JPS60258407A - 焼入れ方法 - 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】 （ｆｆｉ明の技術分野） 本発明は例えば円柱状、円筒状をなす炭素鋼又は低合金
鋼などの被加工物外周部を焼戻しすることなく焼入れを
行う方法に関する。

（従来技術） 従来から、レーザー、エレクトロビーム、プラズマ等の
高エネルギー点熱源を利用した加熱手段によって被加工
物表面を加熱し、被加工物の自己冷却により該表面に焼
入れを施す方法が知られている。

斯る加熱手段により例えば円柱状被加工物の外周面を焼
入れする場合、外周面を同時に加熱することかできない
ので、第１図に示す如く加熱手段（１０１）を被加工物
（１０２）の外周面に雄って移動走査せしめるか、或い
は被加工物を回転せしめるようにしている。

（従来技術＾ＩＩり しかしながら、従来方法によると、被加工物（１０２）
の外周面における加熱開始位置（１０３）と加熱終了位
３１（１０４）が一致するため、既に焼入れを完了した
部分を再度加熱することとなり焼戻し部分（１０５）が
生じる。即ち、焼入れは鋼をオーステナイト化温度まで
加熱してオーステナイト化し。

これを急冷してマルテンサイト変態を生しせしめるもの
であり、このマルテンサイト変態した部分を再加熱すれ
ば加熱温度に応して組織は変化する。つまり再加熱温度
をオーステナイト化温度まで高めれば、再急冷した後に
再びマルテンサイト変態が生じるため何ら問題はないが
、如何なる加熱手段を用いても加熱部の境界付近では温
度が低くなり、オーステナイト化温度まで高めることが
できず、オーステナイト化温度よりも低い中間温度ゾー
ンが形成ξれる。そしてこの中間温度ゾーンが当初の焼
入れによってマルテンサイト化した部分にあたると、当
該部分を焼戻すこととなる。

したがって上記の如く被加工物（＋０２）の外周面に沿
って熱源（１０１）を移動させつつ焼入れを行うような
方法にあっては、加熱開始位置（＋０３）又は加熱終了
位置（１０４）の付近に焼戻し部（１０５）が発生する
。そして、この焼戻し部分（＋０５）の硬度は焼入れ部
分の硬度に比し、著しく低く、外部応力が作用した場合
、当該焼戻し部分を起点として疲労破壊が生じ易いとい
う問題がある。

（発明の目的） 本発明は上述した従来の問題点に鑑み成したものであり
、その目的とする処は鋼製又は鋳鉄製被加工物の表面を
、レーザービーム、ニレクロトビーム、プラズマ、ＴＩ
Ｇ等の高エネルギー点熱源を利用した加熱手段を用いて
焼入れするにあたり、焼戻し部分が発生しないようにし
た焼入れ方法を提供するにある。

（発明の構成） 上記目的を達成するための本発明の構成は、被加工物の
周方向に等間隔離間して複数の高エネルギー点熱源を配
設し、この間隔を維持したまま被加工物の周方向に加熱
手段を移動するか、或いは被加工物を回転せしめ、この
移動速度又は回転速度を、−なる加熱手段による加熱部
が他の加熱手段による加熱部にオーパーラ・ツブするま
での時間が焼入れ完了以内となるようにした。

（実施例） 以下に本発明の実施例を第２図乃至第６図に基づいて説
明する。ここで第２図は本発明方法の実施開始の状態を
示す正断面図、第３図は本発明方法の実施途中の状態を
示す縦断面図、第４図は本発明方法の実施終了の状態を
示す正断面図である。また、本実施例にあっては被加工
物として円柱状の鋼材を用い、加熱手段としてプラズマ
トーチを用いた。

先ず本発明にあっては、円柱状鋼材（１）の周囲に複数
のプラズマトーチ（２）・・・（本実施例にあっては８
個）を配設する。ここで各プラズマトーチ（２）・・・
の配設方法としては、各プラズマトーチ（２）の間隔が
鋼材（１）の周方向において等間隔となるようにし、且
つ各プラズマトーチ（２）・・・と鋼材（１）外周面と
の間隔も等しくなるようにする。

斯る状態から、プラズマトーチ（２）川を作動してプラ
ズマアーク（３）により鋼材（１）の表面のうちプラズ
マトーチ（２）・・・に対向する部分（４）・・・をオ
ーステナイト化以上の温度まで加熱する。一方、この加
熱と併行してポジショナ−（５）（第３図参照）を回転
駆動することで鋼材（＋）を回転移動せしめる。すると
、プラズマアーク（３）・・・による加熱部分（４）が
徐々に移行し、鋼材（１）が略４５°回転した位置で各
プラズマトーチ（２）・・・にょる加熱部分（４）がオ
ーバーラツプする。ここで、加熱開始から各加熱部分（
４）かオーバーラツプするまでの時間が焼入れが完了す
るまでの時間よりも短くなるように鋼材（りの回転移動
の速度を設定しておく。

そして、鋼材（１）が正方向に例えば約６００回転した
ならば、鋼材（１）を逆方向に約６００回転せしめ、こ
の正逆の回転と併行して鋼材（＋）を第３図の矢印（Ａ
）で示す軸方向に移動せしめる。而して、鋼材（１）表
面は各プラズマトーチ（２）・・・毎に蛇行軌跡を描く
ように走査され、全面が加熱され、第４図に示す如く全
周に焼入れが施された加工物を得る。ここで、鋼材（１
）を逆方向に回転する際、プラズマアーク（３）の軌跡
は正方向回転時に加熱された部分（４）の近傍を通過し
、当該部分を再加熱し、この加熱温度がオーステナイト
化以下となることが考えられるため、加熱部分（４）の
焼入れが完了するまでの時間内で鋼材（１）が−回の正
・逆回転移動をなすようにすることが好ましい。

次に具体的な実験例を示し、本発明の効果を更に明確に
する。

［実験例］ 直径５０１、長さｌＯｌｏｏＩＩｌの５５０Ｇのレース
加工後の丸棒を溶接用の回転ポジショナ−で掴み、長平
方向のほぼ中央部の円周上に等間隔に８木のプラズマト
ーチを配置し、８本のトーチより同時にプラズマアーク
を発生し、回転ポジショナ−の回転数を　１５ｒｐｍに
セットし、約６００回転した時点にて、８本のプラズマ
アークを同時に止めた。

尚、プラズマ焼入れ条件は、プラズマ電流を１２ＯＡ、
プラズマガス量を０．ＥＩＡ　／ｓｉｎ、ノズル径を３
ｍｍ、ワーク回転スピードをｊ５ｒｐｍ、ワーク回転角
度を６０　°とした。

以」二の加熱処理によって得られた丸棒の加熱部のオー
バーランプの金属組織を第５図の顕微鏡写真で示す。こ
の写真からも明らかなように、各プラズマトーチのアー
ク重なり部には焼戻した部分は認められない。

また、第６図は上記オーバーラツプ部の表面からの深さ
と硬度との関係を示すグラフであり、このグラフからも
、オーバーラツプ部には焼戻し部が生じていないことが
解る。

尚、以上は本発明の実施の一例を示したものであり、本
発明は上記に限定されない。

例えば、実施例にあっては加熱手段としてプラズマトー
チを用いたが、これに限らすＴＩＧ溶接用トーチ、エレ
クトロビーム発振器、レーザービーム発振器等各種高エ
ネルギー点熱源を利用した加熱手段を用いることができ
る。また図示例にあっては加熱手段を被加工物の周囲に
８個配設した例を示したが、加熱手段の数は２個以上で
あればよい。更に、被加工物を固定しておき、加熱手段
を被加工物の周方向に移動せしめてもよい。

（発明の効果） 以上の説明で明らかな如く未発°明によれば、鋼の表面
をプラズマアーク等の高エネルギー点熱源で走査して焼
入れする際に、複数の点熱源にて鋼の表面を加熱し、こ
の加熱部がオーバーラツプした時点で、最初に加熱され
た部分が未だ焼入れが完ｒしていない状態となるように
したので、焼戻し部が発生せず、全表面が均一に高硬度
となり、Ｉ＃摩耗性に優れ、外部応力に対して疲労破壊
の起点となる部分がないものを得ることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は従来の点熱源を用いた焼入れ方法を示す断面図
、第２図は本発明方法の実施開始の状態を示す正断面図
、第３図は本発明方法の実施途中の状態を示す縦断面図
、第４図は本発明方法の実施終了の状態を示す正断面図
、第５図は本発明方法によって焼入れした部分の金属組
織を示す顕微鏡写真、第６図は加熱のオーバーラツプ部
の表面からの深さと硬厚との関係を示すグラフである。 尚、図面中（りは被加工物、（２）は加熱手段、（４）
は加熱部分である。 特許出願人　本田技研工業株式会社・ 代理人　弁理士　下　１）容一部 間　弁理士　大　橋　邦　部 同　弁理士　小　山　有 第１図 第３図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 鋼製又は鋳鉄製の被加工物表面をレーザー、エレクトロ
   ヒーム、プラズマ、　ＴＩＧ等の高エネルギー点熱源を
   用いた加熱手段にて加熱する焼入れ方法において、前記
   加熱手段を被加工物の周方向に等間隙で配設した状態で
   、被加工物と加熱手段とをそれぞれの間隔を一定に維持
   しつつ被加工物の周方向に相対的に移動せしめ、更にこ
   の移動速度な−なる加熱手段による加熱部が隣接する他
   の加熱手段による加熱部にオーバーラツプするまでの時
   間が焼入れ完了時間以内となるようにしたことを特徴と
   する焼入れ方法。