JP2000054027A - リニアガイドレールの製造方法 - Google Patents
リニアガイドレールの製造方法Info
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- JP2000054027A JP2000054027A JP10223303A JP22330398A JP2000054027A JP 2000054027 A JP2000054027 A JP 2000054027A JP 10223303 A JP10223303 A JP 10223303A JP 22330398 A JP22330398 A JP 22330398A JP 2000054027 A JP2000054027 A JP 2000054027A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
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Abstract
(57)【要約】
【課題】製造コストが安価で且つ取付け穴のピッチ精度
が向上した高耐食なマルテンサイト系ステンレス製リニ
アガイドレールの製造方法を提供することを課題として
いる。 【解決手段】レース溝部２を高周波コイル４で１０７０
℃〜１２００℃の範囲に加熱し水冷して焼入れを行った
後に、サブゼロ処理、焼戻し、曲げ矯正を行う。その後
に、取付け穴３の加工を行う。
が向上した高耐食なマルテンサイト系ステンレス製リニ
アガイドレールの製造方法を提供することを課題として
いる。 【解決手段】レース溝部２を高周波コイル４で１０７０
℃〜１２００℃の範囲に加熱し水冷して焼入れを行った
後に、サブゼロ処理、焼戻し、曲げ矯正を行う。その後
に、取付け穴３の加工を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体などの精
密機器や食品関係に使用される直動案内軸受（リニアガ
イド）のレールの熱処理の改良に関する。
密機器や食品関係に使用される直動案内軸受（リニアガ
イド）のレールの熱処理の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】通常のリニアガイドレールの製造では、
浸炭鋼を素材として浸炭処理したり、中炭素鋼を素材と
して高周波焼入れして製造される。
浸炭鋼を素材として浸炭処理したり、中炭素鋼を素材と
して高周波焼入れして製造される。
【０００３】また、耐食性を要求される用途に使用され
るリニアガイドのレールには、焼入れにより高硬度が得
られる、ＳＵＳ４４０Ｃなどのマルテンサイト系ステン
レス材が素材として用いられ、その焼入れとしては、従
来、ずぶ焼入れが採用されている。
るリニアガイドのレールには、焼入れにより高硬度が得
られる、ＳＵＳ４４０Ｃなどのマルテンサイト系ステン
レス材が素材として用いられ、その焼入れとしては、従
来、ずぶ焼入れが採用されている。
【０００４】ここで、ＳＵＳ４４０Ｃは、高合金鋼であ
るので、高温で焼入れを行うとＭＳ点が下がり、残留オ
ーステナイトが多くなりすぎて、レールとして要求され
るだけの高い硬度が得られない。このため、ＳＵＳ４４
０Ｃの熱処理は、加熱温度を十分に管理し合金成分を適
度に固溶させて焼入れする必要があることから、上記の
ようにずぶ焼が用いられていて、高周波焼入れなどは用
いられていない。
るので、高温で焼入れを行うとＭＳ点が下がり、残留オ
ーステナイトが多くなりすぎて、レールとして要求され
るだけの高い硬度が得られない。このため、ＳＵＳ４４
０Ｃの熱処理は、加熱温度を十分に管理し合金成分を適
度に固溶させて焼入れする必要があることから、上記の
ようにずぶ焼が用いられていて、高周波焼入れなどは用
いられていない。
【０００５】ずぶ焼の方法は、例えば、図９に示すヒー
トサイクルによる真空焼入れで熱処理され、製造工程
も、取付け穴の加工を行った後に焼入れが行われる。ま
た、焼入れにより、長物であるレールに熱処理で曲がり
やねじれが生じていることから、レールに力を加えて曲
がり直し（変形矯正）が行われ、さらに、焼戻し及び研
磨が行われて製品となる。
トサイクルによる真空焼入れで熱処理され、製造工程
も、取付け穴の加工を行った後に焼入れが行われる。ま
た、焼入れにより、長物であるレールに熱処理で曲がり
やねじれが生じていることから、レールに力を加えて曲
がり直し（変形矯正）が行われ、さらに、焼戻し及び研
磨が行われて製品となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、マルテ
ンサイト系ステンレス製のリニアガイドレールでは、従
来の熱処理が通常のレールとは違いズブ焼であるので、
転動体と摺接する機能面であるレース溝部だけでなく、
心部まで硬くなっている。この結果、抗張力が上がり、
熱処理後の変形矯正が難しいために、変形矯正に時間が
掛かったり矯正のためのコストが高くなるという問題が
ある。
ンサイト系ステンレス製のリニアガイドレールでは、従
来の熱処理が通常のレールとは違いズブ焼であるので、
転動体と摺接する機能面であるレース溝部だけでなく、
心部まで硬くなっている。この結果、抗張力が上がり、
熱処理後の変形矯正が難しいために、変形矯正に時間が
掛かったり矯正のためのコストが高くなるという問題が
ある。
【０００７】しかも、リニアガイドレールの取付け穴
は、熱処理後では芯部まで硬化して穴を開けるのが困難
となるので、従来にあっては、上述のように熱処理前に
取付け穴の加工をしているが、熱処理により取付け穴が
変形・膨張することで、その分だけ取付け穴のピッチ精
度が劣化するという問題もある。
は、熱処理後では芯部まで硬化して穴を開けるのが困難
となるので、従来にあっては、上述のように熱処理前に
取付け穴の加工をしているが、熱処理により取付け穴が
変形・膨張することで、その分だけ取付け穴のピッチ精
度が劣化するという問題もある。
【０００８】ここで、高周波焼入れおよびレーザ焼入れ
は、中炭素鋼製のリニアガイドレールでは使用実績はあ
るが、マルテンサイト系ステンレス鋼製のリニアガイド
レールでの使用実績はない。
は、中炭素鋼製のリニアガイドレールでは使用実績はあ
るが、マルテンサイト系ステンレス鋼製のリニアガイド
レールでの使用実績はない。
【０００９】これは、一般に使用される中炭素鋼製のレ
ールでは、炭素量が０．３％〜０．６％含有しているた
め、焼き鈍し状態のフェライト＋パーライトで加熱する
ことにより、比較的容易に炭素を素地に固溶できるが、
マルテンサイト系ステンレスは、素材の段階でフェライ
ト中にＭ23Ｃ6 などの炭化物が析出した状態となってい
るために、高周波焼入れやレーザ焼入れ等の急速加熱を
採用した場合、ずぶ焼同様の温度（１０００℃程度）で
は炭化物を十分に分解・固溶することができず不完全組
織となって、レールとして必要な硬さを確保できない。
このようなことから、素材が耐食性に優れたマルテンサ
イト系ステンレスの場合には、レーザ焼入れ法等が採用
されていないと想定される。つまり、マルテンサイト系
ステンレス鋼という材料特有の問題から、従来にあって
は高周波焼入れおよびレーザ焼入れが使用されていない
ことが分かる。
ールでは、炭素量が０．３％〜０．６％含有しているた
め、焼き鈍し状態のフェライト＋パーライトで加熱する
ことにより、比較的容易に炭素を素地に固溶できるが、
マルテンサイト系ステンレスは、素材の段階でフェライ
ト中にＭ23Ｃ6 などの炭化物が析出した状態となってい
るために、高周波焼入れやレーザ焼入れ等の急速加熱を
採用した場合、ずぶ焼同様の温度（１０００℃程度）で
は炭化物を十分に分解・固溶することができず不完全組
織となって、レールとして必要な硬さを確保できない。
このようなことから、素材が耐食性に優れたマルテンサ
イト系ステンレスの場合には、レーザ焼入れ法等が採用
されていないと想定される。つまり、マルテンサイト系
ステンレス鋼という材料特有の問題から、従来にあって
は高周波焼入れおよびレーザ焼入れが使用されていない
ことが分かる。
【００１０】本発明は、以上のような問題点に着目して
なされたものであり、製造コストが安価で且つ取付け穴
のピッチ精度を向上できる高耐食なマルテンサイト系ス
テンレス製のリニアガイドレールの製造方法を提供する
ことを課題としている。
なされたものであり、製造コストが安価で且つ取付け穴
のピッチ精度を向上できる高耐食なマルテンサイト系ス
テンレス製のリニアガイドレールの製造方法を提供する
ことを課題としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、マルテンサイト系ステンレス製リニアガ
イドのレールの製造方法において、レース溝部を部分焼
入れした後に取付け穴を開孔することを特徴とするリニ
アガイドレールの製造方法を提供するものである。
に、本発明は、マルテンサイト系ステンレス製リニアガ
イドのレールの製造方法において、レース溝部を部分焼
入れした後に取付け穴を開孔することを特徴とするリニ
アガイドレールの製造方法を提供するものである。
【００１２】ここで、上記部分焼入れの処理としては、
例えば高周波電流等による誘導加熱後の焼入れや、レー
ザ光の照射によるレーザ焼入れ法が採用される。本発明
によれば、レース溝部の部分焼入れによって芯部の硬化
が防止されて、熱処理後であっても取付け穴の加工がで
き、取付け穴の精度が向上する。
例えば高周波電流等による誘導加熱後の焼入れや、レー
ザ光の照射によるレーザ焼入れ法が採用される。本発明
によれば、レース溝部の部分焼入れによって芯部の硬化
が防止されて、熱処理後であっても取付け穴の加工がで
き、取付け穴の精度が向上する。
【００１３】しかも、レース溝部の表面層だけを硬化し
芯部は素材のままであるので、焼入れ後の変形矯正も容
易となる。ここで、レース溝部の底部と取付け穴との最
短距離が２mmを越える場合には、部分焼入れとして、高
周波焼入れ法を採用し、その焼入れ温度を１０７０℃〜
１２００℃の範囲で処理し、その後サブゼロ処理するこ
とが好ましい。
芯部は素材のままであるので、焼入れ後の変形矯正も容
易となる。ここで、レース溝部の底部と取付け穴との最
短距離が２mmを越える場合には、部分焼入れとして、高
周波焼入れ法を採用し、その焼入れ温度を１０７０℃〜
１２００℃の範囲で処理し、その後サブゼロ処理するこ
とが好ましい。
【００１４】ＳＵＳ４４０Ｃ等のマルテンサイト系ステ
ンレス製のレールを、高周波焼入れにより１０７０℃〜
１２００℃に加熱後焼入れることにより、レース溝部を
当該レース溝部に要求される硬度とするとができる（図
４参照）。また、この熱処理による変形はずぶ焼入れに
比べて大きくなるが、芯部を硬化させることがないの
で、容易に曲げ矯正することができ、変形矯正がずぶ焼
入れよりも容易となる。この結果、レール製造のための
トータル的なコストを安く提供することが出来る。ま
た、上述のように、取付け穴も後加工するので精度も上
げることができる。
ンレス製のレールを、高周波焼入れにより１０７０℃〜
１２００℃に加熱後焼入れることにより、レース溝部を
当該レース溝部に要求される硬度とするとができる（図
４参照）。また、この熱処理による変形はずぶ焼入れに
比べて大きくなるが、芯部を硬化させることがないの
で、容易に曲げ矯正することができ、変形矯正がずぶ焼
入れよりも容易となる。この結果、レール製造のための
トータル的なコストを安く提供することが出来る。ま
た、上述のように、取付け穴も後加工するので精度も上
げることができる。
【００１５】また、レース溝部の底部と取付け穴との最
短距離が２mm以下の場合には、上記部分焼入れとして、
レーザ焼入れ法を採用し、そのときのエネルギー密度δ
を０．００１〜０．０５〔Ｊ／ｍｍ3 〕の範囲に設定す
ることが好ましい（図５参照）。さらには、上記エネル
ギー密度δを０．００２〜０．０４〔Ｊ／ｍｍ3 〕の範
囲に設定することが、より好ましい。
短距離が２mm以下の場合には、上記部分焼入れとして、
レーザ焼入れ法を採用し、そのときのエネルギー密度δ
を０．００１〜０．０５〔Ｊ／ｍｍ3 〕の範囲に設定す
ることが好ましい（図５参照）。さらには、上記エネル
ギー密度δを０．００２〜０．０４〔Ｊ／ｍｍ3 〕の範
囲に設定することが、より好ましい。
【００１６】ここで、 エネルギー密度δ〔Ｊ／mm3 〕＝レーザ出力〔ｗ〕／
（照射面積〔mm2 〕×移動速度〔mm／sec 〕） と定義する。
（照射面積〔mm2 〕×移動速度〔mm／sec 〕） と定義する。
【００１７】このように設定することで、２ｍｍ以下の
浅い硬化層を狭い領域に形成することができ、しかもレ
ース溝として要求される硬さも確保される。また、同様
に必要な部分のみ硬化させるので熱処理変形も少なく、
さらに心部は硬化しないので、曲がり矯正が容易とな
る。また、焼入れ後に取付け穴が開けられるので、取付
けピッチ精度が向上する。
浅い硬化層を狭い領域に形成することができ、しかもレ
ース溝として要求される硬さも確保される。また、同様
に必要な部分のみ硬化させるので熱処理変形も少なく、
さらに心部は硬化しないので、曲がり矯正が容易とな
る。また、焼入れ後に取付け穴が開けられるので、取付
けピッチ精度が向上する。
【００１８】
【発明の実施の形態】次に、本発明の第１の実施形態を
図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態の高周
波焼入れの方法を説明する概要図である。
図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態の高周
波焼入れの方法を説明する概要図である。
【００１９】その焼入れ設備は、レール１の両側、つま
りレース溝部２に対向させて一対の高周波加熱用コイル
４が配置され、高周波電流によりレース溝部２だけを加
熱できるようになっている。さらに、上記コイル４の間
には冷却水をレール１に吹き付け可能な冷却水噴射ノズ
ル５が配置されて、加熱後冷却水を噴射して焼入れを行
うことができるようになっている。
りレース溝部２に対向させて一対の高周波加熱用コイル
４が配置され、高周波電流によりレース溝部２だけを加
熱できるようになっている。さらに、上記コイル４の間
には冷却水をレール１に吹き付け可能な冷却水噴射ノズ
ル５が配置されて、加熱後冷却水を噴射して焼入れを行
うことができるようになっている。
【００２０】そして、図２に示すように、上記焼入れ設
備による焼入れ処理、サブセロ処理、焼戻し処理、曲げ
矯正処理の後に、取付け穴の加工、さらには研磨工程を
経て製品となる。
備による焼入れ処理、サブセロ処理、焼戻し処理、曲げ
矯正処理の後に、取付け穴の加工、さらには研磨工程を
経て製品となる。
【００２１】上記高周波コイル４による加熱は、コイル
４の電流及び加熱時間を制御してレース溝部２の表面温
度を１０７０℃〜１２００℃の温度に加熱し、その後、
加熱を止めて冷却水噴射ノズル５からの冷却水を吹き付
けてレース溝部２の焼入れを行い、その後にサブゼロ処
理をする。
４の電流及び加熱時間を制御してレース溝部２の表面温
度を１０７０℃〜１２００℃の温度に加熱し、その後、
加熱を止めて冷却水噴射ノズル５からの冷却水を吹き付
けてレース溝部２の焼入れを行い、その後にサブゼロ処
理をする。
【００２２】このように焼入れ処理を行うことで、レー
ス溝部２だけに部分焼入れが行われ、当該レース溝部２
に要求される硬さが確保される。この焼入れ処理後に曲
げ矯正を行うが、レース溝部２だけの部分焼入れである
ため、矯正量がずぶ焼き処理をする場合に比べて増加し
ていても、矯正処理が従来よりも容易に行われる。
ス溝部２だけに部分焼入れが行われ、当該レース溝部２
に要求される硬さが確保される。この焼入れ処理後に曲
げ矯正を行うが、レース溝部２だけの部分焼入れである
ため、矯正量がずぶ焼き処理をする場合に比べて増加し
ていても、矯正処理が従来よりも容易に行われる。
【００２３】この曲げ矯正の後に取付け穴３の加工が行
われるが、取付け穴３を加工する芯部は焼入れ硬化して
いないため、当該取付け穴３の加工が可能である。しか
も、焼入れ及び曲げ矯正後の加工となるため、加熱等の
悪影響が回避されて、取付け穴３のピッチ精度が向上す
る。
われるが、取付け穴３を加工する芯部は焼入れ硬化して
いないため、当該取付け穴３の加工が可能である。しか
も、焼入れ及び曲げ矯正後の加工となるため、加熱等の
悪影響が回避されて、取付け穴３のピッチ精度が向上す
る。
【００２４】次に、第２の実施形態を説明する。本実施
形態は、図３に示すように、レース溝部２の底部分と取
付け穴３の位置との最短距離ａが２mm以下の場合の例で
ある。図３中、符号６はレーザ焼入れ装置を示す。
形態は、図３に示すように、レース溝部２の底部分と取
付け穴３の位置との最短距離ａが２mm以下の場合の例で
ある。図３中、符号６はレーザ焼入れ装置を示す。
【００２５】本実施形態は、焼入れ処理としてレーザ焼
入れ法を使用したものである。レーザ焼入れ設備６は、
図３に示すように、不図示のレーザ発振器からのレーザ
ビームを反射鏡や光ファイバーで搬送し、集光レンズで
収束してレーザビームをレース溝部２の表面に照射する
ことで局部的な急熱・急冷を起こして焼入れをするもの
である。
入れ法を使用したものである。レーザ焼入れ設備６は、
図３に示すように、不図示のレーザ発振器からのレーザ
ビームを反射鏡や光ファイバーで搬送し、集光レンズで
収束してレーザビームをレース溝部２の表面に照射する
ことで局部的な急熱・急冷を起こして焼入れをするもの
である。
【００２６】ここで、本実施形態の焼入れ処理であるレ
ーザ焼入れは、狭い領域の焼入れに適用するものである
ので、熱容量が十分あれば、冷却水を必要とせずに熱伝
導による熱の拡散で焼入れできる。
ーザ焼入れは、狭い領域の焼入れに適用するものである
ので、熱容量が十分あれば、冷却水を必要とせずに熱伝
導による熱の拡散で焼入れできる。
【００２７】しかし、焼入れ対象のレール１は体積が小
さいため、レール１の両側に冷却治具７をあてがい熱容
量を増やしている。また、レーザビームは、レース溝部
２の全体を焼入れるためや適当にエネルギー密度δを下
げてやるために、焦点をずらして行う。この幅は、集光
レンズ等のワークディスタンスを変化させることにより
行う。
さいため、レール１の両側に冷却治具７をあてがい熱容
量を増やしている。また、レーザビームは、レース溝部
２の全体を焼入れるためや適当にエネルギー密度δを下
げてやるために、焦点をずらして行う。この幅は、集光
レンズ等のワークディスタンスを変化させることにより
行う。
【００２８】レーザ焼入れによるエネルギー密度δは、
０．００１〜０．０５〔Ｊ／mm3 〕の範囲に設定した。
なお、エネルギー密度δの定義は前述の通りである。他
の工程（処理）の内容は、上記第１の実施形態と同様で
あり、また、作用・効果も上記第１の実施形態と同様で
ある。
０．００１〜０．０５〔Ｊ／mm3 〕の範囲に設定した。
なお、エネルギー密度δの定義は前述の通りである。他
の工程（処理）の内容は、上記第１の実施形態と同様で
あり、また、作用・効果も上記第１の実施形態と同様で
ある。
【００２９】
【実施例】上記第１の実施形態における焼入れ温度の妥
当性を検討すべく、加熱温度と表面硬さとの関係を求め
てみた。図４がその結果である。
当性を検討すべく、加熱温度と表面硬さとの関係を求め
てみた。図４がその結果である。
【００３０】ここで、上記焼入れ温度は、誘導加熱の加
熱時間を変えることで調整し、その加熱温度を放射温度
計により測定したものである。上記図４から分かるよう
に、誘導加熱による焼入れ温度を１０７０℃〜１２２５
℃の範囲に制御することで、レース溝部２の表面硬さ
を、ガイドレール１のレース溝部２に要求される目標硬
さＨｖ５９５（ＨＲＣ５５）以上とすることができるこ
とが分かる。
熱時間を変えることで調整し、その加熱温度を放射温度
計により測定したものである。上記図４から分かるよう
に、誘導加熱による焼入れ温度を１０７０℃〜１２２５
℃の範囲に制御することで、レース溝部２の表面硬さ
を、ガイドレール１のレース溝部２に要求される目標硬
さＨｖ５９５（ＨＲＣ５５）以上とすることができるこ
とが分かる。
【００３１】ちなみに、ドブ焼きと同様な加熱温度であ
る１０５０℃では、硬さが不足しているのが分かる。次
に、上記第２の実施形態によるレーザ焼入れによるエネ
ルギー密度δの妥当性を検討すべく、そのエネルギー密
度δと表面硬さとの関係を求めてみた。図５がその結果
である。
る１０５０℃では、硬さが不足しているのが分かる。次
に、上記第２の実施形態によるレーザ焼入れによるエネ
ルギー密度δの妥当性を検討すべく、そのエネルギー密
度δと表面硬さとの関係を求めてみた。図５がその結果
である。
【００３２】この図５から分かるように、エネルギー密
度δを、０．００１〜０．０５〔Ｊ／mm3 〕の範囲にし
て焼入れることで、レース溝に要求される最低硬さＨｖ
５９５（ＨＲＣ５５）以上とすることができる。
度δを、０．００１〜０．０５〔Ｊ／mm3 〕の範囲にし
て焼入れることで、レース溝に要求される最低硬さＨｖ
５９５（ＨＲＣ５５）以上とすることができる。
【００３３】さらに好ましくは、エネルギー密度δを
０．００２〜０．０４〔Ｊ／mm3 ］の範囲に制御するこ
とが好ましい。この範囲に制御することで、安定してＨ
ｖ６５０以上の硬さに焼入れすることができる。
０．００２〜０．０４〔Ｊ／mm3 ］の範囲に制御するこ
とが好ましい。この範囲に制御することで、安定してＨ
ｖ６５０以上の硬さに焼入れすることができる。
【００３４】ここで、エネルギー密度δを０．００１未
満にすると、エネルギーが小さくて炭素の固溶が不十分
となり、不完全焼入れとなって硬さが低い値となると考
えられ、０．０５を越えると、オーバヒートによって残
留オーステナイト（γR ）が多くなって硬さが低い値と
なると考えられる。
満にすると、エネルギーが小さくて炭素の固溶が不十分
となり、不完全焼入れとなって硬さが低い値となると考
えられ、０．０５を越えると、オーバヒートによって残
留オーステナイト（γR ）が多くなって硬さが低い値と
なると考えられる。
【００３５】また、部分焼入れとしての高周波焼入れ及
びレーザ焼入れの適用範囲を考えたとき、図６に示すよ
うに、焼入れ表面からの硬化深さｄに対して、取付け穴
３の位置とレース溝部２の底部との最短距離位置ａが２
ｍｍ以上確保できるレール１については、高周波焼入れ
が可能であるが、上記最短距離ａがこれ以下の場合は、
高周波焼入れでは硬化深さｄが芯部にまで到達してしま
うため、取付け穴３が後加工できなくなってしまう。し
たがって、上記最短距離ａが２mm以下の場合には、レー
ザ焼入れが適当である。
びレーザ焼入れの適用範囲を考えたとき、図６に示すよ
うに、焼入れ表面からの硬化深さｄに対して、取付け穴
３の位置とレース溝部２の底部との最短距離位置ａが２
ｍｍ以上確保できるレール１については、高周波焼入れ
が可能であるが、上記最短距離ａがこれ以下の場合は、
高周波焼入れでは硬化深さｄが芯部にまで到達してしま
うため、取付け穴３が後加工できなくなってしまう。し
たがって、上記最短距離ａが２mm以下の場合には、レー
ザ焼入れが適当である。
【００３６】また、上記取付け穴３の位置とレース溝部
２の底部との最短距離ａが２ｍｍ以下の場合に、高周波
焼入れすると、硬化層が深すぎて、焼入れ硬化の影響を
受ける。このように、取付け穴３の後加工が出来ないの
で、従来と同様に取付け穴３を最初に開けてから上記高
周波焼入れを行ったところ、穴を開けた部分の肉が薄い
ため（上記最短距離ａ部分）、このａ部分がオーバーヒ
ートにより溶融してしまい、安定した硬化層が得られな
かった。このため、最短距離ａが２ｍｍ以下の高周波焼
入れでは取付け穴３を事前に開けておくことはできな
い。
２の底部との最短距離ａが２ｍｍ以下の場合に、高周波
焼入れすると、硬化層が深すぎて、焼入れ硬化の影響を
受ける。このように、取付け穴３の後加工が出来ないの
で、従来と同様に取付け穴３を最初に開けてから上記高
周波焼入れを行ったところ、穴を開けた部分の肉が薄い
ため（上記最短距離ａ部分）、このａ部分がオーバーヒ
ートにより溶融してしまい、安定した硬化層が得られな
かった。このため、最短距離ａが２ｍｍ以下の高周波焼
入れでは取付け穴３を事前に開けておくことはできな
い。
【００３７】以上の実施例の結果を、従来技術との比較
で表１に示す。
で表１に示す。
【００３８】
【表１】
【００３９】ここで、使用したレール１は、断面寸法は
図６に示す通りで、長さは３００ｍｍのレールを使用し
た。また、各焼入れの諸条件は、後述の通りである。変
形矯正処理は、変形量Ｓ（そり量）を測定し、図７に示
すように、長手方向に所定スパンづつ送りながら、３点
支持で荷重（加圧）をかけることによる矯正を繰り返し
行った。
図６に示す通りで、長さは３００ｍｍのレールを使用し
た。また、各焼入れの諸条件は、後述の通りである。変
形矯正処理は、変形量Ｓ（そり量）を測定し、図７に示
すように、長手方向に所定スパンづつ送りながら、３点
支持で荷重（加圧）をかけることによる矯正を繰り返し
行った。
【００４０】変形量（そり量）Ｓの測定は、図８に示す
ように、一定の圧を掛けた状態で、基台に対するレール
１上面の高さＨを測定し、その高さＨと基準高さとの差
分によって求めた。
ように、一定の圧を掛けた状態で、基台に対するレール
１上面の高さＨを測定し、その高さＨと基準高さとの差
分によって求めた。
【００４１】ここで、表１中、変形矯正限界率［％］と
は、下記式で表される変形矯正率の最大値、つまり矯正
可能な限界を表す。 変形矯正率＝（元のそり量 − 矯正後のそり量）／
（元のそり量） また、表１中、時間比とは、従来法である比較例１で要
した処理時間を基準（１）とした割合である。
は、下記式で表される変形矯正率の最大値、つまり矯正
可能な限界を表す。 変形矯正率＝（元のそり量 − 矯正後のそり量）／
（元のそり量） また、表１中、時間比とは、従来法である比較例１で要
した処理時間を基準（１）とした割合である。
【００４２】この表１から分かるように、比較例１によ
うに、ずぶ焼では、熱処理による変形量は比較的少ない
が、レール１は芯部までマルテンサイト変態しているた
め、変形矯正はしにくく、非常に時間と手間がかかり矯
正限界率も低くなっている。しかも、矯正後の変形量が
０．３ｍｍ以上のものは不良となってしまう。また、取
付け穴３精度は、熱処理の前にあけるので、熱処理後の
不規則な変形（膨張）により、悪くなっている。
うに、ずぶ焼では、熱処理による変形量は比較的少ない
が、レール１は芯部までマルテンサイト変態しているた
め、変形矯正はしにくく、非常に時間と手間がかかり矯
正限界率も低くなっている。しかも、矯正後の変形量が
０．３ｍｍ以上のものは不良となってしまう。また、取
付け穴３精度は、熱処理の前にあけるので、熱処理後の
不規則な変形（膨張）により、悪くなっている。
【００４３】これに対して、本願発明に基づく、高周波
焼入れ及びレーザ焼入れによる溝部２だけの部分焼入
れ、及びその後に取付け穴３の加工処理の場合では、熱
処理変形量はずぶ焼の場合に比べれば大きいものの芯部
は硬化していないため、変形矯正はずぶ焼よりも容易に
行え、しかも変形矯正率も高いので矯正時間も短くなっ
たことが分かる。
焼入れ及びレーザ焼入れによる溝部２だけの部分焼入
れ、及びその後に取付け穴３の加工処理の場合では、熱
処理変形量はずぶ焼の場合に比べれば大きいものの芯部
は硬化していないため、変形矯正はずぶ焼よりも容易に
行え、しかも変形矯正率も高いので矯正時間も短くなっ
たことが分かる。
【００４４】また。取付け穴３も後加工できるので取付
けピッチ精度も良くなる。このように本願発明に基づ工
程を採用すると、全体のコストが安くなった。なお、本
工程は、熱処理により硬化するマルテンサイト系ステン
レスであれば、いずれの材料であっても同様に使用でき
る。
けピッチ精度も良くなる。このように本願発明に基づ工
程を採用すると、全体のコストが安くなった。なお、本
工程は、熱処理により硬化するマルテンサイト系ステン
レスであれば、いずれの材料であっても同様に使用でき
る。
【００４５】ここで、表１における、各焼入れ法の条件
や諸元値等を下記に示す。 高周波焼入れ（図１参照） ・高周波焼入れ機：２００ｋｗ３０ｋＨｚトランジスタ
・インバータ式発振器を使用 焼入れ条件：３１０［Ｖ］（焼入れ温度１０００℃〜１
２５０℃に調整） 加熱後に水冷により焼入れを行う ・サブゼロ処理 ：水冷後 −８０℃×１時間 ・焼戻し処理 ：１７０℃×１．５時間 レーザー焼入れ（図３参照） ・焼入れ装置 ：５Ｋｗ マルチモードＣＯ2 レーザ 焼入れ条件： 送り速度 ０．５ｍ／ｍｉｎ 焦点はずし量 ６０ｍｍ ビーム幅 ２ｍｍ（スキャニングによる）１００Ｈｚ アシストガスとしてＡｒガスを吹付けながら行った。
や諸元値等を下記に示す。 高周波焼入れ（図１参照） ・高周波焼入れ機：２００ｋｗ３０ｋＨｚトランジスタ
・インバータ式発振器を使用 焼入れ条件：３１０［Ｖ］（焼入れ温度１０００℃〜１
２５０℃に調整） 加熱後に水冷により焼入れを行う ・サブゼロ処理 ：水冷後 −８０℃×１時間 ・焼戻し処理 ：１７０℃×１．５時間 レーザー焼入れ（図３参照） ・焼入れ装置 ：５Ｋｗ マルチモードＣＯ2 レーザ 焼入れ条件： 送り速度 ０．５ｍ／ｍｉｎ 焦点はずし量 ６０ｍｍ ビーム幅 ２ｍｍ（スキャニングによる）１００Ｈｚ アシストガスとしてＡｒガスを吹付けながら行った。
【００４６】但し、冷却剤は使用しない。 ずぶ焼（図９参照） ・真空炉にて、１０５０℃で１時間保持して焼入れ後、
１６０℃で焼戻しを行った。
１６０℃で焼戻しを行った。
【００４７】
【発明の効果】以上説明したきたように、本発明を採用
すると、製造コストも安く、且つ取付け穴のピッチ精度
も向上したマルテンサイト系ステンレス製のリニアガイ
ドレールの製造方法を提供することが出来るという効果
がある。
すると、製造コストも安く、且つ取付け穴のピッチ精度
も向上したマルテンサイト系ステンレス製のリニアガイ
ドレールの製造方法を提供することが出来るという効果
がある。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るリニアガイド
レールの高周波焼入れ方法を説明する図である。
レールの高周波焼入れ方法を説明する図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る製造工程を示す図で
ある。
ある。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係るリニアガイド
レールのレーザ焼入れ方法を説明する図である。
レールのレーザ焼入れ方法を説明する図である。
【図４】高周波焼入れによる加熱温度と硬さの関係を示
す図である。
す図である。
【図５】レーザ焼入れによるエネルギー密度と硬さの関
係を示す図である。
係を示す図である。
【図６】リニアガイドレールの取付け穴と硬化層との関
係を示した図である。
係を示した図である。
【図７】リニアガイドレールの曲がり直し方法（曲げ矯
正方法）の一例を示した図である。
正方法）の一例を示した図である。
【図８】リニアガイドレールの曲がり量を測定する方法
を説明する図である。
を説明する図である。
【図９】ずぶ焼（真空焼入れ）のヒートサイクルの例を
示す図である。
示す図である。
１ レール ２ レース溝部 ３ 取付け穴 ４ 誘導加熱コイル ５ ノズル ６ レーザ焼入れ設備 δ エネルギー密度 ａ レース溝部の底と取付け穴との最短距離 ｄ 硬化層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ１６Ｃ 29/06 Ｆ１６Ｃ 29/06 (72)発明者 大堀 學 神奈川県藤沢市鵠沼神明一丁目５番50号 日本精工株式会社内 Ｆターム(参考） 3J104 AA23 AA64 AA74 AA76 BA05 CA03 CA20 DA16 DA17 4K042 AA05 BA03 BA06 BA10 BA13 CA16 DA01 DA02 DA06 DB01 DB04 DC02 DD04 EA01
Claims (1)
- 【請求項１】 マルテンサイト系ステンレス製リニアガ
イドのレールの製造方法において、レース溝部を部分焼
入れした後に取付け穴を開孔することを特徴とするリニ
アガイドレールの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10223303A JP2000054027A (ja) | 1998-08-06 | 1998-08-06 | リニアガイドレールの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10223303A JP2000054027A (ja) | 1998-08-06 | 1998-08-06 | リニアガイドレールの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000054027A true JP2000054027A (ja) | 2000-02-22 |
Family
ID=16796042
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10223303A Pending JP2000054027A (ja) | 1998-08-06 | 1998-08-06 | リニアガイドレールの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000054027A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002356375A (ja) * | 2001-05-31 | 2002-12-13 | Ngk Insulators Ltd | 窒化珪素製細長物の製造方法 |
| EP1842617A1 (de) * | 2006-04-04 | 2007-10-10 | ThyssenKrupp Technologies AG | Verfahren und Vorrichtung zum partiellen Härten von Blechen oder Halbzeugen unter Verwendung eines Laserstrahles und Schutzbegasung mit einem Schutzgas mit festem Aggregatzustand; Blech oder Halbzeug aus Stahl mit partieller Härtung |
| JP2009178742A (ja) * | 2008-01-31 | 2009-08-13 | Railway Technical Res Inst | レール試験片におけるレール硬化層の作成方法及びその装置 |
| WO2011047879A1 (de) * | 2009-10-23 | 2011-04-28 | Airbus Sas | Verfahren zur einbringung von fluchtenden bohrungen in ein bauteil, verfahren zur herstellung eines frachttors und frachttor |
| CN102492818A (zh) * | 2011-12-24 | 2012-06-13 | 山东普利森集团有限公司 | 镶钢导轨的热处理工艺 |
| CN103215424A (zh) * | 2013-04-22 | 2013-07-24 | 安吉长虹制链有限公司 | 一种链条表面热处理装置 |
| CN104357636A (zh) * | 2014-10-09 | 2015-02-18 | 常熟中德重机有限公司 | 卷筒绳槽表淬专用的淬火枪炬 |
| DE102014102288A1 (de) * | 2014-02-21 | 2015-08-27 | Thyssenkrupp Ag | System, Fertigungsanlage und Verfahren |
| WO2019144843A1 (zh) * | 2018-01-23 | 2019-08-01 | 华中科技大学 | 一种激光-辅助热源高效复合熔覆强化钢轨的方法 |
-
1998
- 1998-08-06 JP JP10223303A patent/JP2000054027A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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