JPH0379725A - 歯車の高周波焼入方法 - Google Patents
歯車の高周波焼入方法Info
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- JPH0379725A JPH0379725A JP1215789A JP21578989A JPH0379725A JP H0379725 A JPH0379725 A JP H0379725A JP 1215789 A JP1215789 A JP 1215789A JP 21578989 A JP21578989 A JP 21578989A JP H0379725 A JPH0379725 A JP H0379725A
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- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 title claims abstract description 36
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 19
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 33
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 24
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 16
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 8
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 8
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 8
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
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- Heat Treatment Of Articles (AREA)
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、高周波加熱と焼入液の噴射とを組み合わせた
歯車の高周波焼入方法に関する。
歯車の高周波焼入方法に関する。
〈従来の技術〉
切削加工を終えた歯車は、周知のように、歯部が形成さ
れた外周部分を硬化させるために焼入処理を受ける。焼
入処理の方法としては、高周波加熱と焼入液の噴射とを
組み合わせた方法が多用されている。
れた外周部分を硬化させるために焼入処理を受ける。焼
入処理の方法としては、高周波加熱と焼入液の噴射とを
組み合わせた方法が多用されている。
従来のこの種の方法では、高周波加熱コイルの内側で歯
車を回転させて、その外周部分を加熱する。歯車の回転
は、均一加熱のために、加熱時間中に少なくとも数回は
行われる。高周波加熱が終了すると、歯車を焼入液に浸
漬する。焼入液の中では、第４図に示すように、環状の
ノズルヘッダ６０の内側で歯車ＩＯが回転し、ノズルヘ
ッダ６０よりその中心に向かって噴射される焼入噴射液
３１により歯車１０の外周部分が急冷される。その結果
、第５図に示すように、歯車１０の外周部分に全周にわ
たって焼入硬化層１４が形成される。
車を回転させて、その外周部分を加熱する。歯車の回転
は、均一加熱のために、加熱時間中に少なくとも数回は
行われる。高周波加熱が終了すると、歯車を焼入液に浸
漬する。焼入液の中では、第４図に示すように、環状の
ノズルヘッダ６０の内側で歯車ＩＯが回転し、ノズルヘ
ッダ６０よりその中心に向かって噴射される焼入噴射液
３１により歯車１０の外周部分が急冷される。その結果
、第５図に示すように、歯車１０の外周部分に全周にわ
たって焼入硬化層１４が形成される。
〈発明が解決しようとする課題〉
ところが、上記従来法では、加熱時と冷却時とで歯車を
同じ速度で回転させるために、冷却時の回転速度が過大
になり、歯車の外周部分が均一に冷却されないという問
題がある。すなわち、冷却時に歯車の回転が速いと、歯
底１２および歯面１３の焼入硬度が低下すると共に、焼
入有効深さＤが浅くなる。これは、ノズルヘッダから噴
射された焼入噴射液が、歯車の特定の歯底１２および歯
面１３゜１３を充分に冷却する前に、次の歯底１２およ
び歯面１３、１３が回転して来る結果、歯底１２および
歯面１３゜１３の冷却が不足するからであると考えられ
る。そして、歯車がヘリカルギヤの場合は、焼入噴射液
が充分に当たる歯面１３と当たらない歯面１３とが生じ
るので、不均一冷却の問題は一層顕著になる。
同じ速度で回転させるために、冷却時の回転速度が過大
になり、歯車の外周部分が均一に冷却されないという問
題がある。すなわち、冷却時に歯車の回転が速いと、歯
底１２および歯面１３の焼入硬度が低下すると共に、焼
入有効深さＤが浅くなる。これは、ノズルヘッダから噴
射された焼入噴射液が、歯車の特定の歯底１２および歯
面１３゜１３を充分に冷却する前に、次の歯底１２およ
び歯面１３、１３が回転して来る結果、歯底１２および
歯面１３゜１３の冷却が不足するからであると考えられ
る。そして、歯車がヘリカルギヤの場合は、焼入噴射液
が充分に当たる歯面１３と当たらない歯面１３とが生じ
るので、不均一冷却の問題は一層顕著になる。
一方、冷却時の歯車の回転を遅くした場合にも、歯底１
２および歯面１３の焼入硬度が低下すると共に、焼入有
効深さＤが浅くなる。冷却時の歯車の回転を遅くすると
、焼入噴射液が歯底１２まで充分に行きわたるものの、
歯底１２から跳ね返った焼入噴射液が次の焼入噴射液に
衝突し、歯面１３．１３間で気泡の発生等が起こって、
逆に冷却が阻害されるからであると考えられる。このた
め、一部では焼入噴射液の噴射方向を傾けることが行わ
れているが、そうすると、へりカルギヤの場合と同様に
、焼入噴射液が充分に当たらない歯面１３を生じる。
２および歯面１３の焼入硬度が低下すると共に、焼入有
効深さＤが浅くなる。冷却時の歯車の回転を遅くすると
、焼入噴射液が歯底１２まで充分に行きわたるものの、
歯底１２から跳ね返った焼入噴射液が次の焼入噴射液に
衝突し、歯面１３．１３間で気泡の発生等が起こって、
逆に冷却が阻害されるからであると考えられる。このた
め、一部では焼入噴射液の噴射方向を傾けることが行わ
れているが、そうすると、へりカルギヤの場合と同様に
、焼入噴射液が充分に当たらない歯面１３を生じる。
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、そ
の目的は、歯車の歯底および歯面の冷却を促進し、これ
らの部分に充分な硬さおよび深さの焼入硬化層を形成で
きる歯車の高周波焼入方法を提供することにある。
の目的は、歯車の歯底および歯面の冷却を促進し、これ
らの部分に充分な硬さおよび深さの焼入硬化層を形成で
きる歯車の高周波焼入方法を提供することにある。
く課題を解決するための手段〉
本発明にかかる歯車の高周波焼入方法は、焼入すべき歯
車を回転させながら、該歯車の歯部が形成された外周部
分を高周波加熱した後、上記歯車の外周側より外周部分
に焼入液を噴射しつつ、上記歯車を加熱時の回転速度よ
り遅い速度で正逆両方向に揺動回転させると共に軸心方
向に上下動させることを特徴としている。
車を回転させながら、該歯車の歯部が形成された外周部
分を高周波加熱した後、上記歯車の外周側より外周部分
に焼入液を噴射しつつ、上記歯車を加熱時の回転速度よ
り遅い速度で正逆両方向に揺動回転させると共に軸心方
向に上下動させることを特徴としている。
〈作用〉
加熱後の歯車の外周部分に焼入噴射液を噴射しながら、
歯車を加熱時の回転速度より遅い速度で正逆両方向に揺
動回転させることにより、焼入噴射液が歯底まで充分に
到達し、しかも、いずれの側の歯面にも焼入噴射液が均
等かつ充分に行きわたる。更に、歯面間で生じる気泡は
、歯車の軸心方向の上下動により歯面間から排出される
。従って、歯底および歯面が均一かつ充分に冷却される
。
歯車を加熱時の回転速度より遅い速度で正逆両方向に揺
動回転させることにより、焼入噴射液が歯底まで充分に
到達し、しかも、いずれの側の歯面にも焼入噴射液が均
等かつ充分に行きわたる。更に、歯面間で生じる気泡は
、歯車の軸心方向の上下動により歯面間から排出される
。従って、歯底および歯面が均一かつ充分に冷却される
。
〈実施例〉
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。第１図
は本発明を実施した焼入方法の一例について、その加熱
工程を示す断面説明図、第２図はその冷却工程を示す断
面説明図である。
は本発明を実施した焼入方法の一例について、その加熱
工程を示す断面説明図、第２図はその冷却工程を示す断
面説明図である。
焼入すべき歯車１０は、鉛直状のシリンダー２０の先端
部に同心状に装着される。
部に同心状に装着される。
シリンダー２０は、焼入液３０を収容するタンク４０を
貫通していて、図示されない駆動機構により正逆回転お
よび上下動を行う。タンク４０の上方には、高周波焼入
される歯車１０を取り巻くように高周波加熱コイル５０
が配設されている。タンク４０の内部に配設された環状
のノズルヘッダ６０は、その内周面周方向に所定間隔で
多数形成されたノズル孔６１を有し、各ノズル孔６１よ
りノズルヘッダ６０の中心に向かって焼入液を一斉に噴
射するようになっている。
貫通していて、図示されない駆動機構により正逆回転お
よび上下動を行う。タンク４０の上方には、高周波焼入
される歯車１０を取り巻くように高周波加熱コイル５０
が配設されている。タンク４０の内部に配設された環状
のノズルヘッダ６０は、その内周面周方向に所定間隔で
多数形成されたノズル孔６１を有し、各ノズル孔６１よ
りノズルヘッダ６０の中心に向かって焼入液を一斉に噴
射するようになっている。
なお、歯車１０の両側面に接合した円形の金属板７０、
７０はコンセントリングと呼ばれ、歯車ＩＯの両側面の
加熱を抑えて焼入硬化層が両側面に回り込むの防ぐため
のものである。
７０はコンセントリングと呼ばれ、歯車ＩＯの両側面の
加熱を抑えて焼入硬化層が両側面に回り込むの防ぐため
のものである。
シリンダー２０に歯車１０を装着した後は、まず、歯車
１０を高周波加熱コイル５０の内側に設置する。
１０を高周波加熱コイル５０の内側に設置する。
次いで、高周波加熱コイル５０に通電すると共に、シリ
ンダー２０を回転させる。これにより、高周波加熱コイ
ル５０の内側で歯車１０が回転し、その歯部が形成され
た外周部分が加熱される。外周部分を均一に加熱するた
めに、歯車１０の回転数は、通常は加熱時間中に数回以
上とされる。
ンダー２０を回転させる。これにより、高周波加熱コイ
ル５０の内側で歯車１０が回転し、その歯部が形成され
た外周部分が加熱される。外周部分を均一に加熱するた
めに、歯車１０の回転数は、通常は加熱時間中に数回以
上とされる。
歯車１０の加熱が終了すると、直ちにシリンダー２０を
下降させて、歯車１０をタンク４０内の焼入液３０中に
浸漬する。そして、歯車１０をノズルヘッダ６０の内側
に位置させ、ノズルヘッダ６０のノズル孔６１より焼入
液を噴射しながら、シリンダー２０を加熱時の回転速度
より遅い速度で正逆両方向に揺動回転させつつ軸心方向
に上下動させる。
下降させて、歯車１０をタンク４０内の焼入液３０中に
浸漬する。そして、歯車１０をノズルヘッダ６０の内側
に位置させ、ノズルヘッダ６０のノズル孔６１より焼入
液を噴射しながら、シリンダー２０を加熱時の回転速度
より遅い速度で正逆両方向に揺動回転させつつ軸心方向
に上下動させる。
そうすると、歯車■０を揺動回転させる際の歯車１０の
回転速度を加熱時の回転速度より遅くしているので、ノ
ズルへラダ６０より噴射される焼入噴射液は、歯車１０
の歯先１１は勿論のこと、歯底１２にも充分に到達する
。また、歯車１０の揺動回転により、いずれの側の歯面
１３．１３にも焼入噴射液が充分に当たる。更に、歯車
１０を軸心方向に上下動させるので、歯車１０の回転速
度低下に伴って歯面１３．１３間に気泡が生じても、そ
の気泡が歯面１３．１３間から効率よく排出されると考
えられる。従って、歯車１０はその歯先１１だけでなく
歯底１２および歯面１３゜１３においても冷却が促進さ
れ、歯底１２および歯面１３、１３に形成される焼入硬
化層１４の硬度および深さが増大する。
回転速度を加熱時の回転速度より遅くしているので、ノ
ズルへラダ６０より噴射される焼入噴射液は、歯車１０
の歯先１１は勿論のこと、歯底１２にも充分に到達する
。また、歯車１０の揺動回転により、いずれの側の歯面
１３．１３にも焼入噴射液が充分に当たる。更に、歯車
１０を軸心方向に上下動させるので、歯車１０の回転速
度低下に伴って歯面１３．１３間に気泡が生じても、そ
の気泡が歯面１３．１３間から効率よく排出されると考
えられる。従って、歯車１０はその歯先１１だけでなく
歯底１２および歯面１３゜１３においても冷却が促進さ
れ、歯底１２および歯面１３、１３に形成される焼入硬
化層１４の硬度および深さが増大する。
歯車１０を揺動回転させる際の回転速度は、加熱時の回
転速度より遅くするが、加熱時の回転速度に近い場合は
焼入噴射液の歯底１２への到達が不足し、回転速度を極
端に低下させた場合は均一冷却に支障が生じる。
転速度より遅くするが、加熱時の回転速度に近い場合は
焼入噴射液の歯底１２への到達が不足し、回転速度を極
端に低下させた場合は均一冷却に支障が生じる。
揺動角度については、この角度が大きくなると歯車１０
が回転運動に近づき、極端に小さい角度の場合も揺動回
転の目的が充分に達せられない。従って、歯車１０の揺
動角度は３０〜６０度の範囲が望ましい。
が回転運動に近づき、極端に小さい角度の場合も揺動回
転の目的が充分に達せられない。従って、歯車１０の揺
動角度は３０〜６０度の範囲が望ましい。
歯車１０を軸心方向に上下動させる際の上下動幅は、上
下動の目的を充分に果たし、なおかつ焼入噴射液が歯車
１０の歯底１２および歯面１３．１３に充分に到達する
ように、歯車１０の幅の１／２〜１倍とするのがよい。
下動の目的を充分に果たし、なおかつ焼入噴射液が歯車
１０の歯底１２および歯面１３．１３に充分に到達する
ように、歯車１０の幅の１／２〜１倍とするのがよい。
上下動周期についても同様の理由から２〜１０秒が望ま
しい。
しい。
歯車１０の焼入が終了した後は、シリンダー２０を元の
位置まで上昇させてシリンダー２０から歯車１０を外す
。
位置まで上昇させてシリンダー２０から歯車１０を外す
。
第３図は焼入を終えた歯車の歯底部の深さ方向の硬度分
布を、従来法と本発明法とについて示したグラフである
。歯車は３４５Ｃよりなるモジュール５、直径３３０ｍ
ｍＸ幅８０ｍｍのへりカルギヤである。
布を、従来法と本発明法とについて示したグラフである
。歯車は３４５Ｃよりなるモジュール５、直径３３０ｍ
ｍＸ幅８０ｍｍのへりカルギヤである。
加熱は従来法、本発明法ともに予熱＋２７０ｋＷＸ３０
秒、１０ｋｌｌｚの条件で行った。冷却中は、従来法で
は歯車を上記条件で一方向に連続的に回転させた。本発
明法では歯車に揺動回転と軸心方向の上下動とを与え、
その条件は揺動角度３０度、揺動周期約８秒、上下動幅
４０皿、上下動周期８秒とした。焼入液は、いずれも冷
却剤Ｕ、Ｑ、Ａ、 ５％、３０°Ｃを使用した。
秒、１０ｋｌｌｚの条件で行った。冷却中は、従来法で
は歯車を上記条件で一方向に連続的に回転させた。本発
明法では歯車に揺動回転と軸心方向の上下動とを与え、
その条件は揺動角度３０度、揺動周期約８秒、上下動幅
４０皿、上下動周期８秒とした。焼入液は、いずれも冷
却剤Ｕ、Ｑ、Ａ、 ５％、３０°Ｃを使用した。
焼入硬化層としての有効硬度はヴイッカース硬さで４５
０Ｈｖ以上、ロックウェル硬さで４５）ＩＲｃ以上であ
り、第３図に示されるように、この硬度が確保される焼
入有効深さは、従来法では１．２ ｍであるが、本発明
法では１．５ ｍｍに増大している。
０Ｈｖ以上、ロックウェル硬さで４５）ＩＲｃ以上であ
り、第３図に示されるように、この硬度が確保される焼
入有効深さは、従来法では１．２ ｍであるが、本発明
法では１．５ ｍｍに増大している。
しかも、本発明法では深さ方向の全域で硬度の大幅改善
が図られている。
が図られている。
なお、上記実施例では、冷却時に歯車を焼入液に浸漬し
たが、焼入液の噴射のみで冷却を行うこともできる。
たが、焼入液の噴射のみで冷却を行うこともできる。
〈発明の効果〉
本発明にかかる歯車の高周波焼入方法は、歯先はもとよ
り、歯底および歯面にも焼入噴射液を充分に供給でき、
歯底および歯面に形成される焼入硬化層の硬度を高め、
その深さを増大させることにより、歯車の品質向上に大
きな効果を発揮する。
り、歯底および歯面にも焼入噴射液を充分に供給でき、
歯底および歯面に形成される焼入硬化層の硬度を高め、
その深さを増大させることにより、歯車の品質向上に大
きな効果を発揮する。
第１図は本発明を実施した焼入方法の一例について、そ
の加熱工程を示す断面説明図、第２図はその冷却工程を
示す断面説明図、第３図は焼入を終えた歯車の歯底部の
深さ方向の硬度分布を、従来法と本発明法とについて示
したグラフ、第４図は従来法の冷却工程を示す平面図、
第５図は焼入を終えた歯車の断面図である。 １０・ ２０・ ３０・ ４０・ ５０・ ６０・ ・・歯車 ・・シリンダー ・・焼入液 ・・タンク ・・高周波加熱コイル ・・ノズルヘッダ
の加熱工程を示す断面説明図、第２図はその冷却工程を
示す断面説明図、第３図は焼入を終えた歯車の歯底部の
深さ方向の硬度分布を、従来法と本発明法とについて示
したグラフ、第４図は従来法の冷却工程を示す平面図、
第５図は焼入を終えた歯車の断面図である。 １０・ ２０・ ３０・ ４０・ ５０・ ６０・ ・・歯車 ・・シリンダー ・・焼入液 ・・タンク ・・高周波加熱コイル ・・ノズルヘッダ
Claims (1)
- （１）焼入すべき歯車を回転させながら、該歯車の歯部
が形成された外周部分を高周波加熱した後、上記歯車の
外周側より外周部分に焼入液を噴射しつつ、上記歯車を
加熱時の回転速度より遅い速度で正逆両方向に揺動回転
させると共に軸心方向に上下動させることを特徴とする
歯車の高周波焼入方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1215789A JPH0379725A (ja) | 1989-08-21 | 1989-08-21 | 歯車の高周波焼入方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1215789A JPH0379725A (ja) | 1989-08-21 | 1989-08-21 | 歯車の高周波焼入方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0379725A true JPH0379725A (ja) | 1991-04-04 |
| JPH0514766B2 JPH0514766B2 (ja) | 1993-02-25 |
Family
ID=16678264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1215789A Granted JPH0379725A (ja) | 1989-08-21 | 1989-08-21 | 歯車の高周波焼入方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0379725A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04362120A (ja) * | 1991-06-10 | 1992-12-15 | Fuji Denshi Kogyo Kk | 内面焼入方法および装置 |
| JPH051326A (ja) * | 1991-06-24 | 1993-01-08 | Fuji Denshi Kogyo Kk | 歯車の高周波焼入方法 |
| JPH06129512A (ja) * | 1992-10-20 | 1994-05-10 | Fuji Denshi Kogyo Kk | 高周波輪郭焼入された歯車 |
| FR2868975A1 (fr) * | 2004-04-19 | 2005-10-21 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Procede de traitement thermique par induction pour piece mecanique de revolution et dispositif pour sa mise en oeuvre |
| JP2007277728A (ja) * | 2007-06-06 | 2007-10-25 | High Frequency Heattreat Co Ltd | 歯車の高周波焼入方法 |
| JP2011214037A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-10-27 | Koyo Thermo System Kk | 焼入装置 |
| JP2012122098A (ja) * | 2010-12-08 | 2012-06-28 | Dowa Thermotech Kk | 焼入れ方法及び焼入れ装置 |
| JP2014522971A (ja) * | 2011-07-04 | 2014-09-08 | ジーエー アヴィオ エッセ．エッレ．エッレ． | 鋼部材、特に歯車の肌焼又は窒化の有効深さを求める装置及び方法 |
-
1989
- 1989-08-21 JP JP1215789A patent/JPH0379725A/ja active Granted
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0514766B2 (ja) | 1993-02-25 |
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