JPS59197517A - 高周波焼戻し方法 - Google Patents
高周波焼戻し方法Info
- Publication number
- JPS59197517A JPS59197517A JP58071002A JP7100283A JPS59197517A JP S59197517 A JPS59197517 A JP S59197517A JP 58071002 A JP58071002 A JP 58071002A JP 7100283 A JP7100283 A JP 7100283A JP S59197517 A JPS59197517 A JP S59197517A
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- JP
- Japan
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- tempering
- induction
- frequency
- heating
- residual stress
- Prior art date
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
- C21D9/40—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for rings; for bearing races
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING 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
- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/34—Methods of heating
- C21D1/42—Induction heating
-
- 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Thermal Sciences (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
イ、産業上の利用分野
この発明は、転がり軸受の内外輪の如き環状部品の焼戻
しに利用され、予め高周波誘導加熱により焼入れされた
後の環状部品を変態点以下の適当な温度に再び高周波誘
導加熱して焼戻しする高周波焼戻し方法に関する。
しに利用され、予め高周波誘導加熱により焼入れされた
後の環状部品を変態点以下の適当な温度に再び高周波誘
導加熱して焼戻しする高周波焼戻し方法に関する。
口、従来技術
転がり軸受の内外輪の従来技術による高周波焼戻しは、
第１図に示すように玉軸受の内輪（または外輪）の如き
環状部品（１）の外径（または内径）を高周波焼入れし
た後、該環状部品（１）の焼入れ層（１ａ）のある外径
（または内径）を加熱コイル（２）で再び高周波誘導加
熱して行われる。ところが、外径（または内径）を高周
波焼入れした環状部品（１）を焼入れ層（１ａ）のある
外径（または内径）から高周波焼戻しすると、高周波焼
入れによる圧縮残留応力が逆に大きな引張残留応力とな
り、しばしば焼入れＩＮ（ｌａ）に割れが生しることが
ある。
第１図に示すように玉軸受の内輪（または外輪）の如き
環状部品（１）の外径（または内径）を高周波焼入れし
た後、該環状部品（１）の焼入れ層（１ａ）のある外径
（または内径）を加熱コイル（２）で再び高周波誘導加
熱して行われる。ところが、外径（または内径）を高周
波焼入れした環状部品（１）を焼入れ層（１ａ）のある
外径（または内径）から高周波焼戻しすると、高周波焼
入れによる圧縮残留応力が逆に大きな引張残留応力とな
り、しばしば焼入れＩＮ（ｌａ）に割れが生しることが
ある。
尚、引張残留応力か発生する理由は、環状部品（１）を
焼入れ層（ｌａ）のある外径（または内径）から高周波
焼戻しする場合、高周波誘導加熱による温度勾配は外径
（または内径）が高くて内部に進むにしたがって低いも
のとなり、このような温度勾配があると、ミクロ組織上
焼入れマルテンサイトが焼戻しマルテンサイトに変態す
ることによる体積の収縮が表面に近い側はど大きい為、
引張の残留応力が発生することになる。また、焼入れＭ
（１ａ）のある側からの高周波焼戻しの場合、誘導加熱
の為に硬度ムラの発生等で硬度コントロールが難しいと
共に、寸法にバラツキが生じると云う問題がある。そこ
で、このような問題を解決する為、周波数の極力低い電
源を使用し、かつ、供給電力を小さくして加熱時間を長
くする方法が考えられている。しかし、この方法は、シ
ャフト等の単純な形状を有する製品に対しては効果をあ
げることができるが、玉軸受の内外輪の如く転走面が曲
率をもつ複雑な形状を有する製品に対しては硬度ムラの
発生等の解決は照しい。しがも、焼戻し処理に長時間を
要する為に高周波焼戻しの特長を生せないと共に、焼戻
し後の硬さを転がり軸受に要求される硬さＨＲＣ５８以
上に保つにはがなり困難であるのが現状であって転がり
軸受の内外輪の焼戻しには遠さない。そこで、転がり軸
受の内外輪に於いては、電気炉加熱による焼戻しがもっ
ばら実施されているが、電気炉等の設備は場所をとるば
かりでなく、焼戻し処理に時間を要して高周波焼戻し比
ベエネルギーを浪費せざるを得なく製造コストを高くす
る原因になっている。
焼入れ層（ｌａ）のある外径（または内径）から高周波
焼戻しする場合、高周波誘導加熱による温度勾配は外径
（または内径）が高くて内部に進むにしたがって低いも
のとなり、このような温度勾配があると、ミクロ組織上
焼入れマルテンサイトが焼戻しマルテンサイトに変態す
ることによる体積の収縮が表面に近い側はど大きい為、
引張の残留応力が発生することになる。また、焼入れＭ
（１ａ）のある側からの高周波焼戻しの場合、誘導加熱
の為に硬度ムラの発生等で硬度コントロールが難しいと
共に、寸法にバラツキが生じると云う問題がある。そこ
で、このような問題を解決する為、周波数の極力低い電
源を使用し、かつ、供給電力を小さくして加熱時間を長
くする方法が考えられている。しかし、この方法は、シ
ャフト等の単純な形状を有する製品に対しては効果をあ
げることができるが、玉軸受の内外輪の如く転走面が曲
率をもつ複雑な形状を有する製品に対しては硬度ムラの
発生等の解決は照しい。しがも、焼戻し処理に長時間を
要する為に高周波焼戻しの特長を生せないと共に、焼戻
し後の硬さを転がり軸受に要求される硬さＨＲＣ５８以
上に保つにはがなり困難であるのが現状であって転がり
軸受の内外輪の焼戻しには遠さない。そこで、転がり軸
受の内外輪に於いては、電気炉加熱による焼戻しがもっ
ばら実施されているが、電気炉等の設備は場所をとるば
かりでなく、焼戻し処理に時間を要して高周波焼戻し比
ベエネルギーを浪費せざるを得なく製造コストを高くす
る原因になっている。
ハ０発明の目的
この発明は、従来の高周波焼戻しの欠点を補う為になさ
れたもので、引張残留応力を発生させずむしろ圧縮残留
応力を増大させ、軸受の基本性能である転勤疲労強度の
向上に寄与する高周波焼戻し方法を提供するものである
。
れたもので、引張残留応力を発生させずむしろ圧縮残留
応力を増大させ、軸受の基本性能である転勤疲労強度の
向上に寄与する高周波焼戻し方法を提供するものである
。
二０発明の構成
この発明は、高周波焼入れ後、焼入れ層の反対側から高
周波誘導加熱して熱伝導により焼戻しを行うことを要旨
とするものである。
周波誘導加熱して熱伝導により焼戻しを行うことを要旨
とするものである。
ホ、実施例
第２図はこの発明の高周波焼戻し方法を玉軸受の内外輪
に適用した具体的実施例を示すもので、（ａ）は内輪、
（ｂ）は外輪の場合を夫々示す。図面に於いて、（３）
はこの発明の高周波焼戻し方法で焼戻しせんとする玉軸
受の内外輪の如き環状部品、（３ａ）は環状部品（３）
の外径（または内径）に予め高周波焼入れにより施され
た焼入れ層、（４）は環状部品（３）の焼入れ層（３ａ
）の反対側の内径（または外径）に臨んで設けた加熱コ
イルである。
に適用した具体的実施例を示すもので、（ａ）は内輪、
（ｂ）は外輪の場合を夫々示す。図面に於いて、（３）
はこの発明の高周波焼戻し方法で焼戻しせんとする玉軸
受の内外輪の如き環状部品、（３ａ）は環状部品（３）
の外径（または内径）に予め高周波焼入れにより施され
た焼入れ層、（４）は環状部品（３）の焼入れ層（３ａ
）の反対側の内径（または外径）に臨んで設けた加熱コ
イルである。
そして、この発明では環状部品（３）の外径（または内
径）を高周波焼入れ後、焼入れ層（３ａ）の反対側の内
径（または外径）を加熱コイル（４）で高周波誘導加熱
し、その後室温まで冷却させて焼戻しを完了させた。
径）を高周波焼入れ後、焼入れ層（３ａ）の反対側の内
径（または外径）を加熱コイル（４）で高周波誘導加熱
し、その後室温まで冷却させて焼戻しを完了させた。
この発明は以上の如く環状部品（３）の外径（または内
径）の焼入れ層（３ａ）の反対側から熱伝導を利用して
焼戻しするから、温度勾配は外径（または内径）表面よ
りも内部の方が高くなり、焼戻しの際の焼入れマルテン
サイトが焼戻しマルテンサイトに変態することによる体
積の収縮も表面に近い側はど小さい。この結果、表層に
は圧縮の残留応力が発生するようになる。
径）の焼入れ層（３ａ）の反対側から熱伝導を利用して
焼戻しするから、温度勾配は外径（または内径）表面よ
りも内部の方が高くなり、焼戻しの際の焼入れマルテン
サイトが焼戻しマルテンサイトに変態することによる体
積の収縮も表面に近い側はど小さい。この結果、表層に
は圧縮の残留応力が発生するようになる。
第３図（ａ）は従来方法による高周波焼戻し試片の残留
応力分布を電気炉焼戻し試片と比較したものである。試
片形状ば外径５０φ、副曲率２５Ｒ１内径約２７′φ（
１／６テーパ）、中１２１１１ｍのリング試片（以下リ
ング試片と称す）で、鋼種は軸受鋼であるが通常の焼入
れ処理後それぞれ外径から高周波誘導加熱または全体を
電気炉加熱して焼戻しを施している。この第３図（ａ）
かられかるように、従来方法による高周波焼戻しでは、
電気炉焼戻し試片に比べて表層の残留応力ば引張側に移
行している。このリング試片の転勤寿命試験結果を下記
の表１に示す。
応力分布を電気炉焼戻し試片と比較したものである。試
片形状ば外径５０φ、副曲率２５Ｒ１内径約２７′φ（
１／６テーパ）、中１２１１１ｍのリング試片（以下リ
ング試片と称す）で、鋼種は軸受鋼であるが通常の焼入
れ処理後それぞれ外径から高周波誘導加熱または全体を
電気炉加熱して焼戻しを施している。この第３図（ａ）
かられかるように、従来方法による高周波焼戻しでは、
電気炉焼戻し試片に比べて表層の残留応力ば引張側に移
行している。このリング試片の転勤寿命試験結果を下記
の表１に示す。
方法による高周波焼戻し試片の転勤寿命は非富に短く、
しかも転走表面の亀裂から割れに至っている。以上のよ
うに従来方法による高周波焼戻しの悪影響はずぶ焼入れ
材でなく高周波焼入れ材の場合にも当然予想される。従
って、従来方法の高周波焼戻しでは、周波数の極カ低い
電源を用いる以外に、供給電力を小さくしての長時間加
熱とか断続加熱とかにより製品を全体加熱する方法が採
られている。
しかも転走表面の亀裂から割れに至っている。以上のよ
うに従来方法による高周波焼戻しの悪影響はずぶ焼入れ
材でなく高周波焼入れ材の場合にも当然予想される。従
って、従来方法の高周波焼戻しでは、周波数の極カ低い
電源を用いる以外に、供給電力を小さくしての長時間加
熱とか断続加熱とかにより製品を全体加熱する方法が採
られている。
次に、試片形状直径１２ｍｍ、長さ２２ｍｍの円筒転勤
疲労試片（以下１２φ円筒試片と称す）に従来方法を使
用し、長時間加熱（５秒以上）にょ５り全体加熱を試み
た場合の高周波焼戻し試片の転勤寿命試験結果を下記の
表２に示しているが、この結果より全体加熱を利用する
場合は高周波焼戻し品と電気炉焼戻し品とで転勤寿命に
差はないと云える。
疲労試片（以下１２φ円筒試片と称す）に従来方法を使
用し、長時間加熱（５秒以上）にょ５り全体加熱を試み
た場合の高周波焼戻し試片の転勤寿命試験結果を下記の
表２に示しているが、この結果より全体加熱を利用する
場合は高周波焼戻し品と電気炉焼戻し品とで転勤寿命に
差はないと云える。
（１０ントの試験個数 ｎ＝２００以上）第３図（’ｂ
ンは表２に示した試片表層の残留応力測定結果の１例
であるが、全体加熱を利用すれば高周波焼戻しでも残留
圧縮応力を残すことができる。しかしながら、高周波加
熱を長時間にわたって行い製品全体を加熱する高周波焼
戻しは、上記の１２φ円筒試片の如き単純形状の小試片
の場合には５秒程度の加熱時間で済むが、上記リング状
試片とか後述の６２０６ （深溝玉軸受）外輪の如くよ
り大きな製品に刻してはより長い時間を必要とし、短時
間加熱を最大の武器とする高周波加熱の利点を全く殺し
てしまう結果となる。これに対して、この発明による高
周波焼戻し方法は、例えば上記リング状試片及び下記６
２０６外輪に対して１秒以内の加熱時間で充分である。
ンは表２に示した試片表層の残留応力測定結果の１例
であるが、全体加熱を利用すれば高周波焼戻しでも残留
圧縮応力を残すことができる。しかしながら、高周波加
熱を長時間にわたって行い製品全体を加熱する高周波焼
戻しは、上記の１２φ円筒試片の如き単純形状の小試片
の場合には５秒程度の加熱時間で済むが、上記リング状
試片とか後述の６２０６ （深溝玉軸受）外輪の如くよ
り大きな製品に刻してはより長い時間を必要とし、短時
間加熱を最大の武器とする高周波加熱の利点を全く殺し
てしまう結果となる。これに対して、この発明による高
周波焼戻し方法は、例えば上記リング状試片及び下記６
２０６外輪に対して１秒以内の加熱時間で充分である。
下記の表３は６２０Ｇ外輪にこの発明による高周波焼戻
しを施した場合の軸受寿命試験結果であるか、高周波加
熱時間は０．８〜１．０秒であり、高周波加熱の利点は
充分に活かされている。
しを施した場合の軸受寿命試験結果であるか、高周波加
熱時間は０．８〜１．０秒であり、高周波加熱の利点は
充分に活かされている。
表３ 軸受６２０Ｇ （５５３Ｇ）の転勤寿命試験結果
表３かられかるように電気炉焼戻し品に比較してこの発
明の高周波焼戻し品の転勤寿命は２倍 。
表３かられかるように電気炉焼戻し品に比較してこの発
明の高周波焼戻し品の転勤寿命は２倍 。
の長寿命となっている。寿命向上の原因としては第３図
（ｃ）に示す如くこの発明の高周波焼戻し品の残留応力
が電気炉焼戻し品に比べ圧縮側に移行していること（圧
縮残留応力の増大）及び短時間焼戻しによる硬度低下の
減少等が考えられる。
（ｃ）に示す如くこの発明の高周波焼戻し品の残留応力
が電気炉焼戻し品に比べ圧縮側に移行していること（圧
縮残留応力の増大）及び短時間焼戻しによる硬度低下の
減少等が考えられる。
へ０発明の効果
この発明は、高周波焼入れ後、焼入れ層の反対側から高
周波誘導加熱して熱伝導により焼戻しを行うようにする
もので、引張残留応力を発生させずむしろ圧縮残留応力
を増大させで軸受の基本性能である転勤疲労強度の向上
に寄与すると共に、焼入れ層の均一加熱に通している為
に玉軸受の内外輪の如く転走面が曲率をもつ複雑な形状
を有する製品に対しても硬度ムラの発生等をなくすこと
ができ、これにより寸法のバラツキを小さくかつ硬度コ
ントロールを容易に行える。
周波誘導加熱して熱伝導により焼戻しを行うようにする
もので、引張残留応力を発生させずむしろ圧縮残留応力
を増大させで軸受の基本性能である転勤疲労強度の向上
に寄与すると共に、焼入れ層の均一加熱に通している為
に玉軸受の内外輪の如く転走面が曲率をもつ複雑な形状
を有する製品に対しても硬度ムラの発生等をなくすこと
ができ、これにより寸法のバラツキを小さくかつ硬度コ
ントロールを容易に行える。
第１図は従来の高周波焼戻し方法を示す概略図で、（ａ
）は内輪、（ｂ）は外輪の場合を夫々示す。第２図はこ
の発明に係る高周波焼戻し方法を示ず概１喀図で、（ａ
）は内輪、（ｂ）は外輪の場合を夫々示す。第３図は炉
内焼戻し品と高周波焼戻し品の残留応力分布比較を示す
グラフである。 （３）−ｍ−環状部品、（３ａ） −焼入れ層、（４）
＝−加熱コイル。 笥 １ γ 箇２ 図 （ｇ＞ （６−） （序） 箇 ８ 図 （ａノワンゲ’ＬＫ’ｑ
（７１ｔ ７／”） 廚１’ｌ乃（ａ ６ン６２１−
輸
）は内輪、（ｂ）は外輪の場合を夫々示す。第２図はこ
の発明に係る高周波焼戻し方法を示ず概１喀図で、（ａ
）は内輪、（ｂ）は外輪の場合を夫々示す。第３図は炉
内焼戻し品と高周波焼戻し品の残留応力分布比較を示す
グラフである。 （３）−ｍ−環状部品、（３ａ） −焼入れ層、（４）
＝−加熱コイル。 笥 １ γ 箇２ 図 （ｇ＞ （６−） （序） 箇 ８ 図 （ａノワンゲ’ＬＫ’ｑ
（７１ｔ ７／”） 廚１’ｌ乃（ａ ６ン６２１−
輸
Claims (1)
- （１１転がり軸道面を有する環状工作物に高周波焼戻し
を施す方法であって、予め高周波焼入れした焼入れ層の
反対側から高周波誘導加熱して熱伝導により焼戻しを行
うことを特徴とする高周波焼戻し方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58071002A JPS59197517A (ja) | 1983-04-21 | 1983-04-21 | 高周波焼戻し方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58071002A JPS59197517A (ja) | 1983-04-21 | 1983-04-21 | 高周波焼戻し方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59197517A true JPS59197517A (ja) | 1984-11-09 |
| JPS6127445B2 JPS6127445B2 (ja) | 1986-06-25 |
Family
ID=13447855
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58071002A Granted JPS59197517A (ja) | 1983-04-21 | 1983-04-21 | 高周波焼戻し方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59197517A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100660355B1 (ko) * | 1999-11-18 | 2006-12-21 | 다이이치 고슈하 고교 가부시키가이샤 | 금속원통체의 열처리방법 및 장치 |
| CN105567943A (zh) * | 2014-10-29 | 2016-05-11 | 高周波热錬株式会社 | 工件的热处理方法 |
| EP3859018A4 (en) * | 2018-09-28 | 2021-10-20 | Delta Kogyo Co., Ltd. | HEAT TREATMENT PROCESS |
-
1983
- 1983-04-21 JP JP58071002A patent/JPS59197517A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100660355B1 (ko) * | 1999-11-18 | 2006-12-21 | 다이이치 고슈하 고교 가부시키가이샤 | 금속원통체의 열처리방법 및 장치 |
| CN105567943A (zh) * | 2014-10-29 | 2016-05-11 | 高周波热錬株式会社 | 工件的热处理方法 |
| JP2016089183A (ja) * | 2014-10-29 | 2016-05-23 | 高周波熱錬株式会社 | ワークの熱処理方法 |
| EP3859018A4 (en) * | 2018-09-28 | 2021-10-20 | Delta Kogyo Co., Ltd. | HEAT TREATMENT PROCESS |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6127445B2 (ja) | 1986-06-25 |
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