JPH0238521A - 高周波焼入処理方式 - Google Patents

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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は高周波焼入処理方式に関する。

例えば、自動車部品、産業機械部品、工作機械部品等に
用いられる鋼材の表面硬化熱処理として、該鋼材の焼入
が行なわれる。該焼入は加熱炉を使用して被焼入材の全
体を加熱するのが一般的であるが、近年では、省エネル
ギ及び省コストの観点で、被焼入材を部分的に加熱する
、高周波焼入が注１コされている。

高周波焼入はその加熱機構として誘導加熱を利用するも
ので、ここに使用される高周波発生装置には電動発電機
式、サイリスクインバータ式、電子管式、静電誘導トラ
ンジスタ式等があり、これらの高周波発生装置を使用す
る実際の高周波焼入においては種々の処理方式か採用さ
れている。

本発明は、かかる高周波焼入に当たり、圧延した被焼入
材から高品質の焼入材を生産性良く得ることができる処
理方式に関するものである。

〈従来の技術、その課題〉 従来一般に、圧延し更には鍛造した被焼入材の高周波焼
入を行なう場合、該被焼入材を安全をみて加熱し、そし
て例えば水スプレー等で冷却することが行なわれている
。

しかし、圧延した被焼入材の組織は不均一であり、しか
も該被焼入材を安全をみていわば余分に高周波焼入する
と、得られる焼入材に大きな歪が発生するという問題が
ある。

そこで従来、被焼入材の組織をできるだけ均一化するこ
とにより、得られる焼入材の歪を抑える手段として、高
周波焼入の前段階で、液位人材の調質処理を行なうこと
がある。

しかし、かかる調質処理は、圧延した液位人材がもとも
と均一な組織を有していれば、本来余分の処理である。

また従来一般に、圧延し更には鍛造した液位人材の高周
波焼入を行なう場合、該焼入に先立って、ロフト毎に液
位人材の試し焼を行ない、得られる試し焼討の検査結果
に基いて設定した焼入条件で本来の高周波焼入を行なう
という処理方式が採用されている。

しかし、このような従来方式によると、ロフト毎の試し
焼による時間損失が大きく、それだけ生産性も下がり、
しかも液位人材個々のバラツキを無視してしまうため、
これが原因となって得られる焼入材に品質バラツキが生
じるという問題がある。

実情は、わざわざ調質処理を行なうまでもなく、高品質
の焼入材を生産性良く得ることができる高周波焼入処理
方式の出現が要請されているのである。

〈発明が解決しようとする課題、その解決手段〉本発明
は叙上の如き従来の課題を解決する高周波焼入処理方式
を提供するものである。

しかして本発明は、 圧延した液位人材の高周波焼入を行なうに当たり、圧延
工程で制御冷却を行なって微細な炭化物分布とした液位
人材を使用し、該液位人材の少なくとも焼入性指数を要
因とする基本特性を入力した演算装置によって設定され
る条件下に高周波焼入を行なうことを特徴とする高周波
焼入処理方式本発明において肝要な点は、液位人材とし
てその圧延工程で制御冷却を行なうことにより微細な炭
化物分布としたものを使用し、モして該液位人材の少な
くとも焼入性指数（高周波焼入用鋼の焼入深さを予測計
算すること、Ｄ　−Ｃｏ　ｍ　ｐ値）を要因とする化学
的乃至物理的な特性を入力した演算装置により設定され
る焼入条件下に高周波焼入を行なって、歪のない高品質
の焼入材を生産性良く得る処にある。

以下、実績データをフィードバックして焼入制御を行な
う場合につき、図面に基いて本発明の構成を更に詳細に
説明する。

〈実施例、その作用〉 第１図は本発明の一実施例を示す全体系統図である。図
面で示すように、高周波による焼入工程、必要な場合の
焼戻工程、及び検査工程が配置されている。

本発明において、高周波焼入の対象となる液位人材は、
その圧延工程で制御冷却を行ない、微細な炭化物分布と
したものである。加熱圧延した圧延材を冷却床上で冷却
するが、この際、単に放冷するのではなく、例えばミス
ト状の冷却水を適宜に使用して、圧延材の化学組成等で
決定される冷却速度乃至冷却状況下に制御冷却し、微細
な炭化物分布としたものを液位人材として使用する。ま
た順次圧延を繰り返す過程において圧延温度そのものを
選定することにより微細な炭化物分布とする場合もある
。このように制御冷却した液位人材は、組織が均一であ
るため、後の高周波焼入によって得られる焼入材の品質
バラツキをその原料段階で抑えることとなり、しかもそ
の上、後の高周波による誘導加熱の際に低温で急速にオ
ーステナイト化するため、従来のように安全をみて不必
要な部分まで高温加熱するということがなく、したがっ
て結局は、得られる焼入材の歪を小さくすることができ
る。

そして、上記液位人材の高周波焼入に先立ち。

演算装置（制御装置）に該液位人材の基本特性及び焼入
目標値を入力する。

液位人材の基本特性には、化学組成、臨界冷却速度等が
あるが、ここでは少なくとも焼入性指数を入力する。こ
の場合、化学組成としては、Ｃ１Ｍｏ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎ
ｉ、Ｓｔ等の含有量があり、また臨界冷却速度は、高周
波で誘導加熱した液位人材を何秒以内に所定温度（いわ
ゆるＭｓ点）まで冷却しなければならないかという特性
である。

更に焼入性指数は、液位人材の化学組成によって計算さ
れる指数（例えばＨＲＣ４５が得られるジョミニ距＃）
であって、結局は焼入材の熱影響深さ及び硬化層深さを
決定するもので、焼入材の品質に重大な影響を及ぼす要
因である。一方、焼入目標値としては、焼入位置、硬化
層深さ、処理能力等がある。

次に、被焼入材の少なくとも焼入性指数を要因とする基
本特性及び焼入目標値を入力した演算装置によって設定
される焼入条件で被焼入材の高周波焼入を行なう。この
場合、焼入条件は加熱条件と冷却条件に大別され、加熱
条件としては、電圧値、電流値、周波数、時間（例えば
被焼入材の移動速度）等がある。また冷却条件としては
、冷却媒体の温度、冷却媒体の量、冷却媒体の圧力（例
えばスプレー圧）、時間等がある。

第２図は、本発明に使用され得る、高周波焼入装置の加
熱コイルを例示する要部断面図である。

螺旋状に巻線された加熱コイル１１で囲繞される内部空
間を、該加熱コイル１１とは僅かの間隙を空けて、被焼
入材Ａが図中の下方向へ移動している。前述した加熱条
件は、加熱コイル１１へ投入する電圧値、Ｙ！、流値、
周波数、及び被焼入材Ａの移動速度（したがって被焼入
材Ａの加熱時間）である。

第２図では、被焼入材が移動する場合について、外面コ
イル方式のものを例示しているが、被焼入材の形状や焼
入箇所との関係で、内面コイル方式や平面コイル方式の
ものを使用する場合であっても同様であり、また被焼入
材が移動しない場合であっても同様である。冷却につい
ては、図示を省略するが、加熱コイルに続けて該加熱コ
イルとは別の区域に冷却用のスプレーノズルを設置して
もよいし、又は加熱コイルと同じ区域に冷却用スプレー
ノズルを設置してもよい。

必要な場合には、高周波焼入後に焼入材の焼戻を行なう
。内部歪等を更に解消してより高品質の焼入材を得るた
めである。焼戻を行なう場合には、その焼戻条件を焼入
条件の場合と同様に、演算装置によって設定する。

最後に、高周波焼入を行ない、必要な場合には焼戻を行
なった焼入材について、その全数又は抜取り品の非破壊
検査を行なう。この場合、検査項目としては、表面硬度
、硬化層深さ、歪、疵や割れ等の有無、マーキング等が
ある。検査後に、データ処理を行なっているが、このデ
ータ処理としては、学習処理、統計処理、保存処理等が
ある。

かくして、圧延工程で制御冷却した被焼入材の高周波焼
入を行なうのであるが、焼入工程や検査工程等における
実績データをフィードバックし、演算装置において、該
実績データと入力されている被焼入材の少なくとも焼入
性指数を要因とする基本特性とを比較演算して、その演
算値に基き焼入条件を修正しつつ、所定の焼入目標値に
最も適した高周波焼入を行なうのである。この場合、焼
入工程における実績データとしては、加熱温度、冷却温
度等があり、また検査工程における実績データとしては
、表面硬度、硬化層深さ、歪、疵や割れの有無等がある
が、これらの実績データをフィードバックすると共に、
焼戻を行なう場合にはその実績データを同様にフィード
バックし、更にはデータ処理における学習処理データ及
び統計処理データをフィードバックするのも有効である
。

以」二、本発明の構成を図示した一実施例により説明し
たが、本発明は、圧延工程で制御冷却を行なって微細な
炭化物分布とした被焼入材を使用し、該被焼入材の少な
くとも焼入性指数を要因とする化学的乃至物理的な特性
を入力した演算装置により設定される条件下に高周波焼
入を行なうことを骨子とするものである。

〈発明の効果〉 既に明らかなように、以上説明した本発明には、生産性
良く高周波焼入を行なうことができ、しかも高品質の焼
入材を得ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す全体系統図、第２図は
本発明に使用され得る高周波焼入装置の加熱コイルを例
示する要部断面図である。 １１争・・加熱コイル Ａ・・・被焼人材 第２図 ↓

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、圧延した被焼入材の高周波焼入を行なうに当たり、
   圧延工程で制御冷却を行なって微細な炭化物分布とした
   被焼入材を使用し、該被焼入材の少なくとも焼入性指数
   を要因とする基本特性を入力した演算装置によって設定
   される条件下に高周波焼入を行なうことを特徴とする高
   周波焼入処理方式。