JP5757102B2 - Internal defect detection method for forged products - Google Patents
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Description
本発明は、鍛造品の内部欠陥検出方法に関し、より詳細には、自動車用ハブ軸受のハブなど、段付き部を有する冷間鍛造軸受部材の内部欠陥検出方法に関する。 The present invention relates to a method for detecting an internal defect in a forged product, and more particularly to a method for detecting an internal defect in a cold forged bearing member having a stepped portion such as a hub of an automobile hub bearing.
自動車用ハブ軸受のハブなど、段付き部を有する冷間鍛造軸受部材は、加工条件などによって、その中心軸を起点とした円錐状の割れである材料内部欠陥(シェブロンクラック)が発生することがある。このため、内部欠陥が生じにくい材料の開発及び加工条件の選定など、様々な対策が講じられている。 Cold forged bearing members having a stepped portion such as a hub of an automobile hub bearing may have a material internal defect (chevron crack) that is a conical crack starting from the central axis depending on processing conditions. is there. For this reason, various measures have been taken, such as the development of materials that are less prone to internal defects and the selection of processing conditions.
また、内部欠陥は部材の外部からは観察することができないため、超音波探傷法を用いて内部欠陥の有無を検査するのが一般的である。例えば、特許文献1に記載の超音波探傷法では、円筒形状の被検査物に対して主に径方向から超音波を入射して探傷を行っている。 In addition, since internal defects cannot be observed from the outside of the member, it is common to inspect the presence or absence of internal defects using an ultrasonic flaw detection method. For example, in the ultrasonic flaw detection method described in Patent Document 1, flaw detection is performed by injecting ultrasonic waves mainly into the cylindrical inspection object from the radial direction.
しかしながら、特許文献1に記載の技術は、単純な円筒形状の被検査物を対象にしたものであり、より複雑な鍛造後の製品形状を対象としたものではない。特に、上述の内部欠陥は冷間鍛造時に発生し易いため、超音波探傷は鍛造後の製品形状で行うことが望ましい。 However, the technique described in Patent Document 1 is intended for a simple cylindrical object to be inspected, and is not intended for a more complicated product shape after forging. In particular, since the above-mentioned internal defects are likely to occur during cold forging, it is desirable to perform ultrasonic flaw detection on the product shape after forging.
また、特許文献1に記載の技術を、段付き部などを含む複雑な形状の鍛造品に適用し、該鍛造品の外径面の径方向から超音波探傷すると、段付き部などで超音波が乱反射して高い探傷精度が得難い、という問題があった。 Further, when the technique described in Patent Document 1 is applied to a forged product having a complicated shape including a stepped portion and ultrasonic inspection is performed from the radial direction of the outer diameter surface of the forged product, ultrasonic waves are generated at the stepped portion and the like. There is a problem that it is difficult to obtain high flaw detection accuracy due to irregular reflection.
本発明は上述した課題を鑑みてなされたものであり、段付き部を有する鍛造品について、内部欠陥の探傷精度を高めることができる、鍛造品の内部欠陥検出方法に関する。 This invention is made | formed in view of the subject mentioned above, and relates to the internal defect detection method of a forged product which can raise the flaw detection accuracy of an internal defect about the forged product which has a step part.
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
(1) 断面積の異なる少なくとも2つの軸部が接続し、且つ軸方向一端側に向かうに従い前記軸部の外径が大きくなる段付き部と、フランジ部と、を有するハブ軸受用の鍛造品を用い、
前記鍛造品と超音波探傷用探触子とを超音波伝達媒体中に配置し、超音波探傷によって前記鍛造品の内部欠陥を検出する鍛造品の内部欠陥検出方法であって、
前記超音波探傷用探触子は、前記鍛造品の段付き部と軸方向で対向するように、前記鍛造品の軸方向他端側に配置され、
前記鍛造品と前記超音波探傷用探触子との離間距離を維持した状態で、前記鍛造品を回転させつつ、前記軸方向に対して垂直な方向であるX方向に前記超音波探傷用探触子を変位させながら超音波探傷を行い、又は、前記軸方向及び前記X方向に垂直な方向をY方向としたとき、前記鍛造品と前記超音波探傷用探触子との離間距離を維持した状態で、前記X方向及び前記Y方向の両方向に前記超音波探傷用探触子を変位させながら超音波探傷を行うことを特徴とする鍛造品の内部欠陥検出方法。
(2) 前記鍛造品は、全浸しないように、前記段付き部の軸方向他端側から前記超音波伝達媒体中に浸漬されることを特徴とする(1)に記載の鍛造品の内部欠陥検出方法。
The above object of the present invention can be achieved by the following constitution.
(1) A forged product for a hub bearing having a stepped portion in which at least two shaft portions having different cross-sectional areas are connected and the outer diameter of the shaft portion increases toward one end in the axial direction, and a flange portion. Use
The forged product and the ultrasonic flaw detection probe are arranged in an ultrasonic transmission medium, and the internal defect detection method of the forged product detects the internal defect of the forged product by ultrasonic flaw detection,
The ultrasonic flaw detection probe is disposed on the other end side in the axial direction of the forged product so as to face the stepped portion of the forged product in the axial direction,
While maintaining the distance between the forged product and the ultrasonic flaw detector, the ultrasonic flaw detection probe is rotated in the X direction that is perpendicular to the axial direction while rotating the forged product. Perform ultrasonic testing while displacing the probe, or maintain the distance between the forged product and the ultrasonic testing probe when the direction perpendicular to the axial direction and the X direction is the Y direction. A method for detecting an internal defect in a forged product, wherein ultrasonic flaw detection is performed while displacing the ultrasonic flaw detection probe in both the X direction and the Y direction .
(2) The interior of the forged product according to (1), wherein the forged product is immersed in the ultrasonic transmission medium from the other axial end side of the stepped portion so as not to be completely immersed. Defect detection method.
本発明の鍛造品の内部欠陥検出方法によれば、超音波探傷用探触子は、鍛造品の段付き部と軸方向で対向するように、鍛造品の軸方向他端側に配置されるので、鍛造品は段付き部の最小径の軸部側から軸方向に超音波探傷される。したがって、段付き部における超音波の乱反射を防ぐことができ、探傷精度を維持することができる。 According to the internal defect detection method for a forged product of the present invention, the ultrasonic flaw detection probe is disposed on the other axial end side of the forged product so as to face the stepped portion of the forged product in the axial direction. Therefore, the forged product is subjected to ultrasonic flaw detection in the axial direction from the minimum diameter shaft portion side of the stepped portion. Therefore, the irregular reflection of the ultrasonic wave at the stepped portion can be prevented, and the flaw detection accuracy can be maintained.
また、鍛造品を超音波伝達媒体中に全浸せずに、一部のみ浸漬するようにしたため、鍛造品を超音波伝達媒体中に出し入れするセット時間が短縮できる。また、超音波探傷検査後、鍛造品に付着した超音波伝達媒体を除去する時間を短縮することができる。したがって、検査時間及び検査コストの低減が図れる。
さらに、鍛造品を超音波伝達媒体中に全浸する場合に比べ、超音波伝達媒体中に空気や不純物等が混入することを減少させることができる。
In addition, since the forged product is partially immersed without being completely immersed in the ultrasonic transmission medium, the set time for taking the forged product into and out of the ultrasonic transmission medium can be shortened. Moreover, the time for removing the ultrasonic transmission medium attached to the forged product after the ultrasonic flaw detection inspection can be shortened. Therefore, the inspection time and inspection cost can be reduced.
Furthermore, compared with the case where the forged product is fully immersed in the ultrasonic transmission medium, it is possible to reduce the mixing of air, impurities, and the like into the ultrasonic transmission medium.
以下、本発明の各実施形態に係る鍛造品の内部欠陥検出方法を、図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, the internal defect detection method of a forged product according to each embodiment of the present invention will be described in detail based on the drawings.
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係る鍛造品の内部欠陥検出方法に使用する超音波探傷装置1の概略図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram of an ultrasonic flaw detector 1 used in a method for detecting an internal defect in a forged product according to a first embodiment of the present invention.
なお、本実施形態では、内部欠陥検出対象の鍛造品として、冷間鍛造成形品の自動車用ハブ軸受のハブ20を用いる。このハブ20は、3つの略円柱状の軸部22a,22b,22cが接続し、且つ軸方向一端側(図1中におけるZ軸方向)に向かうに従いこれら軸部22a,22b,22cの外径が大きくなる段付き部22と、段付き部22の軸方向一端面に接続し、且つ段付き部22よりも大径のフランジ部24と、フランジ部24の軸方向一端面から軸方向に突出し、フランジ部24よりも小径の突出部26と、を有している。
In the present embodiment, a
この超音波探傷装置1は、略平面の台15の上面に載置され、且つ内部に超音波伝達媒体である水を貯留した水槽10と、ハブ20を保持し、且つ台15に対して円周方向に回転可能なハブ保持部30と、超音波探傷用探触子40(以下、探触子と呼ぶ)を保持し、且つX方向に位置調整可能な位置調整機構50と、から構成される。
This ultrasonic flaw detector 1 is placed on the upper surface of a substantially flat table 15, holds a
ハブ保持部30は、水槽10に対して回転自在に支持される基部32と、ハブ20の突出部26を収容する収容部33を備える回転盤34と、を有し、回転盤34は、ハブ20を水槽10内で保持しながら図示しない駆動機構によって回転駆動される。
The
位置調整機構50は、ハブ保持部30の軸方向他端側に離間して設けられた探触子保持部52を有しており、探触子保持部52は探触子40を保持しながらX方向に変位可能な機構を備えている。
The
このように構成された超音波探傷装置1を用いて超音波探傷検査を行う方法を以下説明する。 A method for performing an ultrasonic flaw inspection using the ultrasonic flaw detection apparatus 1 configured as described above will be described below.
先ず、ハブ20を水槽10の水中に全浸し、ハブ20の突出部26が軸方向一端側を向くように、ハブ保持部30の回転盤34の収容部33に収容して固定する。そして、回転盤34を回転駆動することによって、ハブ20は回転盤34とともに所定速度で回転する。
First, the
次いで、探触子40は、位置調整機構50によって移動され、その先端がハブ20の段付き部22の最小径の軸部22aと軸方向で対向し、ハブ20の中心軸と探触子40の中心軸とが一致するようにX方向の位置が設定される。また、探触子40はハブ20の軸方向他端側に所定の距離だけ離間して配置され、探触子40の先端部は水槽10の水中に浸漬される。
Next, the
そして、探触子40に所定の大きさの電圧を印加することにより、探触子40からハブ20の軸方向他端側面に向けて、電圧の大きさに応じた出力の超音波を送波する。そして、エコーをこの探触子40により受波し、電圧信号に変換しハブ20の内部欠陥の有無を検出する。
Then, by applying a voltage having a predetermined magnitude to the
本実施形態の場合には、このような超音波探傷を、ハブ20を回転盤34によって所定速度で回転させつつ、探触子40をハブ20との離間距離を維持しながらX軸方向に一軸変位させて行う(走査する)。
In the case of the present embodiment, such ultrasonic flaw detection is performed uniaxially in the X-axis direction while maintaining the separation distance from the
以上、説明したように、本実施形態のハブ(鍛造品)の内部欠陥検出方法によれば、ハブ20は冷間鍛造成形後の製品形状で超音波探傷するため、冷間鍛造時に発生し易い内部欠陥を有する短寿命品を確実に排除できる。したがって、安定的な寿命が保証された高信頼性の自動車用ハブ軸受のハブを提供できる。
As described above, according to the internal defect detection method of the hub (forged product) of the present embodiment, the
さらに、超音波探傷用探触子40は、ハブ20の段付き部22と軸方向で対向するようにハブ20の軸方向他端側に配置されるため、段付き部22の外径が小さい軸端側から軸方向に向かって超音波探傷することができる。したがって、段付き部22からの超音波の乱反射を防ぐことが可能となり、探傷精度を高めることができる。
Furthermore, since the probe for
(第2実施形態)
図2及び3は、本発明の第2実施形態に係る鍛造品の内部欠陥検出方法に使用する超音波探傷装置の概略図である。なお、本実施形態の超音波探傷装置は、第1実施形態と比べて、ハブ保持部及び位置調整機構の構成が異なるのみであるため、他の第1実施形態と同一又は相当部分には同一又は相当符号を付すことにより説明を簡略化または省略する。なお、本実施形態においては、軸方向一端側とはZ軸負方向を指す。
(Second Embodiment)
2 and 3 are schematic views of an ultrasonic flaw detector used in a method for detecting an internal defect in a forged product according to a second embodiment of the present invention. Note that the ultrasonic flaw detector according to the present embodiment differs from the first embodiment only in the configuration of the hub holding portion and the position adjustment mechanism, and therefore is the same as or equivalent to the other first embodiment. Or description is simplified or abbreviate | omitted by attaching | subjecting an equivalent code | symbol. In the present embodiment, the one end side in the axial direction refers to the negative Z-axis direction.
本実施形態の超音波探傷装置1Aは、略平面の台15の上面に載置され、内部に超音波伝達媒体である水を貯留した水槽10と、冷間鍛造成形品の自動車用ハブ軸受のハブ20を保持及び回転可能なハブ保持部30Aと、超音波探傷用探触子40を保持及び位置調整可能な位置調整機構50Aと、から構成される。
The
ハブ保持部30Aは、台15の上面に固定され、水槽10の外側面に沿うように水槽10より上方まで延びる柱部36と、柱部36の上部からX方向に延びた延出部38と、を有しており、断面略L字形状となるように形成されている。また、延出部38の先端部には、貫通穴38aが形成されており、該貫通穴38a内には、ハブ20を保持し、且つ延出部38に対して円周方向に回転可能な回転部39が形成される。
The
また、位置調整機構50Aの探触子保持部52は、ハブ保持部30Aの延出部38の軸方向他端側に設けられており、探触子保持部52は探触子40を保持しながらX方向に変位可能な機構を備えている。
Further, the
このように構成された超音波探傷装置1Aを用いて超音波探傷検査を行う方法を以下説明する。
A method for performing an ultrasonic flaw detection using the ultrasonic
先ず、ハブ20を段付き部22の軸方向他端側、すなわち段付き部22の最小径の軸部22a側から、水槽10の水中に全浸しないように、ハブ保持部30の延出部38の回転部39に固定する。より具体的には、ハブ20は、段付き部22の最小径の軸部22aの一部のみが水中に浸漬されるように、回転部39に固定される。そして、回転部39を図示しない駆動機構により回転駆動することによって、ハブ20は回転部39とともに所定速度で回転する。
First, the extension part of the
次いで、探触子40は、位置調整機構50Aによって移動され、その先端がハブ20の段付き部22の最小径の軸部22aと軸方向で対向し、ハブ20の中心軸と探触子40の中心軸とが一致するようにX方向の位置が設定される。また、探触子40は、ハブ20の軸方向他端側に所定の距離だけ離間して配置され、水槽10の水中に全浸される、
Next, the
そして、ハブ20を回転部39によって所定速度で回転させつつ、探触子40をハブ20との離間距離を維持しながらX方向に一軸変位させて超音波探傷を行う。
Then, while the
以上説明したように、本実施形態のハブ(鍛造品)の内部欠陥検出方法によれば、ハブ20は、全浸しないように段付き部22の軸方向他端側から水中に浸漬される。すなわち、ハブ20の一部のみを水中に浸漬するようにしたため、ハブ20を水に出し入れするセット時間を短縮することが可能となる。また、超音波探傷後、ハブ20に付着した水を除去する時間を短縮することができるため、検査に要する時間及びコストを低減することができる。さらに、水中に、ハブ20の表面に付着した空気や不純物等が混入することを抑制することが可能となる。
As described above, according to the internal defect detection method of the hub (forged product) of the present embodiment, the
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A deformation | transformation, improvement, etc. are possible suitably.
例えば、水槽10には超音波伝達媒体として水を貯留するとしたが、水の代わりに、防錆油等の液体を用いてもよい。
For example, although water is stored in the
また、探触子40は、ハブ20と軸方向で対向するように、軸方向他端側に所定の距離だけ離間して配置されるとしたが、これに限定されず、例えば、グリセリンなどの接触媒質を介して探触子40とハブ20とを軸方向に密着させて超音波探傷してもよい。
In addition, the
また、ハブ20をハブ保持部30に固定する際、及びハブ保持器30から他の場所に搬送する際には、公知の搬送機構を用いることによって自動化してもよい。
Further, when the
また、上述の実施形態においては、ハブ20を所定速度で回転させ、探触子40をX方向に一軸変位させながら超音波探傷を行うとしたが、これに限定されず、探触子40をX方向及びY方向に二軸変位させながら超音波探傷を行うようにしてもよい。この場合、位置調整機構は、X方向及びY方向に移動可能であるように構成される。
In the above-described embodiment, the ultrasonic testing is performed while the
また、第2実施形態において、ハブ20は段付き部22の最小径の軸部22aの一部のみが水中に浸漬されるとしたが、本発明の効果が得られる範囲であれば、軸部22bが水中に浸漬されてもよいし、軸部22cが水中に浸漬されてもよい。
Further, in the second embodiment, the
また、鍛造品として、従動輪用ハブを用いたが、中空軸からなる駆動輪用ハブを用いてもよい。 Further, although a driven wheel hub is used as the forged product, a driving wheel hub formed of a hollow shaft may be used.
また、鍛造品としては、自動車用ハブ軸受のハブに限定されず、断面積の異なる少なくとも2つの軸部が接続し、且つ軸方向一端側に向かうに従い軸部の外径が大きくなる段付き部を有する軸部材であればよい。 Further, the forged product is not limited to a hub of an automobile hub bearing, and a stepped portion in which at least two shaft portions having different cross-sectional areas are connected and the outer diameter of the shaft portion increases toward one end side in the axial direction. Any shaft member may be used.
1 超音波探傷装置
10 水槽
15 台
20 ハブ(鍛造品)
22 段付き部
22a,22b,22c 軸部
24 フランジ部
26 突出部
30、30A ハブ保持部
32 基部
33 収容部
34 回転盤
36 柱部
38 延出部
38a 貫通穴
39 回転部
40 超音波探傷用探触子
50、50A 位置調整機構
52 探触子保持部
1
22 Stepped
39
Claims (2)
前記鍛造品と超音波探傷用探触子とを超音波伝達媒体中に配置し、超音波探傷によって前記鍛造品の内部欠陥を検出する鍛造品の内部欠陥検出方法であって、
前記超音波探傷用探触子は、前記鍛造品の段付き部と軸方向で対向するように、前記鍛造品の軸方向他端側に配置され、
前記鍛造品と前記超音波探傷用探触子との離間距離を維持した状態で、前記鍛造品を回転させつつ、前記軸方向に対して垂直な方向であるX方向に前記超音波探傷用探触子を変位させながら超音波探傷を行い、又は、前記軸方向及び前記X方向に垂直な方向をY方向としたとき、前記鍛造品と前記超音波探傷用探触子との離間距離を維持した状態で、前記X方向及び前記Y方向の両方向に前記超音波探傷用探触子を変位させながら超音波探傷を行うことを特徴とする鍛造品の内部欠陥検出方法。 Using a forged product for a hub bearing having a stepped portion in which at least two shaft portions having different cross-sectional areas are connected and the outer diameter of the shaft portion increases toward the one end side in the axial direction, and a flange portion,
The forged product and the ultrasonic flaw detection probe are arranged in an ultrasonic transmission medium, and the internal defect detection method of the forged product detects the internal defect of the forged product by ultrasonic flaw detection,
The ultrasonic flaw detection probe is disposed on the other end side in the axial direction of the forged product so as to face the stepped portion of the forged product in the axial direction,
While maintaining the distance between the forged product and the ultrasonic flaw detector, the ultrasonic flaw detection probe is rotated in the X direction that is perpendicular to the axial direction while rotating the forged product. Perform ultrasonic testing while displacing the probe, or maintain the distance between the forged product and the ultrasonic testing probe when the direction perpendicular to the axial direction and the X direction is the Y direction. A method for detecting an internal defect in a forged product, wherein ultrasonic flaw detection is performed while displacing the ultrasonic flaw detection probe in both the X direction and the Y direction .
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