JPH06271926A - 焼入硬化層深さの非破壊測定方法 - Google Patents

焼入硬化層深さの非破壊測定方法

Info

Publication number
JPH06271926A
JPH06271926A JP5057490A JP5749093A JPH06271926A JP H06271926 A JPH06271926 A JP H06271926A JP 5057490 A JP5057490 A JP 5057490A JP 5749093 A JP5749093 A JP 5749093A JP H06271926 A JPH06271926 A JP H06271926A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
quench
depth
hardened layer
induction
coil
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP5057490A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3087499B2 (ja
Inventor
Takashi Tachibana
花 尚 立
Masayuki Shimizu
水 雅 之 清
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP05057490A priority Critical patent/JP3087499B2/ja
Publication of JPH06271926A publication Critical patent/JPH06271926A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3087499B2 publication Critical patent/JP3087499B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 被測定部品を切断することなく、簡便かつ迅
速に測定することができ、しかも焼入硬化層深さを確実
に検出することのできる焼入硬化層深さの非破壊測定方
法を提供する。 【構成】 テストピース1を第1の誘導コイル3と該誘
導コイル3に同軸に配設した第1の被誘導コイル3に挿
通し、マスタピース2を第2の誘導コイル5と該誘導コ
イル5に同軸に配設した第2の被誘導コイル6に挿通し
た状態で、前記第1および第2の誘導コイル3,5に誘
導電圧を印加した場合に、第1および第2の被誘導コイ
ル4,6に発生する被誘導電圧ベクトルの合成ベクトル
と誘導電圧ベクトルとの位相差θを測定し、あらかじめ
求めておいた位相差θと焼入硬化層深さの関係からテス
トピースの焼入硬化層深さを得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば浸炭焼入や高周
波焼入などによって焼入硬化層を形成させた部材の硬化
層深さを部材を破壊することなく測定するのに利用され
る焼入硬化層深さの非破壊測定方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】歯車やシャフト等の機械部品に浸炭焼入
や高周波焼入などの表面硬化処理を施すことによって、
例えば、図1に示すように部品1のシャフト部分に焼入
硬化層1aを形成させ、強度,疲労強度,耐磨耗性など
を向上せしめる技術が従来より広く実用されている。
【0003】そして、このような焼入硬化層1aの深さ
を測定するには、部品1を切断して研磨したうえで、ロ
ックウェル,ブリネルあるいはビッカースなどの硬度試
験法によって硬度を測定する方法がある。
【0004】また、非破壊の測定方法としては、図5に
示すように、二つのコイル、すなわち誘導コイル50お
よび被誘導コイル51をテストピース1(部品1)のシ
ャフト部分に挿通した状態で、一方の誘導コイル50に
交流の誘導電圧isを印加したときに被誘導コイル51
に発生する被誘導電圧is´を測定することによって、
焼入硬化部の組織変化に基づく透磁率の変化による被誘
導電圧is´の変動から焼入硬化層1aの深さを求める
渦電流測定方式がある。
【0005】さらには、誘導電圧および被誘導電圧を、
図6および図7に示すようにベクトル平面に置き換える
とともに、温度やその他の外乱要因の影響を補償するた
めに、図8に示すようにテストピース1と同一形状のマ
スタピース2を用い、同一特性のテストピース側誘導コ
イル52およびマスタピース側誘導コイル53に誘導電
圧を印加した場合のテストピース側被誘導コイル54に
発生する被誘導電圧ベクトルVt´とマスタピース側被
誘導コイル55に発生する被誘導電圧ベクトルVm´と
の合成ベクトルVxの大きさを測定することにより測定
精度を向上させた渦電流測定方式がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記測
定方法のうち、ロックウェルやブリネルなどの硬度試験
法では、切断や研磨に時間と労力が必要であると共に、
被測定部品(テストピース)を切断してしまうので抜き
取り検査にしか適用できず、部品全数の品質を必ずしも
保証するものではないという問題点がある。
【0007】また、渦電流測定方式では、マスタピース
を使用して測定精度を向上させたものでも、図10に示
すように合成ベクトルVxと切断後硬度試験法によって
焼入硬化層深さを測定した結果との相関関係がうまく取
れず(相関係数0.5程度)、焼入硬化層深さを測定す
るというよりも、実質的には焼入硬化層が形成されてい
るかどうかを判別する程度にしか使用できないという問
題点があり、焼入硬化層深さを確実に測定できる非破壊
測定方法の確立が表面硬化処理部品の品質保証を万全な
ものにするための課題となっていた。
【0008】
【発明の目的】本発明は、表面硬化処理部品の品質管理
における上記課題に着目してなされたものであって、被
測定部品を切断することなく、簡便かつ迅速に測定する
ことができ、しかも焼入硬化層深さを確実に検出するこ
とのできる焼入硬化層深さの非破壊測定方法を提供する
ことを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するために、焼入硬化層深さの変動によって影響さ
れる種々のパラメータについて鋭意検討した結果、マス
タピース側の被誘導コイルに発生する被誘導電圧ベクト
ルとテストピース側の被誘導コイルに発生する被誘導電
圧ベクトルとの合成ベクトルと、誘導コイルに印加した
誘導電圧ベクトルとの間の位相差に着目し、この位相差
と焼入硬化層深さの間に高度の相関関係があることを見
出すに至った。
【0010】すなわち、テストピース用の第1の誘導コ
イル3と該第1の誘導コイル3に同軸に配設された第1
の被誘導コイル4と、前記第1の誘導コイル3と同一特
性を有しコイルの巻き方向が異なるマスタピース用の第
2誘導コイル5と該第2の誘導コイル5に同軸に配設さ
れるとともに前記第1の被誘導コイル4と同一特性の第
2の被誘導コイル6を備えた図2に示す装置において、
まず、それぞれのコイルにテストピース1およびマスタ
ピース2を装着しない状態で、直列に接続した前記第1
および第2の誘導コイル3および5に所定の誘導電圧を
印加すると、テストピース用の第1の被誘導コイル4お
よびマスタピース用の第2の被誘導コイル6には、図3
に示すように、同じ大きさを持ち、方向が180°異な
る電圧ベクトルVtおよびVmが発生する。
【0011】次に、焼入硬化層の深さを測定しようとす
るテストピース1のシャフト部をテストピース用の第1
の誘導コイル3および第1の被誘導コイル4に挿入する
と共に、当該テストピース1と同一形状であって、表面
硬化処理を施していないマスタピース2の同じくシャフ
ト部をマスタピース用の第2の誘導コイル5および第2
の被誘導コイル6に挿入すると、第1の被誘導コイル4
および第2の被誘導コイル6に発生する電圧ベクトル
は、それぞれVt´およびVm´に変化する。
【0012】そして、図3に示すように、この被誘導電
圧ベクトルVt´およびVm´の合成ベクトルVxを求
めるとともに該合成ベクトルVxと第1および第2の誘
導コイル3および5に印加した誘導電圧ベクトル6との
位相差θを求めて、前記テストピース1を切断してロッ
クウェル硬度計によって実測した焼入硬化層深さとの間
の相関関係を調査した結果、図4に示すように、相関係
数0.97という高度の相関関係があることが確認さ
れ、この回帰直線 D=7.57−0.0766・θ 但し、D:焼入硬化層深さ(mm),θ:位相差(度) を検量線として使用すれば、テストピース1を切断する
ことなく、表面硬化処理部品の焼入硬化層深さをほぼ確
実に非破壊測定できることを見出した。
【0013】本発明に係わる焼入硬化層深さの非破壊測
定方法は、上記知見に基づくものであって、マスタピー
ス側の被誘導コイルに発生する被誘導電圧ベクトルとテ
ストピース側の被誘導コイルに発生する被誘導電圧ベク
トルとの合成ベクトルと、誘導コイルに印加した誘導電
圧ベクトルとの間の位相差を用いて焼入硬化層深さを測
定する構成とし、実施態様としては、被測定用のテスト
ピースの硬化処理部分を第1の誘導コイルと該第1の誘
導コイルと同軸に配設された第1の被誘導コイルに挿通
すると共に、前記テストピースと同一形状を有するマス
タピースの前記テストピースの硬化処理位置に相当する
部分を前記第1の誘導コイルと同一特性の第2の誘導コ
イルと前記第1の被誘導コイルと同一特性であって当該
第2の誘導コイルと同軸に配設された第2の被誘導コイ
ルに挿通した状態で、前記第1および第2の誘導コイル
に同一の誘導電圧を印加し、これにより前記第1および
第2の被誘導コイルに発生する電圧ベクトルの合成ベク
トルと、前記第1および第2の誘導コイルに印加した誘
導電圧ベクトルとの位相差を測定し、あらかじめ求めて
おいた前記位相差と焼入硬化層深さの関係から前記テス
トピースの焼入硬化層深さを得る構成としたことを特徴
としており、焼入硬化層深さの非破壊測定方法における
このような構成を前述した従来の課題を解決するための
手段としたことを特徴としている。
【0014】
【発明の作用】本発明に係わる焼入硬化層深さの非破壊
測定方法においては、テストピース側とマスタピース側
のそれぞれの被誘導コイルに発生する電圧ベクトルの合
成ベクトルと誘導電圧ベクトルとの位相差に基づいて焼
入硬化層深さを検出するようにしており、合成ベクトル
の大きさから焼入硬化層深さを検出していた従来法で
は、焼入硬化層深さの相違によってテストピース側の被
誘導コイルに発生する電圧ベクトルの大きさおよび方向
が違っているにもかかわらずマスタピース側の被誘導コ
イルに発生する電圧ベクトルとの合成ベクトルの大きさ
が同じになってしまうことがあるのに対し、位相差はベ
クトルの大きさとは無関係に測定するテストピースの状
態によってのみ変化するので、焼入硬化層深さとの密接
な相関関係が得られ、両者の間の回帰直線を検量線とし
て用いることにより、テストピースを破断することなし
に、焼入硬化層深さがほぼ確実に測定(推定)されるこ
とになる。
【0015】
【実施例】図1に示したテストピース1と同一形状を有
し、シャフト部分に高周波焼入を施した部品10個の焼
入硬化層深さを測定するために、図2に示した装置およ
びマスタピース2を使用して、第1および第2の被誘導
コイル4および6に発生する被誘導電圧ベクトルの合成
ベクトルと誘導電圧ベクトルとの位相差θを求め、図4
に示した検量線によって各部品の焼入硬化層深さを算出
した。 そして、各部品を切断し、ロックウェル硬度計
によって焼入硬化層深さを測定した結果と比較した。
その結果は、表1に示すとおりで、位相差θからの焼入
硬化層深さ算出結果は、ロックウェル硬度計による実測
結果とほとんど一致し、本発明に係わる焼入硬化層深さ
の非破壊測定方法の実用性を確認することができた。
【0016】
【表1】
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる焼
入硬化層深さの非破壊測定方法は、上記構成、すなわち
テストピース用とマスタピース用のそれぞれの被誘導コ
イルに発生する被誘導電圧ベクトルの合成ベクトルと誘
導電圧ベクトルとの位相差を測定することにより、当該
位相差と焼入硬化層深さとの密接な相関関係を利用して
焼入硬化層深さを検出するようにしているので、テスト
ピースを破断することなく、ほぼ確実に表面硬化処理部
品の硬化層深さを測定することができるので、表面硬化
処理部品の品質保証能力の向上に大きく貢献するもので
あって、品質管理体制の確立に寄与するところが大き
い。
【0018】なお、合成ベクトルや合成ベクトルと誘導
電圧ベクトルとの位相差の測定、および該位相差からの
焼入硬化層深さの算出をコンピュータ化することにより
焼入硬化層深さのオンライン検査が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】焼入硬化層の位置を模式的に示す機械部品の縦
断面図である。
【図2】本発明に係わる焼入硬化層深さの非破壊測定方
法の構成を示す概略説明図である。
【図3】本発明に係わる焼入硬化層深さの非破壊測定方
法において第1および第2の被誘導コイルに発生する電
圧ベクトルの合成ベクトルと誘導電圧ベクトルとの位相
差を示すベクトル図である。
【図4】本発明に係わる焼入硬化層深さの非破壊測定方
法において求めた第1および第2の被誘導コイルに発生
する電圧ベクトルの合成ベクトルと誘導電圧ベクトルと
の位相差と焼入硬化層深さの相関を示すグラフである。
【図5】従来の焼入硬化層深さの非破壊測定方法の一例
を示す説明図である。
【図6】誘導電圧と被誘導電圧の関係を示す説明図であ
る。
【図7】誘導電圧ベクトルと被誘導電圧ベクトルとの位
相差を示す説明図である。
【図8】従来の焼入硬化層深さの非破壊測定方法の他の
例を示す説明図である。
【図9】図8に示した従来の焼入硬化層深さの非破壊測
定方法においてテストピース用およびマスタピース用被
誘導コイルに発生する電圧ベクトルの合成ベクトルを示
すベクトル図である。
【図10】図8に示した従来の焼入硬化層深さの非破壊
測定方法においてテストピース用およびマスタピース用
被誘導コイルに発生する電圧ベクトルの合成ベクトルの
大きさと焼入硬化層深さの相関を示すグラフである。
【符号の説明】
1 テストピース(部品) 2 マスタピース 3 第1の誘導コイル 4 第1の被誘導コイル 5 第2の誘導コイル 6 第2の被誘導コイル

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 マスタピース側の被誘導コイルに発生す
    る被誘導電圧ベクトルとテストピース側の被誘導コイル
    に発生する被誘導電圧ベクトルとの合成ベクトルと、誘
    導コイルに印加した誘導電圧ベクトルとの間の位相差を
    用いて焼入硬化層深さを測定することを特徴とする焼入
    硬化層深さの非破壊測定方法。
  2. 【請求項2】 被測定用のテストピースの硬化処理部分
    を第1の誘導コイルと該第1の誘導コイルと同軸に配設
    された第1の被誘導コイルに挿通すると共に、前記テス
    トピースと同一形状を有するマスタピースの前記テスト
    ピースの硬化処理位置に相当する部分を前記第1の誘導
    コイルと同一特性の第2の誘導コイルと前記第1の被誘
    導コイルと同一特性であって当該第2の誘導コイルと同
    軸に配設された第2の被誘導コイルに挿通した状態で、
    前記第1および第2の誘導コイルに同一の誘導電圧を印
    加し、これにより前記第1および第2の被誘導コイルに
    発生する電圧ベクトルの合成ベクトルと、前記第1およ
    び第2の誘導コイルに印加した誘導電圧ベクトルとの位
    相差を測定し、あらかじめ求めておいた前記位相差と焼
    入硬化層深さの関係から前記テストピースの焼入硬化層
    深さを測定することを特徴とする請求項1記載の焼入硬
    化層深さの非破壊測定方法。
JP05057490A 1993-03-17 1993-03-17 焼入硬化層深さの非破壊測定方法 Expired - Fee Related JP3087499B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP05057490A JP3087499B2 (ja) 1993-03-17 1993-03-17 焼入硬化層深さの非破壊測定方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP05057490A JP3087499B2 (ja) 1993-03-17 1993-03-17 焼入硬化層深さの非破壊測定方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06271926A true JPH06271926A (ja) 1994-09-27
JP3087499B2 JP3087499B2 (ja) 2000-09-11

Family

ID=13057168

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP05057490A Expired - Fee Related JP3087499B2 (ja) 1993-03-17 1993-03-17 焼入硬化層深さの非破壊測定方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3087499B2 (ja)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006337250A (ja) * 2005-06-03 2006-12-14 Non-Destructive Inspection Co Ltd 渦電流を用いた加工深さの測定方法及びこれを用いた測定装置
JP2008134106A (ja) * 2006-11-27 2008-06-12 Toyota Motor Corp 焼入パターン検査方法及び検査装置
JP2008170233A (ja) * 2007-01-10 2008-07-24 Toyota Motor Corp 焼き入れ深さ測定装置および焼き入れ深さ測定方法
JP2009031112A (ja) * 2007-07-26 2009-02-12 Toyota Motor Corp 焼き入れ深さ測定装置および焼き入れ深さ測定方法
JP2009041917A (ja) * 2007-08-06 2009-02-26 Railway Technical Res Inst 鉄道レール表面硬化層の膜厚測定システム
JP2009109358A (ja) * 2007-10-30 2009-05-21 Toyota Motor Corp 焼入パターンの測定方法
JP2010048723A (ja) * 2008-08-22 2010-03-04 Kobe Steel Ltd 鉄筋腐食検査方法,鉄筋腐食検査装置
JP2010226934A (ja) * 2009-03-25 2010-10-07 Yazaki Corp シールド部材の異常検出方法及びシールド部材の異常検出装置
CN107831214A (zh) * 2017-10-31 2018-03-23 电子科技大学 基于共生式磁芯环绕结构的感应热像无损检测系统

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006337250A (ja) * 2005-06-03 2006-12-14 Non-Destructive Inspection Co Ltd 渦電流を用いた加工深さの測定方法及びこれを用いた測定装置
JP2008134106A (ja) * 2006-11-27 2008-06-12 Toyota Motor Corp 焼入パターン検査方法及び検査装置
JP2008170233A (ja) * 2007-01-10 2008-07-24 Toyota Motor Corp 焼き入れ深さ測定装置および焼き入れ深さ測定方法
JP2009031112A (ja) * 2007-07-26 2009-02-12 Toyota Motor Corp 焼き入れ深さ測定装置および焼き入れ深さ測定方法
JP2009041917A (ja) * 2007-08-06 2009-02-26 Railway Technical Res Inst 鉄道レール表面硬化層の膜厚測定システム
JP2009109358A (ja) * 2007-10-30 2009-05-21 Toyota Motor Corp 焼入パターンの測定方法
JP2010048723A (ja) * 2008-08-22 2010-03-04 Kobe Steel Ltd 鉄筋腐食検査方法,鉄筋腐食検査装置
JP2010226934A (ja) * 2009-03-25 2010-10-07 Yazaki Corp シールド部材の異常検出方法及びシールド部材の異常検出装置
CN107831214A (zh) * 2017-10-31 2018-03-23 电子科技大学 基于共生式磁芯环绕结构的感应热像无损检测系统

Also Published As

Publication number Publication date
JP3087499B2 (ja) 2000-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4528856A (en) Eddy current stress-strain gauge
EP1597553B1 (en) Measurement of residual and thermally-induced stress in a rail
JP4998821B2 (ja) 渦流検査方法及び該渦流検査方法を実施するための渦流検査装置
EP2583092B1 (en) Eddy current sensor and eddy current measurement method
JP5892341B2 (ja) 焼入深さ測定方法及び焼入深さ測定装置
JP5365742B2 (ja) 渦流計測用センサ
JP2007040865A (ja) 硬化層深さ・未焼入れ・異材判定の非破壊測定法
JPH06271926A (ja) 焼入硬化層深さの非破壊測定方法
Szielasko et al. Micromagnetic materials characterization using machine learning: Progress in nondestructive prediction of mechanical properties of steel and iron
JP5648663B2 (ja) 焼入れ硬化層厚さの検査装置及びニッケルめっき皮膜厚さの検査装置
JP3739118B2 (ja) 焼入硬化層深さの非破壊検査方法および装置
JP4831298B2 (ja) 焼き入れ深さ測定装置
CN108267502A (zh) 硬化层深度的涡流检测系统及检测方法
Ogneva et al. Local determination of the field of induced magnetic anisotropy and the level of residual mechanical stresses in tensile-deformed bodies made of low-carbon steels
Uchanin et al. Eddy current method for evaluation of stresses in steel components
JP2000009414A (ja) 表層厚さ測定方法
Sandomirskii Application of pole magnetization in magnetic structural analysis
JP5668511B2 (ja) 渦流計測用センサ及び渦流計測方法
RU2782884C1 (ru) Способ селективного контроля глубины и качества поверхностного упрочнения изделий из ферромагнитных материалов
Stefanita et al. Magnetic nondestructive testing techniques
JPH06308092A (ja) 材料劣化検査装置
JP5747666B2 (ja) 焼入れ鋼のオーバーヒート検出方法
RU2131592C1 (ru) Способ определения механических напряжений в изделиях из ферромагнитных материалов и устройство для его реализации
Vourna et al. Steel Health Monitoring Using Magnetic Techniques
JP2001272378A (ja) 磁性体材料の材料特性の計測方法、磁性体材料の変態状態の計測方法、磁性体材料の材料特性測定装置、及び磁性体材料の変態状態の計測装置

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees