JP5036165B2 - リング状品の型焼入れ方法および拘束型装置 - Google Patents
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Description
このような冷却の仕方をする理由は、図12のグラフによって説明することができる。すなわち、SUJ材等の軸受鋼は、焼入れ温度まで加熱した後、急速冷却した場合、マルテンサイト変態点Msまでは収縮するが、マルテンサイト変態点Ms以下になると膨張するという特徴がある。したがって、マルテンサイト変態点Ms付近でリング状品を型拘束することにより、それ以下に冷却されるのに伴ってリング状品が膨張して拘束型に押し付けられて、拘束型の形状と同一になるよう塑性変形する。このため、熱変形の少ない所定の形状および寸法が得られるのである。
この型焼入れ方法は、リング状品の周縁を拘束型の接触面により線で拘束するものであるため、拘束型の接触面のいずれかの部分をリング状品の周縁に押し当てることができれば良い。したがって、拘束型の接触面の範囲内であれば、サイズの異なる複数種のリング状品に使用することができる。また、拘束型とリング状品とが線で接触するため、拘束型がリング状品からの熱の影響を受けにくく、拘束型の耐久性が良い。
拘束型をリング状品に押し当てる圧力は、拘束状態を維持できる程度あればよく、さほど大きくする必要がない。このため、拘束型および拘束型を支持する部材の自重を前記圧力として利用することができ、拘束型をリング状品に押し当てる機構を簡略なものとすることができる。
前記拘束型は一体のリング状のものとすることができる。拘束型が一体のリング状であると、拘束型の取扱が容易である。
また、前記リング状品は軸受の軌道輪とすることができる。
この発明の他の拘束型装置は、焼入れ温度まで加熱された軸受の軌道輪であるリング状品を冷却して焼入れする際に、リング状品の上下両端面における内周縁に押し当てられる拘束型装置であって、内周縁に押し当てられる面が、リング状品から軸方向に離れるに従ってリング状品の外周縁側に近づくように傾く傾斜角度を成し、且つ、求めるリング状品の真円度または平坦度に応じて、前記傾斜角度が異なる拘束型を用い、この拘束型は前記リング状品に対する前記押し当てを線接触で行うものとし、この拘束型として、前記リング状品の前記上下両端面における前記内周縁にそれぞれ押し当てる上型と下型とを用い、前記上型は、昇降ガイドに沿って昇降自在に設置された上型取付ベースに取付け、これら上型および上型取付ベースの自重により前記リング状品への前記押し当てを行い、この押し当ては、前記リング状品の軸方向および径方向への変形を完全に拘束するのではなく、残留歪みが生じないように若干の変形を許容する程度とするものである。
加熱部2は、加熱炉を用いてリング状品を所定の焼入れ温度(例えば850℃)まで加熱する。この過程を加熱過程という。
一次冷却部3は、焼入れ温度まで加熱されたリング状品を、型拘束しない状態のまま油中に浸漬して、マルテンサイト変態点付近(例えば270℃)まで一次冷却する。二次冷却部4は、一次冷却されたリング状品を、拘束型に型入れした状態で油中に浸漬して、一定温度(例えば110℃)まで二次冷却する。一次冷却と二次冷却を合わせて冷却過程という。
冷却過程終了後、リング状品は、空冷部5で常温まで自然冷却され、洗浄部6で洗浄され、焼戻し部7で焼戻し処理される。
拘束型11,12に拘束されたリング状品10は、上型11および上型取付ベース23の自重で拘束型11,12をリング状品10の上下の外周縁に押し当てる状態で油中に浸漬され、260℃程度から110℃程度にまで冷却される。
拘束型11,12をリング状品10の上下の外周縁に押し当てる圧力は、拘束状態を維持できる程度あればよく、さほど大きな圧力は必要としない。このため、上型11および上型取付ベース23の自重を上記圧力として利用することができ、機構が簡略なものとなっている。
(1)一次冷却後の変形量の平均が0.7mmであったものが、型焼入れを行うことにより0.2mm以下に修正できた。
(2)荷重を31kgから20kgに変更しても、変形量の大きさに差がなかった。
(1)変形量は、θ=45°の拘束型における肉厚が小さい側の周縁付近が最小で、修正効果が大きい。θ=55°、θ=65°の拘束型は、θ=45°の拘束型に比べ、修正効果がやや劣る。
(2)平均外径不同量は、フリー焼入れより拘束焼入れの方が大きいが、その差は0.1mm以下であり、大差はない。ここで、平均外径不同量とは、テストピース外径における最小径と最大径の差のことである。
また、この実施の形態では、一次冷却および二次冷却において、リング状品を油中に浸漬して冷却するようにしたが、図9に示すように、リング状品10の外径側および内径側から、リング状品10に向けて冷却油を噴射して冷却するようにしてもよい。また、外径側および内径側のいずれかだけから冷却油を噴射してもよい。
2…加熱部
3…一次冷却部
4…二次冷却部
5…空冷部
6…洗浄部
7…焼戻し部
10…リング状品
11…上型(拘束型)
12…下型(拘束型)
20…型押し当て機構
21…下型取付ベース(下型保持手段)
22…昇降ガイド(同心維持手段)
23…上型取付ベース(上型保持手段)
Claims (5)
- 軸受の軌道輪であるリング状品を焼入れ温度まで加熱する加熱過程と、リング状品の上下両端面における外周縁および内周縁のうちの一方の周縁に、リング状品から軸方向に離れるに従って他方の周縁側に近づくように傾く接触面を有する拘束型を押し当てた状態で冷却する冷却過程とを含み、前記冷却過程では、求めるリング状品の真円度または平坦度に応じて、接触面の傾斜角度が異なる拘束型を用い、この拘束型は前記リング状品に対する前記押し当てを線接触で行うものとし、この拘束型として、前記リング状品の前記上下両端面における前記一方の周縁にそれぞれ押し当てられる上型と下型とを用い、前記上型は、昇降ガイドに沿って昇降自在に設置された上型取付ベースに取付け、これら上型および上型取付ベースの自重により前記リング状品への前記押し当てを行い、この押し当ては、前記リング状品の軸方向および径方向への変形を完全に拘束するのではなく、残留歪みが生じないように若干の変形を許容する程度とするリング状品の型焼入れ方法。
- 請求項1において、前記冷却過程では、リング状品に対し、拘束型を当接離隔させる動作を複数回繰り返した後、正規にリング状品を拘束するリング状品の型焼入れ方法。
- 請求項1または請求項2において、前記拘束型は一体のリング状のものとしたリング状品の型焼入れ方法。
- 焼入れ温度まで加熱された軸受の軌道輪であるリング状品を冷却して焼入れする際に、リング状品の上下両端面における外周縁に押し当てられる拘束型装置であって、外周縁に押し当てられる面が、リング状品から軸方向に離れるに従ってリング状品の内周縁側に近づくように傾く傾斜角度を成し、且つ、求めるリング状品の真円度または平坦度に応じて、前記傾斜角度が異なる拘束型を用い、この拘束型は前記リング状品に対する前記押し当てを線接触で行うものとし、この拘束型として、前記リング状品の前記上下両端面における前記外周縁にそれぞれ押し当てる上型と下型とを用い、前記上型は、昇降ガイドに沿って昇降自在に設置された上型取付ベースに取付け、これら上型および上型取付ベースの自重により前記リング状品への前記押し当てを行い、この押し当ては、前記リング状品の軸方向および径方向への変形を完全に拘束するのではなく、残留歪みが生じないように若干の変形を許容する程度とする拘束型装置。
- 焼入れ温度まで加熱された軸受の軌道輪であるリング状品を冷却して焼入れする際に、リング状品の上下両端面における内周縁に押し当てられる拘束型装置であって、内周縁に押し当てられる面が、リング状品から軸方向に離れるに従ってリング状品の外周縁側に近づくように傾く傾斜角度を成し、且つ、求めるリング状品の真円度または平坦度に応じて、前記傾斜角度が異なる拘束型を用い、この拘束型は前記リング状品に対する前記押し当てを線接触で行うものとし、この拘束型として、前記リング状品の前記上下両端面における前記内周縁にそれぞれ押し当てる上型と下型とを用い、前記上型は、昇降ガイドに沿って昇降自在に設置された上型取付ベースに取付け、これら上型および上型取付ベースの自重により前記リング状品への前記押し当てを行い、この押し当ては、前記リング状品の軸方向および径方向への変形を完全に拘束するのではなく、残留歪みが生じないように若干の変形を許容する程度とする拘束型装置。
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