JPS5837117A - 液中焼入方法及び装置 - Google Patents

液中焼入方法及び装置

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JPS5837117A
JPS5837117A JP56134773A JP13477381A JPS5837117A JP S5837117 A JPS5837117 A JP S5837117A JP 56134773 A JP56134773 A JP 56134773A JP 13477381 A JP13477381 A JP 13477381A JP S5837117 A JPS5837117 A JP S5837117A
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cooling
water
cooler
water level
induction heater
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JP56134773A
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JPS6039127B2 (ja
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Akio Naito
内藤 秋夫
Toshikazu Koyama
小山 敏二
Kesahiro Kono
河野 今朝広
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Neturen Co Ltd
Koshuha Netsuren KK
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Neturen Co Ltd
Koshuha Netsuren KK
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    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/06Surface hardening
    • C21D1/09Surface hardening by direct application of electrical or wave energy; by particle radiation
    • C21D1/10Surface hardening by direct application of electrical or wave energy; by particle radiation by electric induction
    • 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
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、液中焼入方法及び液中焼入装置に関し、特に
リングを有する偏肉部材のリングの内面を誘導加熱によ
って均一に焼入する液中焼入方法及び液中焼入装置に関
するもの!ある。
即ち、部材の表層に均一な焼入層を形成する場合、均−
加熱及び冷却が必須要件1あるが誘導加熱器と冷却器と
を組合わせて焼入する従来例マは部材の形状によりその
目的の均一焼入が必ずしも満足に達成tきず、焼ムラ又
は焼入深さの不均一が起きる。本発明は焼入加工能率と
焼入深さ精度を実際に決める加熱及び冷却の安定性を飛
躍的に高める液中焼入方法及び液中焼入装置に関するも
のfある。
が、このような公知の焼入においては、例えば偏肉部材
のようにその焼入面にそった部位の肉厚が相異し、部材
各所の熱容量が相異している場合、各部における入熱量
が一定1あっても温度上昇度が相違する上、各部の冷却
速度も著しく異なるため、加熱時及び冷却時には第1図
に図示される部材Wの孔りの内面を焼入する場合にHで
示される焼入部が形成されるというような不均一な焼入
状態となり、焼ムラ又は不均一な焼入深さの発生を免か
れることがfきず、熱応力及び変態応力の偏在によって
焼われが発生したり、該部位の靭性を損するなどの不都
合が生じ別途の手段が必要1ある。従って、従来は焼入
面の肉厚が著しく異なる偏肉部材に対しては焼入硬化処
理に代えて浸炭処理に依拠していたが、浸炭所要面以外
の部材外表面に事前メッキ処理等を必要とするなど、処
理能率および処理コストは異常に崇むため、これら偏肉
部材に対しても適応可能な焼入硬化処理の方法の出現が
要請されていた。
それ故、本発明の第1の目的は前記従来の欠点を除き、
焼入面周囲の肉厚変動が大きい焼入部材fあっても、均
一に加熱及び冷却を行ない焼入精度を高めることが1き
るように焼入層を均一にする安定した液中焼入方法?提
供すること1あり、又、本発明の第2の目的は本発明の
液中焼入方法を実施しうる液中焼入装置を提供すること
にある。
本発明の液中焼入方法は、被焼人材を冷却液を満した水
槽中に浸漬した状態で、嶺該水槽の水頭容量と誘導加熱
器の自己冷却水の水量とを調節しつつ加熱することによ
って偏肉部に非焼入部を残して所要面を均一に且つ調整
可能に焼入する液中焼入することを特徴とする。
一方、本発明の液中焼入装置は、第1水位から所用の水
頭を持つ第2水位によって冷却液の冷却容量を所要値に
定める水位変更装置ケ有する水槽内に、被加工部材を浸
漬した状態マ、被焼入面の全体が必要な程度に均一が温
度になるように自己冷却用の冷却水流量全調節可能な第
3冷却器を備えた訪導加熱器フ均一に加熱しつつ、ある
いは必要により加熱後も引続き該焼入部外側に備えた第
2冷却器フ冷却液を噴水するが、第1冷却器によって水
頭冷却谷せ下の該焼入面の温度しdル全制御して加熱及
び冷却の必要程度の均一化を図って均一に焼入すること
を特徴とする。
即ち、この本発明によれば第2水位の変位によって冷却
効果の定められた水頭熱(冷却)容量、液中側方噴射冷
却容量及び加熱器の温度しΔル制御用冷却器の組合わせ
でo、osmm〜2mm。
特には例えば、Q、1mmの焼入れの深さの精度を実現
することができ、薄く焼入fきずに表面焼入処理が難し
いとされた部材に対しても焼入することが1きるのであ
り、更に焼入層外縁部に母材組織を残すことも可能′t
%あるからこれを用いて該被焼入部材の強度と靭性の高
さを両立させることがtきる。
以下に第2図〜第4図を参照して本発明の詳細な説明す
る。第2図に於いて、1は水槽、2は水槽1中で図示し
々い昇降装置によって昇降可能な受台%Wは受台2の上
に置かれた被焼人材″1%ある。被焼人材Wは第1図に
示すように孔りにより一部分が相対的に非常に薄い内部
で形成される板状の部材でるり、例えばレバー等してい
る。孔2aの周壁面には冷却液噴射孔2bが開口し、該
孔2bには受台2に接続された第1冷却器なる冷却液供
給管3を介して水槽1外の図示しない冷却液供給源から
冷却液が供給され、必要により水槽1内の冷却液よりも
低温の冷却液を供給できる。
校規人材Wの孔りには受台2の孔2αfJって該受台2
の下方から円柱状の誘導加熱器4が挿入されている。誘
導加熱器4は内部に誘導コイルを備えている。誘導加熱
器4を支持している導体5及び5A内には高周波電源2
2と誘導コイルとを接続する導線のほかに%第3図に示
すように誘導コイルの自己冷却用冷却水を供給する第3
冷却器々る冷水管6及び排水管7が併設されている。冷
水管6は水槽1外に引出されており、流量計8及び調節
弁9が設けられている。
水槽1内には校規人材Wの最も肉の薄い部分の外側を冷
却するために第4図に丞すように図示しない冷却液供給
源に接続する、第2冷却器なる冷却液噴射ノズル10が
配置されている。また、水槽1の一端側には下方を開と
した仕切板11によって所定容積の室12が区画され、
該室12には水槽外のシリンダ等の昇降装置13により
ロープ14を介して昇降されるプランジャー15が降下
時に挿入可能となっている。室12及び昇降装置13蓮
びにプランジャー15、更にロープ14と滑車16など
の部材は水槽1内の水位?L1からL2まt変化させる
ための水位変更装置を構成している。
水槽1の他端側には水位L2の高さの溢水壁17が設け
られ、かつ該溢水壁17の水位L1の所に下限水位調節
管18が開口し電、磁弁19により焼入操作開始前の水
位L1が設定される。
電磁弁19と調節管18″f所定の如く操作すれは水頭
を調節し、冷却容量を所用値に変えるようにすることが
1きる。水槽1の外周壁IAと溢水壁17との間には排
水溝20が設けられ、排水溝20に連通ずる排水管21
が水槽外周壁の下端に開口している。
前記構成の装置において第4図図示の如き校規人材Wを
焼入する時には、予め該部材Wの形状材質に応じて第1
、第2水位L1r L2 k設定しておき、まずプラン
ジャー15を第2図の実線位置に引上げた状態−v4磁
弁19によって水槽1内の水位を所定のシ:1水位L1
にし、受台2上に校規人材Wを置く。この場合、誘導加
熱器4が校規人材Wの孔り内に挿通されるように校規人
材を位置決めする。校規人材Wのセットを行なう作業は
、空気中であるためにその作業性は良い。
プランジャー15を下降させて水位L2にする。この場
合、水槽1の容量およびプラン源22から誘導加熱器4
に高周波菖流を通電し、誘導加熱器4により校規人材W
の孔りの内壁面全誘導加熱する。同時に12冷却器の冷
却液噴射ノズル10によって校規人材Wの薄肉部分外側
Wに冷却液を噴射して該部分の過熱を効果的に防止する
。所定時間、例えば1〜5秒の通電中、誘導加熱器4内
の誘導コイルも第3冷却器6から供給される冷水によっ
て冷却されるが、この冷水の供給量は流量計8−11%
検出されるとともに調節弁9によって制御される。この
冷水供給量は校規人材Wの孔りの直径と誘導加熱器4の
外直径との差、例えば、1〜1.5mm差の範囲で云え
ば水頭冷却容量を一定とした場合敏感に焼入れ深さ金変
えることが1きる。例えば、冷却水量f6t/分にする
時得られた1 mmの焼入深さ’i、7.5t/分に変
更することでその焼入深さ全008mmと丁すことが出
来る。このように比例定数を見込めるほど焼入層の厚み
と誘導加熱器4の自己冷却水量との相関?確立すること
ができた結果、焼入深さを高度な精度〒管理↑きる。
所定時間;通電後1通’IE?停止し、次いt第1冷却
器の冷却液供給管3から冷却液を孔2aを介して校規人
材Wの孔りに噴射して孔りの壁面を冷却する。これによ
り孔りの壁面が第4図にHとして示される薄い焼入れ層
に焼入されるの1、焼入後プランジャー15を引上げて
水位’eL1に戻し、校規人材Wを水槽中から取出す。
本発明の焼入装置は、水位変更装置1定める所用水位と
第1.第2および第3冷却器を所用に組合せることによ
って安定した加熱制御と安定した焼入冷却制御を可能と
し、必要なら例えば0.1mm深さの焼入精度により従
来より質のよい表面硬化処理をより多くの異形部材に対
して、安全に実施でき、しかもその安定性によって均質
品の量産効果は顕著に高まる。
特に肉の薄い部分の過剰加熱の効果的防止は、焼入面全
体を移動焼入処理によらず一回の加熱で所定の深さま↑
均一温度にすることができ、相対的に非常に薄い内部と
厚肉部とを持つ林焼入面に対しても両面にわたって同時
に薄め層1均一に焼入でき、これにより該薄肉部に必要
とする非硬化組紙全残して適切な靭性を保持させる−こ
とができる。本発明による焼入操作は従来実施され柱か
った偏肉部材にま1実施!i>囲を拡張し、表面硬化処
理技術水率全高度に発展させることができ/−8
【図面の簡単な説明】
# 11/Iは従来の焼入方法及び装置により焼入され
た焼入層の状態図であり、第2しiは本発明を実施する
ための装置の一実施例を示した一部断面正図、第3図は
第2図の一部分の詳細を示す一部断面正面ワ、ツ4図は
本発明によって焼入される校規人材を示す平面図〒ある
。 1・・・水槽、2・・・受台、3・・・第1冷却器、4
・・・誘導加熱器、fi、7,8および9・・・冷水管
・排水管・流量計および調節弁からなる算3冷却器。 10・・・第2冷却器、13.14.15および16・
・・昇降装置、チェノ、プランヂャーおよびスプロケッ
トからなる水位変更装置、H・・・焼入層、LLおよび
L2・・・第1水位および第2水位、W・・・校規人材
、W・・・薄肉部 特許出願人  高周波熱錬株式会社 代理人 弁理士 吉 永 酒 夫

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  冷却液を満した水槽中に被焼人材の外側噴射
    冷却装置?有する液中焼入において、土=1水槽の水頭
    容量と誘導加熱器の自己冷却水の水量とを調節しつつ加
    熱することによって、偏肉部に非焼入部を残して所要面
    の焼入層を均一に且つ調整可能に焼入する液中焼入方法
    。 (2、特許請求の範囲第1項の方法を実に″するための
    液中焼入装置であって、 水槽中に被焼人材全深さ可変に支持する受台を設けると
    ともに該被焼人材の焼入面に沿って誘導加熱器を設け、
    該焼入れるべき面に冷却液全噴射する紀1冷却器を該受
    台に接続するとともに該焼入面の薄肉部に対する冷却な
    いし過剰加熱制御用の冷却液全噴射する詔2冷却器を当
    該薄肉部外側に対向配瞳し、更に前言1誘導加熱器内に
    自己冷却用の冷却水の流量を調整可能な第3冷却器を備
    え、高さ位置を調整可能にした前言e受台の近辺に第1
    水位を持ちかつ該第1水位から所用の水頭全持つ第2水
    位によって冷却容量を所用値に定める水位変更装置を有
    し、偏肉部材の肉厚部及び薄肉部の比に応じて、上記第
    2水位冷却熱容量と第1および第2冷却器の噴射する冷
    却水量ならびに銅3冷却器の冷却水の流量との4者の組
    合わせ全所望の如く設定可能に構成することにより均一
    な深さの焼入層の形成を特徴とする液中焼入装置。
JP56134773A 1981-08-27 1981-08-27 液中焼入方法及び装置 Expired JPS6039127B2 (ja)

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