JPH108130A - 焼入深さ管理方法 - Google Patents
焼入深さ管理方法Info
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- JPH108130A JPH108130A JP8181259A JP18125996A JPH108130A JP H108130 A JPH108130 A JP H108130A JP 8181259 A JP8181259 A JP 8181259A JP 18125996 A JP18125996 A JP 18125996A JP H108130 A JPH108130 A JP H108130A
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- JP
- Japan
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- quenching
- heating
- depth
- power
- quenching depth
- Prior art date
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- Pending
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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
Landscapes
- General Induction Heating (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数の同種ワークを表面焼入する際に、焼入
深さを規格範囲内に高精度に管理する。 【解決手段】 所定の電源電圧にてワークを調査焼入す
る。調査焼入での加熱時の電力の経時的な変化パターン
を検出する。ワークを切開して焼入深さを調べ、焼入深
さを規格範囲内に管理するのに必要な電力変化パターン
の許容範囲を求める。調査焼入に続く本焼入で、各加熱
毎に電力変化パターンを調査する。電力変化パターンが
許容範囲内であるか否かによって、焼入深さを管理す
る。
深さを規格範囲内に高精度に管理する。 【解決手段】 所定の電源電圧にてワークを調査焼入す
る。調査焼入での加熱時の電力の経時的な変化パターン
を検出する。ワークを切開して焼入深さを調べ、焼入深
さを規格範囲内に管理するのに必要な電力変化パターン
の許容範囲を求める。調査焼入に続く本焼入で、各加熱
毎に電力変化パターンを調査する。電力変化パターンが
許容範囲内であるか否かによって、焼入深さを管理す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高周波誘導加熱を
用いた表面焼入による焼入深さを、ワークを切断せずに
間接的に精度よく管理する焼入深さ管理方法に関する。
用いた表面焼入による焼入深さを、ワークを切断せずに
間接的に精度よく管理する焼入深さ管理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】高周波誘導加熱を用いた表面焼入では、
ワークの表面に対向させた加熱コイルに高周波電流を流
し、ワークの表面に生じる誘導電流によりその表面を加
熱し、所定温度に達した時点でワークの表面を急冷する
ことにより、その表面に焼入層を形成する。
ワークの表面に対向させた加熱コイルに高周波電流を流
し、ワークの表面に生じる誘導電流によりその表面を加
熱し、所定温度に達した時点でワークの表面を急冷する
ことにより、その表面に焼入層を形成する。
【０００３】このような表面焼入では、通常、同じ種類
のワークが連続して焼入される。一連の焼入前には、加
熱コイルに付加する電流値、電圧値および周波数、更に
は加熱時間、冷却水量、コイルからワーク表面までの距
離（ギャップ）などの焼入条件が、最適条件に経験的に
設定される。しかし、その後の一連の焼入では、同種の
ワークであっても、個々のワーク間の寸法上のバラツキ
や、材質上のバラツキ、更にはセッティングに際しての
ギャップのバラツキ等により、焼入深さが一定にならな
いという問題がある。
のワークが連続して焼入される。一連の焼入前には、加
熱コイルに付加する電流値、電圧値および周波数、更に
は加熱時間、冷却水量、コイルからワーク表面までの距
離（ギャップ）などの焼入条件が、最適条件に経験的に
設定される。しかし、その後の一連の焼入では、同種の
ワークであっても、個々のワーク間の寸法上のバラツキ
や、材質上のバラツキ、更にはセッティングに際しての
ギャップのバラツキ等により、焼入深さが一定にならな
いという問題がある。
【０００４】この問題を解決するために、特開平２−１
９４１１９号公報には、ワーク側のインピーダンスを加
熱開始からモニタし、モニタされたインピーダンスの変
化を、適性な焼入深さが得られるインピーダンスの変化
と対比して、モニタされたインピーダンスの変化が適性
範囲内に収まるように、電源電流を制御する方法が開示
されている。
９４１１９号公報には、ワーク側のインピーダンスを加
熱開始からモニタし、モニタされたインピーダンスの変
化を、適性な焼入深さが得られるインピーダンスの変化
と対比して、モニタされたインピーダンスの変化が適性
範囲内に収まるように、電源電流を制御する方法が開示
されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】特開平２−１９４１１
９号公報に開示された方法によると、同種ワークの一連
の焼入で、ワーク側のインピーダンスが適性範囲内に管
理される。しかし、実際の焼入では、加熱コイルの劣化
やコアの劣化等により、焼入設備側のインピーダンスも
変化し、この変化によっても焼入深さは変動するが、ワ
ーク側のインピーダンス変化に基づいて電源電流を制御
する方法では、焼入設備側のインピーダンス変化に対応
できないので、焼入深さが規格範囲から外れるおそれが
ある。
９号公報に開示された方法によると、同種ワークの一連
の焼入で、ワーク側のインピーダンスが適性範囲内に管
理される。しかし、実際の焼入では、加熱コイルの劣化
やコアの劣化等により、焼入設備側のインピーダンスも
変化し、この変化によっても焼入深さは変動するが、ワ
ーク側のインピーダンス変化に基づいて電源電流を制御
する方法では、焼入設備側のインピーダンス変化に対応
できないので、焼入深さが規格範囲から外れるおそれが
ある。
【０００６】また、この方法では加熱中に電源電流が操
作される。これは抵抗値の調節による電源電圧の操作に
より行われるが、この操作により焼入条件のバランスが
崩れるので、むしろ焼入深さが不安定になる危険すらあ
る。
作される。これは抵抗値の調節による電源電圧の操作に
より行われるが、この操作により焼入条件のバランスが
崩れるので、むしろ焼入深さが不安定になる危険すらあ
る。
【０００７】そして、この方法の最も大きな問題点は、
上述したように、焼入深さが正確と言えないにもかかわ
らず、焼入後の全てのワークを良品と判定するので、焼
入深さが規格範囲外の不良品をピックアップすることが
できない点である。
上述したように、焼入深さが正確と言えないにもかかわ
らず、焼入後の全てのワークを良品と判定するので、焼
入深さが規格範囲外の不良品をピックアップすることが
できない点である。
【０００８】本発明はかかる事情に鑑みて創案されたも
のであり、複数の同種ワークを表面焼入する際に、焼入
深さが規格範囲外のワークを高精度にピックアップする
ことができる焼入深さ管理方法を提供することを目的と
する。
のであり、複数の同種ワークを表面焼入する際に、焼入
深さが規格範囲外のワークを高精度にピックアップする
ことができる焼入深さ管理方法を提供することを目的と
する。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる焼入深さ
管理方法は、高周波誘導加熱により複数の同種ワークを
表面焼入するにあたり、焼入深さと加熱電力との関係を
調査するために、予め設定した電源電圧にて加熱焼入を
行い、この調査焼入の加熱時に得られた電力の経時的な
変化パターンと焼入深さとの関係から、焼入深さを規格
範囲内に管理するのに必要な電力変化パターンの許容範
囲を求め、以後の本焼入で電源電圧を固定して加熱を行
うと共に、加熱毎に電力変化パターンを調査し、調査さ
れた電力変化パターンが前記許容範囲内に管理されてい
るか否かを判定することにより、焼入深さを調査するこ
とを特徴とする。
管理方法は、高周波誘導加熱により複数の同種ワークを
表面焼入するにあたり、焼入深さと加熱電力との関係を
調査するために、予め設定した電源電圧にて加熱焼入を
行い、この調査焼入の加熱時に得られた電力の経時的な
変化パターンと焼入深さとの関係から、焼入深さを規格
範囲内に管理するのに必要な電力変化パターンの許容範
囲を求め、以後の本焼入で電源電圧を固定して加熱を行
うと共に、加熱毎に電力変化パターンを調査し、調査さ
れた電力変化パターンが前記許容範囲内に管理されてい
るか否かを判定することにより、焼入深さを調査するこ
とを特徴とする。
【００１０】焼入深さは、ワーク側のインピーダンス変
化および焼入設備側のインピーダンス変化の影響を受け
る。電源電圧が一定のとき、これらの変化は電力変化と
して現れる。従って、電源電圧を固定して加熱を行い、
各加熱での電力変化パターンがその許容範囲内に管理さ
れているか否かを判定することにより、焼入深さがその
許容範囲内に管理されているか否かを精度よく間接判定
することができる。
化および焼入設備側のインピーダンス変化の影響を受け
る。電源電圧が一定のとき、これらの変化は電力変化と
して現れる。従って、電源電圧を固定して加熱を行い、
各加熱での電力変化パターンがその許容範囲内に管理さ
れているか否かを判定することにより、焼入深さがその
許容範囲内に管理されているか否かを精度よく間接判定
することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１はワークの形状および焼入領
域を示し、（ａ）は縦断側面図、（ｂ）は正面図であ
る。図２は焼入設備の構成図、図３は加熱コイルの形状
を示す斜視図で、（ａ）はステム部用、（ｂ）はカップ
部用を示す。図４は電力変化パターンを示すグラフで、
（ａ）はステム部について示し、（ｂ）はカップ部につ
いて示す。
に基づいて説明する。図１はワークの形状および焼入領
域を示し、（ａ）は縦断側面図、（ｂ）は正面図であ
る。図２は焼入設備の構成図、図３は加熱コイルの形状
を示す斜視図で、（ａ）はステム部用、（ｂ）はカップ
部用を示す。図４は電力変化パターンを示すグラフで、
（ａ）はステム部について示し、（ｂ）はカップ部につ
いて示す。
【００１２】ワーク１０は、ここでは自動車の駆動系に
使用される等速ジョイントであり、そのステム部１１の
外面およびカップ部１２の内面に焼入層１１′および１
２′がそれぞれ形成される。
使用される等速ジョイントであり、そのステム部１１の
外面およびカップ部１２の内面に焼入層１１′および１
２′がそれぞれ形成される。
【００１３】焼入設備は、図２に示されるように、所定
の電源電圧に基づいて高周波電圧を発生する発振器２０
と、発振器２０が発生する高周波電圧を低電圧に変換し
て大電流を得る出力トランス３０と、出力トランス３０
に接続された加熱コイル４０と、発振器２０の出力側に
接続された電力モニタ５０とを具備する。電力モニタ５
０は、発振器２０の出力側で電圧および電流を検出し、
ワーク１０を加熱するときの電力の経時変化を表示器６
０に表示する。
の電源電圧に基づいて高周波電圧を発生する発振器２０
と、発振器２０が発生する高周波電圧を低電圧に変換し
て大電流を得る出力トランス３０と、出力トランス３０
に接続された加熱コイル４０と、発振器２０の出力側に
接続された電力モニタ５０とを具備する。電力モニタ５
０は、発振器２０の出力側で電圧および電流を検出し、
ワーク１０を加熱するときの電力の経時変化を表示器６
０に表示する。
【００１４】加熱コイル４０は、ワーク１０のステム部
１１の外面を加熱するものについては、図３（ａ）に示
されるように、ステム部１１の軸方向の外面形状に対応
して折れ曲がった２本の直線部４１，４１の両端部同士
を円弧部４２，４３により接続した半開放の鞍型コイル
である。また、ワーク１０のカップ部１２の内面を加熱
する加熱コイル４０は、図３（ｂ）に示されるように、
カップ部１２の内面に対向するように巻き径を軸方向に
変化させた螺旋状のコイルである。
１１の外面を加熱するものについては、図３（ａ）に示
されるように、ステム部１１の軸方向の外面形状に対応
して折れ曲がった２本の直線部４１，４１の両端部同士
を円弧部４２，４３により接続した半開放の鞍型コイル
である。また、ワーク１０のカップ部１２の内面を加熱
する加熱コイル４０は、図３（ｂ）に示されるように、
カップ部１２の内面に対向するように巻き径を軸方向に
変化させた螺旋状のコイルである。
【００１５】焼入作業では、少数のワーク１０を調査焼
入した後、残る多数のワーク１０を次々と本焼入する。
入した後、残る多数のワーク１０を次々と本焼入する。
【００１６】調査焼入においても本焼入においても、ワ
ーク１０のステム部１１の外面を焼入する場合は、その
ステム部１１に加熱コイル４０を対向させ、この状態で
ワーク１０を回転させながら、発振器２０に所定の電圧
を印加する。これにより、ステム部１１０の外面の焼入
予定部が誘導電流により加熱される。
ーク１０のステム部１１の外面を焼入する場合は、その
ステム部１１に加熱コイル４０を対向させ、この状態で
ワーク１０を回転させながら、発振器２０に所定の電圧
を印加する。これにより、ステム部１１０の外面の焼入
予定部が誘導電流により加熱される。
【００１７】調査焼入では、加熱時の電圧値を経験から
推定した適正値とする。発振器２０にこの電圧を印加す
ると、電力モニタ５０により検出される電力は、図４
（ａ）に示されるように、電圧印加と同時に増大し始
め、飽和後、変態点で少し変化する経時パターンとな
る。
推定した適正値とする。発振器２０にこの電圧を印加す
ると、電力モニタ５０により検出される電力は、図４
（ａ）に示されるように、電圧印加と同時に増大し始
め、飽和後、変態点で少し変化する経時パターンとな
る。
【００１８】加熱が終わると、焼入液の吹き付けにより
加熱部を急冷して焼入層１１を形成する。焼入後、ワー
ク１０を切開して焼入層１１の深さを調べる。その深さ
と焼入深さの規格範囲とから、焼入深さをその規格範囲
内に収めるのに必要な電力変化パターンの許容範囲、す
なわち上限値および下限値を求める。電源電圧の修正が
必要な場合はその修正を行う。いずれにしても、特定の
電源電圧に対して、焼入深さをその規格範囲内に収める
のに必要な電力変化パターンの許容範囲を求める。
加熱部を急冷して焼入層１１を形成する。焼入後、ワー
ク１０を切開して焼入層１１の深さを調べる。その深さ
と焼入深さの規格範囲とから、焼入深さをその規格範囲
内に収めるのに必要な電力変化パターンの許容範囲、す
なわち上限値および下限値を求める。電源電圧の修正が
必要な場合はその修正を行う。いずれにしても、特定の
電源電圧に対して、焼入深さをその規格範囲内に収める
のに必要な電力変化パターンの許容範囲を求める。
【００１９】なお、加熱開始から０コンマ数秒の間は、
電力変化パターンが安定しないので、許容範囲の対象外
とするのが望ましい。
電力変化パターンが安定しないので、許容範囲の対象外
とするのが望ましい。
【００２０】以上が調査焼入である。調査焼入が終わる
と、電源電圧を所定値に固定してワーク１０のステム部
１１の外面を次々と加熱し本焼入する。この本焼入で
は、各加熱毎に、電力モニタ５０により、電力変化パタ
ーンを調査する。そして、全てのワーク１０について、
電力変化パターンが、調査焼入で求めた許容範囲内に入
っているか否かを検査し、電力変化パターンがその許容
範囲外のものを、焼入深さが規格範囲外としてピックア
ップする。
と、電源電圧を所定値に固定してワーク１０のステム部
１１の外面を次々と加熱し本焼入する。この本焼入で
は、各加熱毎に、電力モニタ５０により、電力変化パタ
ーンを調査する。そして、全てのワーク１０について、
電力変化パターンが、調査焼入で求めた許容範囲内に入
っているか否かを検査し、電力変化パターンがその許容
範囲外のものを、焼入深さが規格範囲外としてピックア
ップする。
【００２１】電源電力を固定した場合の電力変化には、
ワーク１０の材質変動、ギャップ変動等によるワーク側
のインピーダンス変化だけでなく、加熱コイル４０の劣
化、コアの劣化等による焼入設備側のインピーダンス変
化も反映される。これらのインピーダンス変化により焼
入深さが変化するので、電力変化パターンにより焼入深
さを管理することにより、その管理が正確に行われる。
ワーク１０の材質変動、ギャップ変動等によるワーク側
のインピーダンス変化だけでなく、加熱コイル４０の劣
化、コアの劣化等による焼入設備側のインピーダンス変
化も反映される。これらのインピーダンス変化により焼
入深さが変化するので、電力変化パターンにより焼入深
さを管理することにより、その管理が正確に行われる。
【００２２】カップ部１２の内面を焼入する場合にも、
まず調査焼入を行って、図４（ｂ）に示すような電力変
化パターンの許容範囲を求める。そして、調査焼入の後
の本焼入において、所定の電源電圧にて加熱焼入を行
い、各加熱毎に、電力モニタ５０により、電力の変化パ
ターンを調査する。そして、全てのワーク１０につい
て、電力変化パターンが、調査焼入で求めた許容範囲内
に入っているか否かを検査し、電力変化パターンがその
許容範囲外のものを、焼入深さが規格範囲外としてピッ
クアップする。
まず調査焼入を行って、図４（ｂ）に示すような電力変
化パターンの許容範囲を求める。そして、調査焼入の後
の本焼入において、所定の電源電圧にて加熱焼入を行
い、各加熱毎に、電力モニタ５０により、電力の変化パ
ターンを調査する。そして、全てのワーク１０につい
て、電力変化パターンが、調査焼入で求めた許容範囲内
に入っているか否かを検査し、電力変化パターンがその
許容範囲外のものを、焼入深さが規格範囲外としてピッ
クアップする。
【００２３】これにより、カップ部１２の内面について
も焼入深さが正確に管理される。
も焼入深さが正確に管理される。
【００２４】本実施態様は、ワーク１０が等速ジョイン
トの場合の焼入深さ管理方法であるが、これに限らず他
のワークの表面焼入に適用できることは言うまでもな
い。
トの場合の焼入深さ管理方法であるが、これに限らず他
のワークの表面焼入に適用できることは言うまでもな
い。
【００２５】
【発明の効果】以上に説明した通り、本発明にかかる焼
入深さ管理方法は、複数の同種ワークを表面焼入するに
当たり、電源電圧を固定して加熱を行い、各加熱での電
力変化パターンから焼入深さを推定することにより、焼
入深さが規格範囲内か否かを高精度に判定することかで
きる。従って、焼入深さが規格範囲外のワークが良品中
に混入する事態が回避される。
入深さ管理方法は、複数の同種ワークを表面焼入するに
当たり、電源電圧を固定して加熱を行い、各加熱での電
力変化パターンから焼入深さを推定することにより、焼
入深さが規格範囲内か否かを高精度に判定することかで
きる。従って、焼入深さが規格範囲外のワークが良品中
に混入する事態が回避される。
【図１】ワークの形状および焼入領域を示し、（ａ）は
縦断側面図、（ｂ）は正面図である。
縦断側面図、（ｂ）は正面図である。
【図２】焼入設備の構成図である。
【図３】加熱コイルの形状を示す斜視図で、（ａ）はス
テム部用、（ｂ）はカップ部用を示す。
テム部用、（ｂ）はカップ部用を示す。
【図４】電力変化パターンを示すグラフで、（ａ）はス
テム部について示し、（ｂ）はカップ部について示す。
テム部について示し、（ｂ）はカップ部について示す。
１０ ワーク ２０ 発振器 ３０ 出力トランス ４０ 加熱コイル ５０ 電力モニタ
Claims (1)
- 【請求項１】 高周波誘導加熱により複数の同種ワーク
を表面焼入するにあたり、焼入深さと加熱電力との関係
を調査するために、予め設定した電源電圧にて加熱焼入
を行い、この調査焼入の加熱時に得られた電力の経時的
な変化パターンと焼入深さとの関係から、焼入深さを規
格範囲内に管理するのに必要な電力変化パターンの許容
範囲を求め、以後の本焼入で電源電圧を固定して加熱を
行うと共に、加熱毎に電力変化パターンを調査し、調査
された電力変化パターンが前記許容範囲内に管理されて
いるか否かを判定することにより、焼入深さを調査する
ことを特徴とする焼入深さ管理方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8181259A JPH108130A (ja) | 1996-06-21 | 1996-06-21 | 焼入深さ管理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8181259A JPH108130A (ja) | 1996-06-21 | 1996-06-21 | 焼入深さ管理方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH108130A true JPH108130A (ja) | 1998-01-13 |
Family
ID=16097583
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8181259A Pending JPH108130A (ja) | 1996-06-21 | 1996-06-21 | 焼入深さ管理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH108130A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005054213A (ja) * | 2003-08-08 | 2005-03-03 | High Frequency Heattreat Co Ltd | 底つき筒体の筒部の内表面の焼入れ方法 |
| JP2013138036A (ja) * | 2007-09-13 | 2013-07-11 | Neturen Co Ltd | 加熱コイルとワークとの位置関係を判定する方法 |
| JP2015181114A (ja) * | 2009-07-21 | 2015-10-15 | 高周波熱錬株式会社 | 高周波焼入れ異常判定装置及び方法 |
-
1996
- 1996-06-21 JP JP8181259A patent/JPH108130A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005054213A (ja) * | 2003-08-08 | 2005-03-03 | High Frequency Heattreat Co Ltd | 底つき筒体の筒部の内表面の焼入れ方法 |
| JP2013138036A (ja) * | 2007-09-13 | 2013-07-11 | Neturen Co Ltd | 加熱コイルとワークとの位置関係を判定する方法 |
| JP2015181114A (ja) * | 2009-07-21 | 2015-10-15 | 高周波熱錬株式会社 | 高周波焼入れ異常判定装置及び方法 |
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