触点金属層は、上記被処理材の融
点より低い温度で蒸発する金属からなる層であ
る。したがつて低融点金属は被処理材の種類によ
つて適宜選定されるが、具体的にはハンダ、亜鉛
（Zn）、アルミニウム（Al）、アンチモン（Sb）、
硫黄（Ｓ）、カドミウム（Cd）、錫（Sn）、セレン
（Se）、ビスマス（Bi）、タリウム（Tl）、テルル
（Te）、ナトリウム（Na）、鉛（Pb）、ネプツニウ
ム（Np）、ポロニウム（Po）、リチウム（Li）、
リン（Ｐ）等を挙げることができる。
鋼、高合金鋼など焼入れが可能なものであればよ
く、特に制限されない。このような被処理材表面
に形成される低触点金属層は、上記被処理材の融
点より低い温度で蒸発する金属からなる層であ
る。したがつて低融点金属は被処理材の種類によ
つて適宜選定されるが、具体的にはハンダ、亜鉛
（Zn）、アルミニウム（Al）、アンチモン（Sb）、
硫黄（Ｓ）、カドミウム（Cd）、錫（Sn）、セレン
（Se）、ビスマス（Bi）、タリウム（Tl）、テルル
（Te）、ナトリウム（Na）、鉛（Pb）、ネプツニウ
ム（Np）、ポロニウム（Po）、リチウム（Li）、
リン（Ｐ）等を挙げることができる。
低融点金属層は、低融点金属を被処理材表面に
擦り付ける方法、低融点金属の微粉を刷毛塗りす
る方法、蒸着法、イオンプレーテイング法、低融
点金属の懸濁液をスプレイする方法等によつて形
成される。これらの方法の中で、被処理材表面に
ハンダを擦り付ける方法は、過量の塗布が防止さ
れ、処理操作が極めて簡単であるので特に有効で
ある。また、低融点金属層は、被処理材表面全体
に形成する必要はなく、表面焼入れを要する任意
個所に形成すればよい。このように部品の所定部
分の表面焼入れを行うことによつて部品表面の強
度、耐摩耗性を向上させることができるので、自
動車部品ではクランクシヤフトのピン、ジヤーナ
ルの肩部、又はシリンダーボアーの内面部等の表
面処理には特に有効である。
擦り付ける方法、低融点金属の微粉を刷毛塗りす
る方法、蒸着法、イオンプレーテイング法、低融
点金属の懸濁液をスプレイする方法等によつて形
成される。これらの方法の中で、被処理材表面に
ハンダを擦り付ける方法は、過量の塗布が防止さ
れ、処理操作が極めて簡単であるので特に有効で
ある。また、低融点金属層は、被処理材表面全体
に形成する必要はなく、表面焼入れを要する任意
個所に形成すればよい。このように部品の所定部
分の表面焼入れを行うことによつて部品表面の強
度、耐摩耗性を向上させることができるので、自
動車部品ではクランクシヤフトのピン、ジヤーナ
ルの肩部、又はシリンダーボアーの内面部等の表
面処理には特に有効である。
実施例 １
被処理材（ねずみ鋳鉄JISFC25相当品）の表面
にハンダを手で擦りつけた（試験片Ｂ）。この試
験片Ｂの両側にハンダを塗布していない被処理材
（試験片Ａ、Ｃ）を並列させ、試験片Ａ〜温度Ｃ
に沿つてパルスTIG溶材機によつて極めて低い電
流（平均電流7.5A、ピーク電流10A、ベース電流
5A）をトーチ速度（10cm／分）で流し、アーク
による表面焼入れを行なつた。第１図はこのとき
の試験片の表面状態を示す写真である。
にハンダを手で擦りつけた（試験片Ｂ）。この試
験片Ｂの両側にハンダを塗布していない被処理材
（試験片Ａ、Ｃ）を並列させ、試験片Ａ〜温度Ｃ
に沿つてパルスTIG溶材機によつて極めて低い電
流（平均電流7.5A、ピーク電流10A、ベース電流
5A）をトーチ速度（10cm／分）で流し、アーク
による表面焼入れを行なつた。第１図はこのとき
の試験片の表面状態を示す写真である。
第１図によれば、試験片Ａ、Ｃはいずれもビー
トが直線的ではなく振れているのでアークが不安
定状態となつていることを示している。一方、試
験片Ｂではビートが直線的であり、したがつてア
ークが極めて安定していることを示している。
トが直線的ではなく振れているのでアークが不安
定状態となつていることを示している。一方、試
験片Ｂではビートが直線的であり、したがつてア
ークが極めて安定していることを示している。
次に第２図Ａ，Ｂはそれぞれビートが形成され
た部分の試験片Ａの表面拡大図（×10）及び断面
組織（×50）を示している。第２図によれば、試
験片の表面直下は完全に再溶融し炭化物が発生し
ていることがわかる。
た部分の試験片Ａの表面拡大図（×10）及び断面
組織（×50）を示している。第２図によれば、試
験片の表面直下は完全に再溶融し炭化物が発生し
ていることがわかる。
第３図Ａ，Ｂはそれぞれ試験片Ｂ（実施例）の
ビートが形成された部分の試験片の表面拡大図
（×10）及び断面組織（×50）を示している。第
３図によればアークにより熱影響を受けた部分で
も再溶融していないだけでなく、アーク直下の組
織は完成焼入れ組織（マルテンサイト）となつて
いる。
ビートが形成された部分の試験片の表面拡大図
（×10）及び断面組織（×50）を示している。第
３図によればアークにより熱影響を受けた部分で
も再溶融していないだけでなく、アーク直下の組
織は完成焼入れ組織（マルテンサイト）となつて
いる。
実施例 ２
被処理材（JIS FC25材にCr、Mo、Niを含む
低合金鋳鉄）の表面にハンダを擦りつけた（試験
片Ｅ）、この試験片Ｅの片側に隣接してハンダを
塗布していない試験片Ｄを並列し、これら試験片
Ｄ〜Ｅに沿つてパルスTIG溶接機によつて10cm／
分の速度でトーチを移動させて、各試験片Ｄ、Ｅ
表面に平均電流20A（ピーク電流30A、ベース電
流10A）で電流を流し、試験片の表面焼入れを行
なつた。
低合金鋳鉄）の表面にハンダを擦りつけた（試験
片Ｅ）、この試験片Ｅの片側に隣接してハンダを
塗布していない試験片Ｄを並列し、これら試験片
Ｄ〜Ｅに沿つてパルスTIG溶接機によつて10cm／
分の速度でトーチを移動させて、各試験片Ｄ、Ｅ
表面に平均電流20A（ピーク電流30A、ベース電
流10A）で電流を流し、試験片の表面焼入れを行
なつた。
第４図はこのときの試験片の表面状態を示す写
真である。本実施例では実施例１よりも高い電流
を用いているので、試験片Ｄ、Ｅいずれの場合も
アークの振れによるビートの振れも見られず、ビ
ートは直線的である。
真である。本実施例では実施例１よりも高い電流
を用いているので、試験片Ｄ、Ｅいずれの場合も
アークの振れによるビートの振れも見られず、ビ
ートは直線的である。
第５図Ａ，Ｂはそれぞれビートが形成された部
分の試験片Ｄの表面拡大図（×10）及び断面組織
（×50）を示している。第５図によれば、試験片
Ｄは再溶融部とこの周囲に形成された変態部（マ
ルテンサイト）との二層組織からなつていること
がわかる。
分の試験片Ｄの表面拡大図（×10）及び断面組織
（×50）を示している。第５図によれば、試験片
Ｄは再溶融部とこの周囲に形成された変態部（マ
ルテンサイト）との二層組織からなつていること
がわかる。
第６図Ａ，Ｂはそれぞれビートが形成された部
分の試験片Ｅの表面拡大図（×10）及び断面組織
（×50）を示している。第６図において、試験片
Ｅ（実施例）には試験片Ｄにみられるような再溶
融部は認められず、表面直下の組織は完成焼入組
織（マルテン化）である。
分の試験片Ｅの表面拡大図（×10）及び断面組織
（×50）を示している。第６図において、試験片
Ｅ（実施例）には試験片Ｄにみられるような再溶
融部は認められず、表面直下の組織は完成焼入組
織（マルテン化）である。
実施例 ３
低融点金属として、アルミニウムおよび錫をそ
れぞれ用いた他は、実施例１同様にして表面焼入
処理を行なつたところ、被処理材の再溶融部を生
じさせることなく、完全焼入れを行うことができ
た。
れぞれ用いた他は、実施例１同様にして表面焼入
処理を行なつたところ、被処理材の再溶融部を生
じさせることなく、完全焼入れを行うことができ
た。
以上のとおり本発明によれば、被処理材の表面
に低融点金属層を設け、この層に蒸発するのに十
分な熱エネルギーをアークにより付与して被処理
材の表面を焼入れるものであるから、アークによ
る熱エネルギーが低融点金属で吸収されるため、
被処理材表面の温度を被処理材の再溶融温度以下
に容易に維持することができるので被処理材の変
形を防止でき、また低融点金属の蒸発中でアーク
は直進性を有するので極めて低電流のアークでも
安定して表面焼入れを行うことができる。
に低融点金属層を設け、この層に蒸発するのに十
分な熱エネルギーをアークにより付与して被処理
材の表面を焼入れるものであるから、アークによ
る熱エネルギーが低融点金属で吸収されるため、
被処理材表面の温度を被処理材の再溶融温度以下
に容易に維持することができるので被処理材の変
形を防止でき、また低融点金属の蒸発中でアーク
は直進性を有するので極めて低電流のアークでも
安定して表面焼入れを行うことができる。
第１図は実施例１における試験片Ａ〜Ｃのアー
クによる表面焼入れ後の表面状態を示す写真、第
２図Ａ，Ｂはそれぞれ第１図の試験片Ａの表面及
び断面組織を示す顕微鏡写真、第３図Ａ，Ｂはそ
れぞれ第１図の試験片Ｂの表面及び断面組織を示
す顕微鏡写真、第４図は実施例２における試験片
Ｄ、Ｅのアークによる表面焼入れ後の表面状態を
示す写真、第５図Ａ，Ｂはそれぞれ第４図の試験
片Ｄの表面及び断面組織を示す顕微鏡写真、第６
図Ａ，Ｂはそれぞれ第４図の試験片Ｅの表面及び
断面組織を示す顕微鏡写真である。
クによる表面焼入れ後の表面状態を示す写真、第
２図Ａ，Ｂはそれぞれ第１図の試験片Ａの表面及
び断面組織を示す顕微鏡写真、第３図Ａ，Ｂはそ
れぞれ第１図の試験片Ｂの表面及び断面組織を示
す顕微鏡写真、第４図は実施例２における試験片
Ｄ、Ｅのアークによる表面焼入れ後の表面状態を
示す写真、第５図Ａ，Ｂはそれぞれ第４図の試験
片Ｄの表面及び断面組織を示す顕微鏡写真、第６
図Ａ，Ｂはそれぞれ第４図の試験片Ｅの表面及び
断面組織を示す顕微鏡写真である。
Claims (1)
- １ 被処理材の表面に、この被処理材の融点より
低い温度で蒸発する低融点金属層を設け、この低
融点金属層を蒸発させるに十分な熱エネルギーを
アークにより付与しながら被処理材の表面を焼入
れすることを特徴とする金属の表面焼入れ法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20054581A JPH0237405B2 (ja) | 1981-12-11 | 1981-12-11 | Kinzokunohyomenyakiireho |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20054581A JPH0237405B2 (ja) | 1981-12-11 | 1981-12-11 | Kinzokunohyomenyakiireho |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58100621A JPS58100621A (ja) | 1983-06-15 |
| JPH0237405B2 true JPH0237405B2 (ja) | 1990-08-24 |
Family
ID=16426081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20054581A Expired - Lifetime JPH0237405B2 (ja) | 1981-12-11 | 1981-12-11 | Kinzokunohyomenyakiireho |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0237405B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6451529B2 (ja) * | 2015-07-07 | 2019-01-16 | トヨタ自動車株式会社 | 高周波誘導加熱方法 |
-
1981
- 1981-12-11 JP JP20054581A patent/JPH0237405B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58100621A (ja) | 1983-06-15 |
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