JPS5967312A - ロ−リングプレス焼入装置 - Google Patents

ロ−リングプレス焼入装置

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JPS5967312A
JPS5967312A JP17805782A JP17805782A JPS5967312A JP S5967312 A JPS5967312 A JP S5967312A JP 17805782 A JP17805782 A JP 17805782A JP 17805782 A JP17805782 A JP 17805782A JP S5967312 A JPS5967312 A JP S5967312A
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roller
pressing
pressure
workpiece
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JP17805782A
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JPS6360805B2 (ja
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Hisashi Hattori
服部 寿
Hisatomo Shirae
白江 久知
Takemori Takayama
武盛 高山
Tatsu Fukuda
福田 達
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Komatsu Ltd
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Komatsu Ltd
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • 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
    • C21D1/62Quenching devices
    • C21D1/673Quenching devices for die quenching

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はローリングプレス焼入装置に関するものであ
る。
ローリングプレス焼入は、被処理品を外方から加圧した
状態で焼入を行なう方法であるため焼入時の歪を小さく
できることから、ピンやシャフト等の軸対称部品及び他
の軸対象部分を有する部品の焼入に比較的多用されてい
る焼入法である。まず、この焼入装置についてその概略
を説明すると、第1図に示すように、この装置は互いに
平行に配設された加圧ローラ(1)と一対の受ローラ(
21(3)とを有しており、加熱された被処理品へはこ
れらローラ(11+21 +31間に配設される。ロー
ラ(1+ +21 F31としては、@2図に示すよう
に、シャフト部+4)F51 F6)と、このシャフト
部(4) (51(61よりも径大に形成され被処理品
(5)表面に接触して圧力を加える加圧部+71 F8
1 (9)とを有する所謂円筒状溝切りローラを用いて
いるが、第3図に示すような、シャフト部+41 F5
) (6)に対して加圧部+71(81(91が螺旋状
に配設された所謂螺旋状溝切りローラを用いることもあ
る。そして被処理品(5)はローラ(11(21(31
によって回転を受けると共にその外方から加圧され、こ
の状態で各ローラ(11F2)(33の間に配設された
水スプレーノズル<1(1(101(101カら噴出さ
れる水によってその表面の焼入が行なわれる。
このように被処理品(へ)を外方から加圧した状態で焼
入を行なうため、軸方向の曲りが処理中に矯正され、前
記のように焼入時の歪をきわめて小さくすることができ
る。
ところで上記した従来の焼入装置においては、焼入性の
悪い材料を焼入した場合に、焼入処理品の軸方向に沿う
表面硬度分布が不均一になるという問題点のあることが
知られている。例えば、表1に示すような成分を有する
炭素鋼より成る試験片で、従来の円筒状溝切りローラを
用いて焼入を行なった場合の軸方凹表面硬度分布を第4
図に、また加圧ローラとして円筒状溝切りローラを、受
ローラとして互いに逆向きの螺旋状溝切りローラを用い
て焼入を行なった場合の同様な硬度分布を第5図にそれ
ぞれ示すが、硬度は前者の場合には1−HtC52〜6
3と、また後者の場合HRC57〜64と大きくばらつ
いていることが明らかである。
表1.処理品の材質 このように表面硬度に大きなばらつきを有する部品を使
用した場合には、表面硬度の低い部分から選択的に摩耗
を受けたり、表面圧縮残留応力や強度が部分的に減少す
ることになり、その結果、製品の耐゛久性?J著しく低
下してしまっという問題が往じる。
この発明は上記に鑑みなされたもので−その目的は、材
質の焼入性が悪い場合にでも、焼入処理品の表面硬度が
高く、かつその軸方向に沿う表面硬度分布を均一にする
ことのできるローリングプレス焼入装置を提供する乙さ
にある。
本発明者等は、円筒状溝切りローラを用いた場合と螺旋
状溝切りローラを用いた場合との硬度分布を比較し、螺
旋状溝切りローラを用いた場合にはその硬度分布がやや
改善される傾向のあることに着目し、種々検討を重ねた
結果、上記のように軸方向に沿う表面硬度分布にばらつ
きが生じるのは、被処理品の処理中にその表面がローラ
(i) (2+ (31の加圧部(71(8)(9)に
接触する頻度が異なるためであることを知見するに至っ
た。すなわち被処理品表面に冷却水が吹き付けられる間
に、頻繁にローラ+11 +21 (31の加圧部(7
) (8) (91に接触する部分では急速な冷却が行
なわれず、完全な焼入が行なえていないということであ
る。上記のように螺旋状溝切りローラを用いた場合にそ
の硬度分布が改善されるのも、被処理品表面がローラ(
11+21 (3]の加圧部(71+81 +91に接
触する頻度が少Y、K < f、にっているためである
とJfU察される。
したがって上記知見に基づく本発明のローリングプレス
焼入装置は、−のローラの加圧部による被処理品外周へ
の接触部分と、他のローラによる接触部分とが相互に重
複する部分の軸方向長さが約4nTJn以下となるよう
に各ローラの加圧部を配設したことを特徴とするもので
ある。
ここでいう、重複する部分の軸方向長さが4朋以下とい
うのは重複部分を全く有さない場合も当然に含むもので
あるし、またこの4屁という数値は本発明の目的を達し
得る値として、実験的にもまた理論的にも確認された値
である。
次にこの発明の具体的な実施例を図面を参照しつつ詳細
に説明する。
まず第6図(a)(b)に本発明の第1の実施例を示す
が、このローリングプレス焼入装置も加圧ローラ(1)
と一対の受ローラ(21(3)とを有しており、ローラ
(11(21+31の形状以外の部分は前記した公知の
装置と略同様である。この場合にも加圧ローラ(1)及
び両受ローラ(2) (3)はいずれもシャフト部+4
.+ +51 (6)と、シャフト部f4) (51(
6)より径太でかつシャフト部(4) +5+ +6+
に対して等間隔に配設された加圧部(7] +81 (
9)とを有している。これら加圧部(7) +8+ !
9)はいずれも被処理品(5)外周に接触する部分であ
るか、この場合、各   −加圧部(71+8+ +9
1の幅(W)は各加圧部の配設ピッチCP)の3分の1
よりも大きく形成されている。そして各ローラtll 
(2) (3)の各加圧部(7) (81(9)は同一
ピッチで、しかもその軸方向に3分の1ピツチずつすら
せた状態で配設されている。したがって、これを軸方向
に直交する側面から見た場合(第61Ma))各加圧部
(71(81(91は交互に、その一部が上下方向に互
いに重なった状態で配設されることになり、被処理品(
5)の周側部にはいずれが1つのローラの加圧部(7,
) (81+9+にのみ接触する部分(a)と、いずれ
が2つのローラの加圧部+7) (8) +9+に接触
する部分(I))とが混在することになる。
この発明においては被処理品の上記2つのローラの加圧
部+71 (8) (9)に接触する部分(I))の幅
−すなわち各加圧部(7) (8) (9)の上下方向
の重なり幅が重要な因子となる。そこでこの部分(b)
の幅を種々変化させた各種実験を行なった。例えば、加
圧ローラ(1)の加圧部(7)の直径を75 mm、受
ローラ(21+3+の加圧部(81(9+の直径を11
5mm−各加圧部+7] (8+ (9)の幅を15胴
とした場合、直径20〜70mmの被処理品(〜を用い
て加圧部(7] (8) +9+のピッチ(1′)を種
々変化させてテス)k行なった。その結果、いずれのテ
ストにおいても、加圧部(71(81+9+の上下方向
の重なり幅か4TM1以下の場合には被処理品の表面硬
度が高く、しかも軸方向に沿う表面硬度分布にもばらつ
き力゛なく、重なり幅が4 mmを超えると急激に硬度
分布にばらつきが生じることが明らかになった。
例えば、上記のような各加圧部+7) (8) (91
の上下方向の重なり幅が4mmの場合の軸方向に沿う表
面硬度分布は第7図に示すようにきわめて良好なものに
なる(鋼材成分は表1に示すものと同じ)。
そこで次に、このようにいずれの場合にも一硬度分布に
ばらつきの生する重なり幅の限界値が4馴であることの
理由についての検討を行なった。
第8図には、850℃に加熱した鋼材表面を水にて急速
に冷却した場合の、冷却端面から所定距離だけ離れた位
置での冷却曲線(計算値)を示しているが、この図から
、冷却開始後、1秒経過すると、冷却端面では約120
℃に、冷却端面から2rtun離れた位置では約430
℃また冷却端面から4馴離れた位置では約680℃にそ
れぞれ温度が低下することが明らかである。ところで炭
素鋼におけるCCT図のノーズは通常、冷却開始約1秒
後、約450℃付近にあり、冷却速度がこれよりも速い
場合には完全なマルテンザイト組織が得られるが一冷却
速度がこれよりも遅い場合には一部にベーナイト組織を
含み一完全な焼入を行なうことができないとされている
。このことと、上記の冷却曲線から、冷却端面からの距
離が約2rrm以内であれば熱伝導によって完全な焼入
を行なえることが判る。ところて、いまこれを被処理品
(5)のうち、2つの刀■圧部(71[8) (9]に
接触する部分(b)について考えると、この部分(b)
は−もし仮に冷却水が有効に作用しなし)場合ニテモ、
加圧部(7) (8) (91端面から約2M、すなわ
ち両端面を考慮すると約4馴以内の範囲Ci、刀■圧部
(7) (8) (9]端面側からの熱伝導によって有
効な焼入が行なえることになる。以上のことから被処理
品(A)が2つのローラの加圧部+71 (8) (9
)に接触する部分(1))の幅が4 mmを超えた場合
に急激に硬度分布のばらつきが生じるのは、冷却水が有
効に作用し得ない場合に、」−記のような加圧部(7)
 (8) (9)端面側からの熱伝導による冷却作用が
その中央部まで作用しfSいためであると考えられる。
また被処理品(A)の周側部全体がいずれか1つのロー
ラの加圧部(7) +81 (91にのみ接触してl/
)るような加圧部配置(第9図(a)(b) )及び被
処理品(5)の周側部に−いずれか1つのローラの加圧
部t7) (8) (9)にのみ接触している部分、全
くローラの加圧部(71(8) (9)に接触しない部
分とが混在するような加圧部配置(第10 図(all
)) )についても上記と同様な実験を行なったが、両
者とも第7図に示すのと同等又Cまそれ以」−に硬度−
分布にばらつきのない良好な結果となった。これらの場
合、加圧力の関係上、加圧部(71(81(9)の幅は
、第6図に示した実施例の場合より狭<C8mm程度)
している。
なお−第6図に示したような2つのローラの加圧部(7
1(8) (91が上下方向に重なるような配置は、加
圧力が大きく、被処理品表面にローラ面当り傷が生じる
のを防止する必要がある場合に特に有効であり、また第
10図に示すような配置は各加圧部(71(8] (9
]を配置する際の位置決め精度を低くすることができ、
工程管理上便利であるので、加圧力が小さい場合には好
ましい。
この発明のローリングプレス焼入装置は以上のように構
成されたものであり−したがってこの装置によれは、材
質の焼入性が悪い場合にでも、焼入処理品の硬度が高(
、かつその軸方向に沿う表面硬度分布をばらつきのない
均一なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第5図は公知技術を示す図で、第1図はロ
ーリングプレス焼入装置の原理図−第2図及び第3図は
それぞれローラ形状を示す説明図、第4図及び第5図は
それぞれ従来装置による焼入硬度分布を示すグラフ、第
6図ないし第10図は本発明を説明するための図で、第
6図(a)(b)は加圧部配置の一実施例の説明図、第
7図は前記加圧部配置による焼入硬度分布を示すグラフ
、第8図は焼入時の経過時間と温度との関係を示すグラ
フ、第9図(a) (b)及び第10図(a) (b)
は加圧部配置のそれぞれ他の実施例の説明図である。 (5)・・・被処理品、(1)・・・加圧ローラ、(2
1(3)・・・受ローラ、(71(81(91・・・加
圧部 1  第1図 第2図 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、加圧ローラと、−組の受ローラとを有し、回転する
    各ローラ間に被処理品を配設して加圧状態で回転させな
    がら焼入を行なうローリングプレス焼入装置において、
    −のローラの加圧部による被処理品外周への接触部分と
    、他のローラによる接触部分とが相互に重複する部分の
    軸方向長さが約4rrvn以下になるように各ローラの
    加圧部を配設したことを特徴とするローリングプレス焼
    入装置。
JP17805782A 1982-10-09 1982-10-09 ロ−リングプレス焼入装置 Granted JPS5967312A (ja)

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JPS5967312A true JPS5967312A (ja) 1984-04-17
JPS6360805B2 JPS6360805B2 (ja) 1988-11-25

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