JPH1143717A - リング状部材の熱処理変形防止方法 - Google Patents

リング状部材の熱処理変形防止方法

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JPH1143717A
JPH1143717A JP9211234A JP21123497A JPH1143717A JP H1143717 A JPH1143717 A JP H1143717A JP 9211234 A JP9211234 A JP 9211234A JP 21123497 A JP21123497 A JP 21123497A JP H1143717 A JPH1143717 A JP H1143717A
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JP
Japan
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ring
shaped member
heat treatment
outside diameter
sizing
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Pending
Application number
JP9211234A
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English (en)
Inventor
Hideki Kokubu
秀樹 國分
Keizo Hori
惠造 堀
Manabu Ohori
學 大堀
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NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
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Publication date
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    • 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

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リング状部材を製造する際、熱処理による変
形を防止することができるリング状部材の熱処理変形防
止方法を提供する。 【解決手段】 旋削や冷間ローリングを行った後、ワー
クリング2を外径拘束サイジング装置でサイジングする
ことにより加工応力を除去する。外径拘束サイジング装
置は円筒形状の外径拘束型1を有する。外径拘束型1の
内径には、圧入されるワークリング2に対して0〜−5
0μmの隙間が形成されており、ワークリング2を圧入
すると外径拘束型1の内径面にならってワークリング2
の外径が密着する。外径拘束型1の上側および下側に加
熱コイル3が対で設けられており、加熱コイル3に高周
波電流を流すことにより一対の加熱コイル3間に介在す
るワークリング2は誘導加熱する。この後、焼入れなど
の熱処理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、リング状部材の熱
処理変形防止方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、軸受などのリング状部材を製造す
る場合、つぎのような方法で行われていた。すなわち、
旋削→熱処理→旋削、あるいは旋削→冷間ローリング
(冷間転造)→熱処理→旋削という流れで製造されてい
た。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
リング状部材の製造方法では、焼入れ(ズブ焼および浸
炭,浸炭窒化後の焼入れを含む)後の変形が大きくなっ
てしまうという問題があった。これは、旋削および冷間
ローリング時に発生する加工応力が焼入れの高温保持の
間に解放され、このときにリングの変形が起こり、冷却
時にさらに変形するためである。
【0004】特に、リングの肉厚比(=(外径−内径)
/(2・外径)×100[%])が5%までのものに顕
著である。
【0005】そこで、本発明は、リング状部材を製造す
る際、熱処理による変形を防止することができるリング
状部材の熱処理変形防止方法を提供することを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項1に記載のリング状部材の熱処理変
形防止方法は、旋削や冷間ローリングなどの冷間加工を
行ってリング状部材を製造する際、前記冷間加工が行わ
れた後、前記リング状部材の外径面あるいは内径面を型
で拘束し、該拘束された状態で前記リング状部材を加熱
し、該加熱により前記リング状部材のサイジングを行う
と同時に、該リング状部材に生じた加工応力を除去する
ことを特徴とする。
【0007】また、円筒形状の型に拘束されたリング状
部材を加熱リングで誘導加熱することが好ましく、短時
間で加熱できる。
【0008】さらに、軸受鋼を加熱する場合、最高到達
温度を300℃〜A1変態点以下にすることが好まし
く、組織がフェライトからオーステナイトに変態してし
まうことを防止できる。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明のリング状部材の熱処理変
形防止方法の実施の形態について説明する。図1は外径
拘束サイジング装置の構成を概略的に示す図である。外
径拘束サイジング装置は円筒形状の外径拘束型1から主
に構成されており、外径拘束型1は窒化シリコンSi3
4 などのセラミック材からできている。
【0010】外径拘束型1の内径には、圧入されるワー
クリング2に対して0〜−50μmの隙間が形成されて
いるので、ワークリング2を圧入すると外径拘束型1の
内径面にならってワークリング2の外径が密着する。
【0011】外径拘束型1の上側および下側には加熱コ
イル3が対で設けられており、加熱コイル3に高周波電
流を流すことにより一対の加熱コイル3間に介在するワ
ークリング2は誘導加熱する。図2は加熱コイル3によ
るヒートパターンを示すタイミングチャートである。立
ち上がりから立ち下がりまでの誘導加熱が2秒〜15秒
程度で行われる。また、最高到達温度(サイジング温
度、処理温度T)の保持時間は最高到達温度に達すれば
よく、特に限定されるものではないが、好ましくは1秒
〜10秒である。
【0012】図3は焼入れ処理を示す図である。焼入れ
処理を行う場合、RXガス雰囲気中に840℃で1時間
焼入れを行った後、170℃で2時間焼戻しを行う。
【0013】図4は浸炭処理を示す図である。浸炭処理
を行う場合、RXガス+エンリッチガス雰囲気中に93
0℃および840℃で浸炭を行った後、170℃で焼戻
しを行う。
【0014】図5は浸炭窒化処理を示す図である。浸炭
窒化処理を行う場合、RXガス+エンリッチガス+アン
モニア5%雰囲気中に870℃および840℃で浸炭窒
化を行った後、170℃で焼戻しを行う。
【0015】
【実施例】表1にワークリング2の製造に使用される材
料A、Bを示す。
【0016】
【表1】 材料Aは鋼種SUJ2であり、840℃で1時間焼入れ
処理される。鋼種SUJ2は炭素1.0重量%,シリコ
ン0.25重量%,リン0.01重量%,イオウ0.0
1重量%,マンガン0.15重量%,クロム1.5重量
%を含有する。
【0017】また、旋削や冷間ローリングにより材料A
から製造されるワークリング2の寸法は外径φ90m
m,内径φ84mm,幅10mmである。
【0018】表2に材料Aを用いて実験を行った結果を
示す。表2において、(1)は旋削→焼入れの工程を示
し、(2)は旋削→冷間ローリング→焼入れの工程を示
し、(3)は旋削→サイジング→焼入れの工程を示し、(4)
は旋削→冷間ローリング→サイジング→焼入れの工程を
示す。すなわち、サイジングを行わない工程(1),(2)の
ものを比較例とし、サイジングを行う工程(3),(4)のも
のを実施例とする。
【0019】
【表2】 実施例1〜10では、サイジングを行うことにより熱処
理による変形が小さくなり、焼入れ後の真円度がよくな
ることがわかる。サイジングを行う場合、A1変態点
(723℃)以上で組織がフェライトからオーステナイ
トに変態してしまうので、その処理温度T(サイジング
温度)はA1変態点以下の上限温度であることが望まし
い。下限温度は200℃以上であればよいが、400℃
以上であることが好ましく、サイジング後の真円度がよ
くなる(実施例3,4,5,8,9,10)。
【0020】また、比較例1、2では旋削よりも冷間ロ
ーリングを加えたものの方が熱処理による変形が大きい
ことが分かる。
【0021】つぎに、表3に材料Bを用いて実験を行っ
た結果を示す。材料Bは鋼種SCR420である。鋼種
SCR420は炭素0.2重量%,シリコン0.25重
量%,リン0.01重量%,イオウ0.01重量%,マ
ンガン0.7重量%,クロム1.0重量%を含有する。
【0022】表3において、(5)は旋削→浸炭(焼入
れ)の工程を示し、(6)は旋削→浸炭窒化(焼入れ)の
工程を示し、(7)は旋削→冷間ローリング→浸炭の工程
を示し、(8)は旋削→冷間ローリング→浸炭窒化の工程
を示し、(9)は旋削→サイジング→浸炭の工程を示し、
(10)は旋削→サイジング→浸炭窒化の工程を示し、(11)
は旋削→冷間ローリング→浸炭の工程を示し、(12)は旋
削→冷間ローリング→サイジング→浸炭窒化の工程を示
す。サイジングを行わない工程(5),(6),(7),(8)のも
のを比較例とし、サイジングを行う工程(9),(10),(1
1),(12)のものを実施例とする。
【0023】
【表3】 実施例11〜14では、サイジングを行うことにより浸
炭あるいは浸炭窒化処理に対しても変形が小さくなり、
浸炭あるいは浸炭窒化処理後の真円度がよくなることが
わかる。
【0024】このように、サイジング時に旋削や冷間ロ
ーリングによる加工応力を除去することができ、熱処理
変形を抑えることができる。
【0025】尚、内径拘束サイジング装置を適用するこ
とも可能である。図6は内径拘束サイジング装置の構成
を概略的に示す図である。内径拘束サイジング装置で
は、コレット状に拡縮自在な内径拘束型5が設けられて
おり、ワークリング6を内側から外径方向に拡げるよう
に拘束する。ワークリング6を挟む上側および下側には
一対の加熱コイル7が設けられており、高周波電流を流
すことによりワークリング6を誘導加熱する。この内径
拘束サイジング装置においても、外径拘束サイジング装
置と同様にワークリング6の内径を矯正することができ
る。
【0026】また、サイジングを行うことにより後工程
での熱処理変形を抑えるので、旋削や冷間ローリングの
前工程が熱鍛や温鍛であっても有効である。
【0027】
【発明の効果】本発明の請求項1に記載のリング状部材
の熱処理変形防止方法によれば、旋削や冷間ローリング
などの冷間加工を行ってリング状部材を製造する際、前
記冷間加工が行われた後、前記リング状部材の外径面あ
るいは内径面を型で拘束し、該拘束された状態で前記リ
ング状部材を加熱し、該加熱により前記リング状部材の
サイジングを行うと同時に、該リング状部材に生じた加
工応力を除去するので、旋削や冷間ローリングにより残
存する加工応力が加熱により解放されて変形が起こり易
い箇所を外径または内径で拘束することでほぼ真円にサ
イジングすることができ、旋削や冷間ローリング加工品
の歪みを除去して矯正することができる。
【0028】したがって、リング状部材を製造する際、
焼入れ時などに再び加熱されても変形が生じず、熱処理
による変形を抑えることができる。
【0029】また、焼入れ後の真円度がよいことは、当
然、焼戻し後の真円度もよいことになり、熱処理後(焼
入れ、焼戻し後)の研削や取代を少なくできる。これに
より、研削回数を減らすことができ、研削コストを低減
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】外径拘束サイジング装置の構成を概略的に示す
図である。
【図2】加熱コイル3によるヒートパターンを示すタイ
ミングチャートである。
【図3】焼入れ処理を示す図である。
【図4】浸炭処理を示す図である。
【図5】浸炭窒化処理を示す図である。
【図6】内径拘束サイジング装置の構成を概略的に示す
図である。
【符号の説明】
1 外径拘束型 2、6 ワークリング 3、7 加熱コイル 5 内径拘束型

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 旋削や冷間ローリングなどの冷間加工を
    行ってリング状部材を製造する際、 前記冷間加工が行われた後、前記リング状部材の外径面
    あるいは内径面を型で拘束し、 該拘束された状態で前記リング状部材を加熱し、 該加熱により前記リング状部材のサイジングを行うと同
    時に、該リング状部材に生じた加工応力を除去すること
    を特徴とするリング状部材の熱処理変形防止方法。
JP9211234A 1997-07-23 1997-07-23 リング状部材の熱処理変形防止方法 Pending JPH1143717A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1683876A2 (en) 2005-01-21 2006-07-26 Ntn Corporation Quench hardened bearing washer for thrust roller bearing and thrust roller bearing
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