JPH0751740B2 - 浸炭焼入部品の浸炭抜き方法 - Google Patents

浸炭焼入部品の浸炭抜き方法

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JPH0751740B2
JPH0751740B2 JP62206700A JP20670087A JPH0751740B2 JP H0751740 B2 JPH0751740 B2 JP H0751740B2 JP 62206700 A JP62206700 A JP 62206700A JP 20670087 A JP20670087 A JP 20670087A JP H0751740 B2 JPH0751740 B2 JP H0751740B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、浸炭後焼入硬化処理された浸炭焼入部品の浸
炭抜き必要個所の浸炭層を除去するために用いられる浸
炭焼入部品の浸炭抜き方法に関する。
(従来の技術) 自動車のトランスミッションやデファレンシャル等に使
用される歯車部品や、摺動部品、切削用の工具等では、
表面は硬くて耐摩耗性に優れ、内部は硬化してなく、靭
性が高いことが要求される。
そこで、このような要求を満たす部品を作成する方法と
して、通常、固体浸炭、液体浸炭、ガス浸炭等の浸炭焼
入法が採用されている。
この浸炭焼入法は、低炭素鋼または合金鋼の表面硬化法
の一種で、これらの鋼または合金鋼を必要とされる部品
形状に加工した後、浸炭剤中においてA点(共析変態
点:約723℃)以上の温度に加熱して炭素を表面に侵入
拡散させて表面のみを硬鋼にし、次に焼入により表面の
硬鋼層を硬化する方法である。
ところで、上記浸炭焼入法によって処理された浸炭焼入
部品は、前述したように、表面は硬くて耐摩耗性に優
れ、内部は硬化してなく靭性が高い状態にあるが、この
ような、浸炭硬化部と浸炭抜き部(浸炭されていない部
分)とが共存する浸炭焼入部品と、他部品とを溶接によ
り接合する場合に、接合個所以外の浸炭硬化部の硬さを
保持するために溶接には電子ビーム溶接等の局所的な溶
接が可能な溶接法が用いられる。
ところが、電子ビーム溶接等の局所的な溶接法により浸
炭焼入部が局所的に加熱、急冷されると、当該個所がマ
ルテンサイト変態を起し、この時の変態応力と冷却時に
おける熱応力によって、いわゆる溶接割れを起しやすく
なる。
そこで、浸炭焼入部品と他部品との溶接時には、溶接割
れ防止のため、溶接部の浸炭抜きが行われていた。
従来、この浸炭焼入部品の浸炭抜き方法としては、 1)浸炭前に浸炭抜きが必要な個所に銅メッキ等のメッ
キを施し防炭する方法。
2)浸炭前に浸炭抜き必要な個所にカーボンキラー等の
セラミックス系コーティングを施し防炭する方法。
3)浸炭焼入部品を浸炭焼鈍しして浸炭層を軟化した
後、浸炭抜きが必要な部位の浸炭層を切削除去し、その
後、再度焼入して浸炭層を硬化した後、仕上切削を行う
方法。
4)浸炭焼入部品の浸炭抜きが必要な個所をCBN工具
(立方晶窒化ほう素焼鈍工具)を用いて切削除去する方
法。
5)浸炭焼入部品を浸炭焼鈍しして浸炭層を軟化した
後、焼入必要部分を高周波誘導加熱して焼入処理し、そ
の他の非焼入部、即ち、浸炭抜き必要個所の浸炭層を切
削除去する方法。
等が知られていた。
(発明が解決しようとする問題点) ところが、上記浸炭抜き方法の内、浸炭前に浸炭抜きが
必要な個所に銅メッキ等のメッキを施し防炭する方法で
は、浸炭時の防炭はほぼ確実に行えるが、メッキ処理に
手間が係り、また、メッキ処理はコスト高であり製造コ
スト増大の原因となる。
また、浸炭前に浸炭抜きが必要な個所にカーボンキラー
等のセラミック系コーティングを施して防炭する方法で
は、上記メッキによる方法と同様にコストがかかる他、
浸炭時にコーティング剤から放出される有機溶媒等のガ
スによって浸炭炉が汚染されやすく好ましくない。
また、浸炭焼入部品を浸炭焼鈍しして浸炭層を軟化した
後、浸炭抜きが必要な部位の浸炭層を切削除去し、その
後、再度焼入して浸炭層を硬化した後、仕上切削を行う
方法では、焼鈍し後の切削除去時に生じた加工歪等によ
りその後の焼入時に寸法精度が狂いやすく、このため、
焼入後に切削個所の仕上切削が必要となり加工手間がか
かる。また、再焼入時に脱炭しやすく、無脱炭焼入を行
う必要があり手間がかかる。
また、浸炭焼入部品の浸炭抜きが必要な個所をCBN工具
(立方晶窒化ほう素焼結工具)を用いて切削除去する方
法では、浸炭焼入層の硬度が大きく層厚も1.5mm程度あ
るため切削に時間がかかり、また、切削工具の摩耗も激
しく、作業手間及び工具費が掛かる。
また、浸炭焼入部品を浸炭焼鈍しして浸炭層を軟化した
後、焼入必要部分のみを高周波誘導加熱して焼入処理
し、その他の非焼入部、即ち、浸炭抜き必要個所の浸炭
層を切削除去する方法では、部分的に焼入を行うため内
部に歪が生じ易く、焼入時や溶接時に焼き割れの恐れが
あり、また、焼入後、内部に歪が残留した状態で非焼入
部を除去するため切削時に破損する恐れもある。
このように、従来行われていた浸炭焼入部品の浸炭抜き
方法では、夫々問題があり、浸炭抜き方法としては不十
分であった。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、浸炭
焼入部品の硬さ必要個所の硬度を低下することなく、且
つ、内部歪を生ずることなく浸炭焼入部品の浸炭抜きが
可能であって、しかも比較的低コストな浸炭焼入部品の
浸炭抜き方法を提供することを目的とする。
(問題点を解決するための手段) 本発明では、上記目的を達成するため、浸炭硬化部と浸
炭抜き部とが共存する浸炭焼入部品において、浸炭焼入
後に浸炭抜きの必要な個所を所定温度に高周波誘導加熱
した後冷却して当該部及びその近傍のみ焼戻し、前記焼
入部品の前記浸炭抜き必要個所の硬さを低下した後、当
該個所の全浸炭焼層を切削除去する。
また、前記焼入部品の前記浸炭抜き必要個所を高周波誘
導加熱する際に、前記浸炭抜き必要個所以外の浸炭硬化
部の硬さを低下させないために、当該個所に水冷法、冷
し金法若しくはその他の冷却法を施して当該個所の昇温
を抑えるか、若しくは、前記浸炭焼入部品の前記浸炭抜
き必要個所とそれ以外の浸炭硬化部とを結ぶ熱流路の断
面積を設計上許される範囲内で狭め若しくは該熱流路を
長くし、前記熱流路の熱抵抗を増大することにより高周
波誘導加熱時における加熱個所から浸炭硬化部への熱伝
導を最小限に留め、当該部の昇温を抑えるか、あるい
は、当該個所に水冷法、冷し金法若しくはその他の冷却
法を施すと共に、前記浸炭焼入部品の前記浸炭抜き必要
個所とそれ以外の浸炭硬化部とを結ぶ熱流路の断面積を
設計上許される範囲内で狭め若しくは該熱流路を長く
し、前記熱流路の熱抵抗を増大することにより高周波誘
導加熱時における加熱個所から浸炭硬化部への熱伝導を
最小限に留め当該部の昇温を抑える。
(作用) 前記本発明による浸炭抜き方法では、浸炭焼入部品の浸
炭抜きが必要とされる個所及びその近傍のみ高周波誘導
加熱によって焼き戻し処理がなされるため、マルテンサ
イト等の脆弱な組織が生じる恐れがなく、内部に歪が生
じることもない。
また、浸炭抜きが必要な個所は焼き戻されて軟化するた
め切削による浸炭層の除去が容易になる。
さらにまた、高周波誘導加熱による焼ひ戻し時に、その
熱が浸炭抜き部以外の硬さが必要とされる個所に伝熱さ
れないように前記種々の手段が高じられるため、硬さ必
要個所の硬度が低下することがない。
(実 施 例) 以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明す
る。
前述したように、本発明による浸炭焼入部品の浸炭抜き
方法では、浸炭硬化部と浸炭抜き部とが共存する浸炭焼
入部品において、浸炭焼入後に浸炭抜きの必要な個所を
所定温度に高周波誘導加熱した後冷却して当該部及びそ
の近傍のみ焼戻し、前記焼入部品の前記浸炭抜き必要個
所の硬さを低下した後、当該個所の全浸炭層を切削除去
することを特徴とする。
第1図乃至第3図は、上記本発明による浸炭抜き方法の
一実施例を示し、自動車のオートトランスミッション等
に使用される歯車部品1のフランジ部2に第4図に示す
ようにクラッチドラム等の別部品8を溶接するため、該
フランジ部2の浸炭層を除去する場合の例を示す。
第1図において、本発明による浸炭抜き方法では、浸炭
焼入部品たる歯車部品1の浸炭抜きが必要とされるフラ
ンジ部2のみが加熱されるように、高周波誘導加熱用コ
イル4を配置する。この高周波誘導加熱用コイル4とし
ては内部に冷却水5が通水される水冷銅管等が使用され
る。
さて、第1図に示すように高周波誘導加熱用コイル4を
配置した後、高周波誘導加熱用コイル4に高周波電流を
通電し、歯車部品1のフランジ部2の浸炭抜き必要個所
を650℃以上A変態点以下に加熱した後冷却して焼戻
し処理し、当該部のみ局所的に硬さを低下させる。
次に、焼戻し処理がなされた歯車部品1のフランジ部2
の浸炭抜き必要個所の浸炭層6を、例えば第2図の破線
7に示すような所定形状に切削し、第3図に示すように
当該部及びその近傍の浸炭層6を除去し、浸炭抜き部7
を形成する。
このようにしてフランジ部2の浸炭抜き必要個所の浸炭
層6が除去された歯車部品1の該フランジ部2に、第4
図に示すように他部品8を電子ビーム溶接等により溶接
する場合には、溶接部分Aの浸炭層が除去されているた
め、溶接割れ等を生ずること無く溶接を行うことができ
る。尚、図中A′(クロスハッチ部)は溶接による溶融
部である。
ところで、本発明では、第1図に示したように、浸炭焼
入部品1の浸炭抜き必要個所2のみ高周波誘導加熱によ
り焼戻すが、高周波誘導加熱時に、浸炭焼入部品1の硬
さ必要部、すなわち、図においては歯車部品1の歯3の
部分に熱が伝導し、当該部が加熱されてしまうと当該部
の硬さが低下してしまい問題となる。そこで本発明で
は、浸炭焼入部品の浸炭抜き必要個所以外の部位が加熱
されないように以下の手段をこうじる。
すなわち、本発明では、浸炭焼入部品の浸炭抜き必要個
所を高周波誘導加熱する際に、浸炭抜き必要個所以外の
浸炭硬化部の硬さを低下させないために、当該個所に水
冷法、冷し金法若しくはその他の冷却法を施して当該個
所の昇温を抑えるか、若しくは、浸炭焼入部品の浸炭抜
き必要個所とそれ以外の浸炭硬化部とを結ぶ熱流路の断
面積を設計上許される範囲内で狭め若しくは該熱流路を
長くし、その熱流路の熱抵抗を増大することにより高周
波誘導加熱時における加熱個所から浸炭硬化部への熱伝
導を最小限に留め、当該部の昇温を抑えるか、あるい
は、当該個所に水冷法、冷し金法若しくはその他の冷却
法を施すと共に、浸炭焼入部品の浸炭抜き必要個所とそ
れ以外の浸炭硬化部とを結ぶ熱流路の断面積を設計上許
される範囲内で狭め若しくは該熱流路を長くし、前記熱
流路の熱抵抗を増大することにより高周波誘導加熱時に
おける加熱個所から浸炭硬化部への熱伝導を最小限に留
め当該部の昇温を抑える。
第5図は冷却法の一例を示し、前記浸炭焼入部品たる歯
車部品1の硬さ必要部たる歯部分3全体を水冷管9で覆
い、フランジ部2の浸炭抜き必要個所を高周波誘導加熱
する時に該水冷管9内に冷却水10を通水し、当該部を水
冷して昇温を抑制した例を示す。
第6図は歯車部品1の歯部分3の昇温を抑えるために、
フランジ部2の浸炭抜き必要個所以外の部分Bの断面積
を設計上許容できる範囲内で狭めるとともに、フランジ
部2と歯部分3との連結部、すなわちフランジ部2と歯
部分3とを結ぶ熱流路Cの断面積を設計上許容される範
囲内で狭め、高周波誘導加熱時における加熱個所から硬
さ必要個所たる歯部分3に至る熱流路の熱抵抗を増大
し、加熱個所からの熱伝導を最小に抑えた例を示す。
尚、第5図に示した冷却法と第6図に示した熱伝導を抑
える方法とを併用することにより、浸炭抜き必要部の高
周波誘導加熱時における硬さ必要部の昇温をより確実に
抑制することができる。
さて、以上のように、本発明による浸炭焼入部品の浸炭
抜き方法によれば、浸炭抜きが必要とされる個所とその
近傍のみが高周波誘導加熱により局部的に焼戻され、そ
の焼戻しされて硬さが低下した部位のみ切削除去される
ため、その他の硬さが必要とされる部位の硬さを低下す
ること無く浸炭抜き必要個所の浸炭層を除去することが
できる。
尚、上記実施例では、浸炭焼入部品としてオートトラン
スミッションに使用される歯車部品を例として本発明に
よる浸炭抜き方法を適用した例を示したが、その他の浸
炭焼入部品に対しても、同様に実施することができる。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、浸炭焼入部品の
浸炭抜きが必要とされる個所及びその近傍のみ高周波誘
導加熱によって焼戻し処理がなされ、当該部の硬さが低
下されるため、比較的簡単に、且つ確実に浸炭焼入部品
の浸炭抜き必要個所の浸炭層を切削除去することができ
る。
また、焼戻し時の加熱温度もA変態点以下に抑えられ
るため、加熱時にマルテンサイト等の脆弱な組織が生じ
るおそれがなく、また、焼戻しのため内部に熱歪が生じ
る恐れもほとんど無い。
また、浸炭抜き必要個所の高周波誘導加熱による焼戻し
時に、その熱が浸炭抜き部以外の硬さが必要とされる個
所に伝熱されないように前記種々の手段が高じられるた
め、硬さ必要個所の昇温を抑制することができ、当該部
の硬度の低下を防止することができる。
また、本発明によれば、高周波誘導加熱による焼戻し処
理と、通常の切削工具による切削処理とによって浸炭抜
き必要個所の浸炭層を除去するため、特別な切削工具等
を必要とせず、また、作業手間も係らず、製造コストを
低減することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による浸炭抜き方法の一実施例を示す浸
炭焼入部品と高周波誘導加熱コイルの概略構成断面図、
第2図は浸炭焼入部品の浸炭抜き必要個所の要部断面
図、第3図は浸炭抜き必要個所の浸炭層除去後の状態を
示す浸炭焼入部品の要部断面図、第4図は浸炭抜き必要
個所の浸炭層が除去された浸炭焼入部品と別部品との溶
接接合時の状態を示す断面図、第5図は高周波加熱時に
おける加熱部以外の昇温を抑制するための冷却手段の一
例を示す浸炭焼入部品と高周波誘導加熱コイル及び水冷
管の要部断面図、第6図は高周波加熱における加熱部以
外の昇温を抑制するための手段の一例を示す浸炭焼入部
品と高周波誘導加熱コイルの要部断面図である。 1……浸炭焼入部品、2……浸炭抜き必要個所、3……
硬さが必要とされる浸炭硬化部、4……高周波誘導加熱
用コイル、6……浸炭層、7……浸炭抜き部、9……冷
却用水冷管、A……溶接部、A′……溶接による溶融
部、B,C……熱流路。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】浸炭硬化部と浸炭抜き部とが共存する浸炭
    焼入部品において、浸炭焼入後に浸炭抜きの必要な個所
    を所定温度に高周波誘導加熱した後冷却して当該部及び
    その近傍のみ焼戻し、前記焼入部品の前記浸炭抜き必要
    個所の硬さを低下した後、当該個所の全浸炭層を切削除
    去することを特徴とする浸炭焼入部品の浸炭抜き方法。
  2. 【請求項2】前記焼入部品の前記浸炭抜き必要個所を高
    周波誘導加熱する際に、前記浸炭抜き必要個所以外の浸
    炭硬化部の硬さを低下させないために、当該個所に水冷
    法、冷し金法若しくはその他の冷却法を施して当該個所
    の昇温を抑えたことを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の浸炭焼入部品の浸炭抜き方法。
  3. 【請求項3】前記焼入部品の前記浸炭抜き必要個所を高
    周波誘導加熱する際に、前記浸炭抜き必要個所以外の浸
    炭硬化部の硬さを低下させないために、前記浸炭焼入部
    品の前記浸炭抜き必要個所とそれ以外の浸炭硬化部とを
    結ぶ熱流路の断面積を設計上許される範囲内で狭め若し
    くは該熱流路を長くし、前記熱流路の熱抵抗を増大する
    ことにより高周波誘導加熱時における加熱個所から浸炭
    硬化部への熱伝導を最小限に留め、当該部の昇温を抑え
    たことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の浸炭焼
    入部品の浸炭抜き方法。
  4. 【請求項4】前記焼入部品の前記浸炭抜き必要個所を高
    周波誘導加熱する際に、前記浸炭抜き必要個所以外の浸
    炭硬化部の硬さを低下させないために、当該個所に水冷
    法、冷し金法若しくはその他の冷却法を施すと共に、前
    記浸炭焼入部品の前記浸炭抜き必要個所とそれ以外の浸
    炭硬化部とを結ぶ熱流路の断面積を設計上許される範囲
    内で狭め若しくは該熱流路を長くし、前記熱流路の熱抵
    抗を増大することにより高周波誘導加熱時における加熱
    個所から浸炭硬化部への熱伝導を最小限に留め当該部の
    昇温を抑えたことを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の浸炭焼入部品の浸炭抜き方法。
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DE102007031078B4 (de) * 2006-07-05 2021-02-04 Neumayer Tekfor Engineering Gmbh Kugelgleichlauffestgelenk als Gegenbahngelenk und Verfahren zur Herstellung

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