JPS59178356A - 焼入材の硬度分布測定法 - Google Patents

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】 本発明は焼入れした物の硬度分布を測定づる方法に関す
る。

焼入れしたちのく以後焼入材と称ずンの（茂械的性質（
例、耐厚耗性、強度）を知る為の最も一般的な方法に硬
度計を使い焼入材の硬度分布を測定する方法がある。こ
の方法は、焼入材を焼入表面に対し大略垂直に切断し、
該切断面の各焼入法δ部分に硬度計の圧子を順次当てて
硬度を読み取り、焼入れの深さに対する硬度、即ち硬度
分布を測定づる方法である。しかし、焼入材を切断し、
該切断面に硬度計の圧子を当てる操作は、非常に手間の
かかる厄介な操作である。

本発明はこの様な点に鑑みてなされたもので、焼入材の
焼入層の深度を測定し、焼入材へ磁束を通づ−ための励
磁電源の周波数を順次可変して、該焼入材への磁束滲透
度を可変し、各々の周波数にお（ブる焼入材の鉄損を検
出し、該各鉄損から焼入層における微小焼入層の鉄損を
求め、該各々の鉄損を硬度に変換し、焼入材の焼入表面
からの深度と硬１哀の関係を求める新規な焼入材の硬度
分布測定方法を提供するものである。

さて、焼入材の焼入層の深さく以後焼入深度と称す）は
、焼入深度と焼入層の鉄損が大略比例関係にあることを
使って測定することが出来る。第１図はその一例を示し
たもので〈特願昭５７−２５４９０号参照）、鉄心１を
焼入材２の上に近接して配置し、該鉄心にコイル３を巻
き、該コイルに交流電源４から交流電力を印加出来るよ
うになリ。又、前記焼入（第２に］イル６をｊ※簀イ〒
回故巻さ、該コイルの両端Ｇご、例えは＝１ンデンリー
Ｃと抵抗［−＜からなるＩＩＩ′コ分回路７を接続し、
該コンデンリにジンクロスローブ８を接＃ｉ”Ｃ９る。

そし−Ｃ１先ず、父流電諒４を調節し−７，被動］定物
２の焼入層（の（りｊ・束量が所定ｆｉｉ’口こなる様
にづる。即ち、鉄心１と被測定物２どの間に出来た様す
気回路の磁束ψのｌｌ’７　Ｉｊｉｊ的変化にＪ−り誘
起された電圧ｅ（−ｄΦ／ｄｔ＞を積分回路７によっＣ
（Ｌｌ１分したもの、即ち磁束ψの吊を前記シンクロス
コープ８で観測し、該磁束量が、ある設定しに、値にな
るように前記交流電源４をａｔｅ節号る。但し、この揚
台、磁束が少くとも焼入１１゛りの深さよ′Ｃ洛透づる
様に交流電源４の周波数を調節力る。そして、この状態
で、被測定物のりヒ入層の鉄損に対応したｌホｊとして
、電力ｉ＋５から電力値を読み、該電力値から被測定物
の焼入層の深１すがｄｌｌ定される。この様な焼入深′
度測定にｄｓいで、前記励磁電源４の周波数ｆと励磁コ
イル３からの磁束の焼入れ月２１＼のＳ透深さＰ　ｌｃ
Ｊ　。

Ｐ＝Ｋ・１．・′ｆ（Ｋ（ま焼入材の種類等により決ま
る定数である）・・・・・・・・・（１）の関）系が−
４）る。

次に本発明の成因を述べる。先覆゛、予め焼入層１艮の
分かつている同一の材質の焼入材を複数個用βづる。こ
れらの焼入材の焼入層１ｕをｄ、、、ｄ２゜ｄｓ、ｄ４
．ｄｓ、−−−（但しｄ　、　　＜ｄ　２＜ｄｓ　＜ｄ
　４　＜ｄ　５・・・・・・・・・）とづ−る。先づ゛
、焼入深度ｄ１の焼入オオについて以下の様にして鉄損
ど硬度を測定り−る。前記焼入深度測定駅間の励磁電源
４０向波数を、ｉｉｊ記（１〉の関係に従って、励磁コ
イル３からの磁束の滲透深さく以後磁束深度と称１）−
）が、例えはＱ、５ｍｍ間隔で、ｄ、、　　、　ｄ、、
　　、　ｄ、、３・・・・・・・・・（但し、（Ｊ□　
＜　ｄ、、　　＜　ｄ、、・・・・・・・・・で何れも
（１１より小さい）どなる様に調整し、各磁束深度にお
ける焼入材の鉄損ど各微小焼入層（０〜ｄ、１゜ｄｌｌ
　　〜ｄ１□　、（ｊ、ユ　〜ｄｌｌ　　＋　Ｊｓ　　
〜ｄ、、　　、　ｄ、＋　〜ｄ１５）の硬度を硬度計−
Ｃ測る。該硬Ｉ哀を測る時、硬の様にして測った硬度を
微小焼入層の平均硬度と児る。口の結果、磁束深度り１
．ｄｌｌ　、　　（１，、、ｄ、ヤ。

・・・・（こ夕・１し、１久ｊｉｌ　ｉＪ、人々＼へ１
１１．＼・′〜・４２．、＼・〜’１３　＋　Ｗｌ＋＋
・・・・・、各微小焼入ｊ（’ｊ　（０−（Ｌｌ、Ｏｎ
　　〜（］１、。

（１，、−ｄ、、　　　　、　　　ｄ、　　　　〜　ｄ
１＋　　　、　　　・・−−＞　　の　Ｉｉ’Ｅ　Ｉ良
　　は　ト１．１　　。

’−１，，、ｆｉ、３．　ｌ−１，う、・・・・・・て
゛あった。該（則定から、８微小焼入層、Ｆｊｉｌり焼
入表面から（ｊｌ、の間、ｄ　１１からｄｌｌの間、ｄ
、、からＬｌ　０間、（１、う　からｄｌ＋の間、・・
・・・・にお（プる１り、１（（ハ＼”）’ＩＩ　−１
ｖＶＩｌ”　　’ｖ’ｉ　ＩＩ　＋Ｗ１．−＼へ′、４
．＼へ’１．．−−＼・＼ＩＩ３．・・・・・・、硬度
（まｌ九。

！４．．　、　Ｈ，１、１−１，、ｖ、・・・・・・と
見ることが出来、各丘ン、１０と硬１見の関係を調べる
と、＼・〜’、、＝　１（ｆＬ、ｉ−：＋１＋　Ｖ〜・
′１ニー　＼Ｌ′Ｊ、、　　　−ｋ　　　　（（１，、
ｄｕ　　　　）　　　１−Ｌｈ　　　−＼””　、’ｓ
　　　−ｖ％１１１　　　＝−ｋ＜ｔＬｚ−ｄ、、）ｌ
−１，ｓ、〜・〜’１”）−Ｗ、、−ｋ＜ｌＪ：＋−６
５３））１、う　、・・・・・・（あった（尚、１＼ｌ
Ｊｊ焼人材の材Ｙ（彎にＪミリ決定する係ｅシ）。即ち
、焼入Ｋ・ｊ（こおりる各微小焼入バー・）の鉄膜ｆＬ
４４　ｇ４係教１（と））λ大深度Ｃ１，１の偵と、各
微小焼入Ｆｉの硬度との積に薄しい。；つ（（こ、焼入
深ｌ及ｔｉ　２の焼入材について＝し同様にして鉄１（
−）と硬ｊ長を測定覆る。このｌ′丁、電源４の周波数
を１）１ｊ記く′１）の関係に従って、コイル３からの
Ｋｋ東深深度例えば０．５ｍｍ間隔で、Ｌ　　、　Ｌ＞
　、　ｄユ。

、・・・・・・（但し、（１工、　＜ｄユニ〈ｄユ３・
・・・・・で何れも（ｊ２より小さい）となる様にｉ周
堅し、６久４員ど（Ｉ用度を測ると、磁束深度し　、　
ｄ−、ｄ、　　、　ｄ、。１．、。

・・・・・・に対し、鉄損は夫々Ｗユ、　　、　ｗ、、
　、　’ｖ’を仏　、■や　。

・・・・・・、各微小焼入層（Ｏ〜ｄユｌ＋　ａＪＪ　
　・〜　ｄよ２．ｄ２工・〜（ｉユ、、・・・・・・）
の硬度はＨ，、、ｌ−１ユ、１−１よ、　、　ｌ−１−
１・・・・・・であった。そして、該測定から前記と同
様に、焼入表面からら１　の間、ｄよ１　　がらｄ□、
のｉｍ、〔ｊよ工からｄユ〕　の間、ｄユ、がら（１，
の間・・・・・・にＪ３　レザるハＬ）と硬度の関係を
調べると、＼へ仏　＝ｉ（６２１１雪よ１　　、　　　
　Ｘ〜籠　　−〜〜ダ、−ｋ　　（ｄ、１　　−　ｄ、
、　　　）１−（よ、　　昌〜−３−・、へム＝へ（ｄ
、３−、−（ＩよＬＮ−１２０９ｗい一■、−ｋ　　ｔ
　（−−’−Ｑユ、１鵡、・・・・・・であった。即ち
、焼入：１−４における各）へ文小焼入層の鉄損は材質
係数）（とバ：１人深度ｄ２の伯と、各微小カ１１人層
の硬度との積に′：、ｓ′シい。

ノブ下、焼入深度ｄ３、ｄ４川・・・の焼入材について
も同様な」１ｊ定を行ったところ、同じ様なａ＋ｉ定結
果が１昇られた。以上の結果、焼入層にａ５１）る各微
小焼入ハ（、；の１り、損Ｖ＼、′は、ｉＡ　、’ｊ４
ｊ係故１（と黴〕」冑）“ｄ入ｊｉ４の７ｓｙ　ｒＬ　
（ｌの（ヒ）を（ヒ）す１１定数として、（１史度日（
こ比例（］℃いることか分かつＩこ（即ち＼ＩＶ　＝ｉ
（ｄ、、　ｉ−ｉ・・・・・・（２））。そこ′（、先
ザ１ｊｔｉ入（イのちに入深麿をＩＩＩ定し、次に、ｉ
４目ｇか該焼入４４　ｏ）焼入に〆）の各深さ１こ浸）
ムづる様に、ハに入４）Ｊへ（６束を通づ為の励！！ｌ
電源の周波もりを順次−＋ｉＪ変し、各）７のｆｊｊ汲
故での鉄損の測定かられ゛ｄ人層にお（Ｊる各微小焼入
層のり、１員を求め、ｉ、シ各々の１人；０を前記（２
）の関係（こ従って）−１哀に変１うこ俳れは、焼入層
（こお（プる焼入表面からの深度と硬度の１−１１り、
即ら硬庶分イ目がホ１］定出来る、。

第２図はｉｌＩ記の如き原理に基づい（なされｌ〔本発
明の焼入／ＡＵ）　ｉ使庶分’（Ｉｉ　ｉｔ！ｉ定法の
一実施例を示した硬度分イｌｉ測定装はの概略を示すも
ので、図中第′１図に（ＩＶｌいた杏−シ〕とｌＩ＋ｉ
一番−弓の句ｄれ１こものは同−措成要京である。図中
９は電子計線機σ）如さ中央処ＪＨ１ミＫ　Ｂ；７７璽
以後ＣＩ）　Ｕと称？Ｊ）”Ｑ、周波数制伶ｉ１１ｉ１
３　ｉｔ谷］Ｏ（こ指令を）ムつてりｊｉ３磁電源（交
（′六ξ電源）４のｆｉｌ波教を１ｌｉｒ！次ｉｉＪ変
する。この可変−りへき周波数のｌ１ｆｉ　Ｉま、予め
ＣＰ　Ｕ　９のメモ１月こ記１辺、さｉｔてし入る８こ
れら記す、・ｊ、される周波数のｆｌｆ＋　ｌ′ｊ、、
焼入材の焼入れ深度が（１１の１侍、Ｅｋ束潟透度が１
シ）１えぽ００５ｍ１１間１ｉｒ４　Ｃ順次ｄ、１．ｕ
ｌ−２ｄ１３．ｄ）４．・・・・・・（慣し、ｊｉＪれ
もｄ、より小さい〉（ｊｌとなる周波数、焼入深度が０
２の時、磁束滲透Ｉ哀がＱ　、　５　ｍｎ１間隔−Ｃ・
ｊＹ！次ｔｆ、Ｈ，、（ｌよ、、ｄユ３，０片　、・・
・・・・（但し、何れも（ｉ２より小さい）ｄ２となる
周波数・・・・・・焼入層αがｄｎの詩、磁束滲透度が
例えば、０　、５ｍｍ間１；地で１（ｊｉ次ｄり＋　、
　ｄｎ、、　、　ｄｎｓ　、　ｄｍ４−・＝　（但し何
れムｄｎより小さい）　ｄｍとりる周波数である。電力
計５５ノ〕＼ら求められた焼入材２の焼入層の各磁束ｍ
　１Ｍ反にｉｆｊげる鉄（０に対応した信号は１１ｑ記
ＣＩ−’　［Ｊ　９に）Ｘられる。該ＣＰ　Ｕは該４３
号から前記焼入材２の焼入層の深度Ｃ］を測定づると同
時に、予めメモリに記′ｌ巧、さギした前記く２）の式
〈叩ち、鉄損Ｗ−微小ＩＰ人；Ｑフの深さｆｌａｑ　Ｘ
硬度１−１）に従って、焼入層にあげる各微小焼入層の
Ｖ、損値を硬度値に変換づ−る。１１ｔ］前記ＣＰＵの
指令（こ従い、横軸にツ）を大表面からの深度、縦軸に
硬度を表した硬度分布を表示する表示装置である。斯く
の如き装置において、ある焼入４号をゼンｉ〜し、交流
型■；：４を調節し４力゛こ人層／１２の；）に入用で
の磁束岱か所定１直になるようにし、法度・ｒ、Ｈ）、
　ｉＬｉ　４Ｒ；　、：り図を使い、電力計５の鉄Ｊ工
１のｔｉｒｆから該焼入イΔの焼入ン光度を測定する（
１イ丁ぼｊｌｌｒｆ　ｂ　７−２　ｂ　’１９０号参照
）。そして、該）リス人＋Ａの焼入深度［１，をＣＰＵ
９のメモリに記憶さゼてｄ３く。１次に、’（’；　Ｃ
Ｐ　Ｕ　（７）指令ｋ　ｊ：　リ、該１：１２　人ｔＪ
　７＼（７）磁束海透度が０．５ｔｎｍ閤隔でｄｏ、　
　、　ｄ、１．ｄ、、。

・・・・＋Ｉ。　　どなる（１）Ｈに順次変えていく。

この１時、順次電力計の１的、即ち、焼入Ｉ／ｌ−２の
１ス損は順次Ｗ。１゜＼１〜’ｏｈ　、Ｗｂ３　　、・
・・を検出し、該゛焼入層の）メ１入用の各微小焼入層
、ｌｌｉ］ち焼入層ｍｌ　カラ（Ｉ　ａｌ　　（７）　
１７ｊｌ、ｃｌ、、　　カら（１ｏ２　　の■、ｊ、（
１゜ヨ　　からｄ。、の間、・・・・・・のｌｉ；！、
ｊＥ’Ｊ　Ｗｂ、＋Ｖ＼’、３Ｌ　−Ｗ５１　＋　ＷＯ
２’ＶＶＯＺ　、”’　”’を求め、ｎ、Ｋ　ｆ）、Ｊ
ｆｆｉ　ＩＦｆを前記（２）式（〜Ｖ−ｄｏｃ　Ｘ　ｉ
ｔ　）に従って（υ度（的１−１゜５，１１゜よ、）−
１゜１．・・・・・に変換し、表示装置１゛イに、懐軸
に焼入表面がらの深さ〔１゜ｌ　　、ｄｏ、＋　ｄｅｉ
　　＋・・・（ｄ、、、　　　＜　　（１゜ｉ＜ｄｏ３
　　　・・・　〉　　斜＋　１・由　に　硬　ｊ迫、ト
（。、　　、Ｉ−１゜え　　。

］１ｏ３・・・を取った第３図に示り−如き硬ｊヶ分布
を表示させる。尚、実施例では磁束のざ透深さを焼入γ
）。

度の範囲で、０．５ｍｍｒ！Ａ隔て順次変えていく様に
したが、）立入深度か大さくプれば１ｍｍ間隔で変え−
Ｃいってもよい。しかし、測定される硬度は各微小か“
６人用の平均的な値なので、１ｍｎ１以上大きくすると
止ｉイ１さに問題が出Ｃくる。又、分イロ測定のｊユ味
がなくなる。

本発明によれば゛、ｆ四度泪を使用せずに、自動的に１
亮入（Ａの硬度分布を測定すること）〕＼出来るので、
測定が極めて［１τ１単に行なえる様になった。

【図面の簡単な説明】

第１図は２１完入深１哀測定値の一例図、第２図は水弁
Ｉ′ｉＩ］の焼入（Ａの硬度分布測定値の概略図、第３
図シま践装−”によつ−Ｃ求められた硬度分布の一例図
で１グる。 １：ｖ、心、２：焼入層、３：コイル、／′ｌ：交流電
：；１（，５：電力計、６．コイル、７、槓分回詫、８
ニシンクロスコープ、９：中央処理装置（ＣＰＵ）、ｊ
○：１＾］波教制御回路、１１：表示装置。 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 焼入材へ磁束を通すための励磁電源の周波数を順次可変
   して、該焼入材への磁束滲透度を可変し、各々の周波数
   における焼入材の鉄損を検出し、該各鉄損から焼入層に
   おける各微小焼入層の鉄損を求め、該各々の鉄損を硬度
   に変換し、焼入材の焼入表面からの深度と硬度の関係を
   求める焼入材の硬度分布測定法。