JPS61246320A - 再溶融チルカムシヤフトの製造方法 - Google Patents
再溶融チルカムシヤフトの製造方法Info
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- JPS61246320A JPS61246320A JP60041473A JP4147385A JPS61246320A JP S61246320 A JPS61246320 A JP S61246320A JP 60041473 A JP60041473 A JP 60041473A JP 4147385 A JP4147385 A JP 4147385A JP S61246320 A JPS61246320 A JP S61246320A
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- C21D—MODIFYING 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
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、再溶融チルカムシャフトの製造方法に関し、
詳しくは、レーザビーム、ＴＩＧアーク。
詳しくは、レーザビーム、ＴＩＧアーク。
プラズマアーク、電子ビーム等の高密度エネルギを照射
することによって、カムシャフトのカム摺動部表面の適
正部位に対して優れた耐摩耗性を有する再溶融チル表面
硬化層を形成させる再溶融チルカムシャフトの製造方法
にかかる。
することによって、カムシャフトのカム摺動部表面の適
正部位に対して優れた耐摩耗性を有する再溶融チル表面
硬化層を形成させる再溶融チルカムシャフトの製造方法
にかかる。
最近、レーザビーム、ＴＩＧアーク、プラズマアーク、
電子ビーム等の高密度エネルギをカムシャフトのカム摺
動部表面に照射させることにより、カムシャフトのカム
摺動部表面に優れた耐摩耗性を有する再溶融チル表面硬
化層を形成させる再熔融チルカムシャフトの製造方法が
実用化されている。
電子ビーム等の高密度エネルギをカムシャフトのカム摺
動部表面に照射させることにより、カムシャフトのカム
摺動部表面に優れた耐摩耗性を有する再溶融チル表面硬
化層を形成させる再熔融チルカムシャフトの製造方法が
実用化されている。
例えば、第４図はカムシャフト１のカム摺動部表面２に
ＴＩＧアークを用いて再溶融チルカムシャフトを製造し
ている状態を示す１例である。
ＴＩＧアークを用いて再溶融チルカムシャフトを製造し
ている状態を示す１例である。
第４図において、■はカムシャフト、２はカム摺動部表
面、２ａは再熔融ビード、３はＴＩＧアークトーチ、４
は電極、５はアークである。
面、２ａは再熔融ビード、３はＴＩＧアークトーチ、４
は電極、５はアークである。
そして、例えば、ＴＩＧアークトーチ３を固定した状態
で、カムシャフト１を矢印に示すような回転方向６に回
転させるとともに矢印に示すような揺動方向７に揺動さ
せながら、カムシャフト１のカム摺動部表面２にＴＩＧ
アークトーチ３の電極４からアーク５を照射させること
により再熔融ビード２ａを形成させ、その後、自己冷却
によってカム摺動部表面２に第５図（ａ）に示すような
再溶融チル表面硬化層８を形成させるものである。
で、カムシャフト１を矢印に示すような回転方向６に回
転させるとともに矢印に示すような揺動方向７に揺動さ
せながら、カムシャフト１のカム摺動部表面２にＴＩＧ
アークトーチ３の電極４からアーク５を照射させること
により再熔融ビード２ａを形成させ、その後、自己冷却
によってカム摺動部表面２に第５図（ａ）に示すような
再溶融チル表面硬化層８を形成させるものである。
マタ、第５図は、高密度エネルギの照射により形成され
た再熔融チル表面硬化層８を示すカム断面図である。
た再熔融チル表面硬化層８を示すカム断面図である。
第５図において、第５図（ａ）はカム摺動部表面２の適
正な部位に再溶融チル表面硬化層８を形成させた正常状
態のものであり、第５図（ｂ）はカム摺動部表面２の適
正な部位に再溶融チル表面硬化層８が形成されず、カム
摺動部表面２の端部に“熔けだれ２部８ａを形成したも
のである。
正な部位に再溶融チル表面硬化層８を形成させた正常状
態のものであり、第５図（ｂ）はカム摺動部表面２の適
正な部位に再溶融チル表面硬化層８が形成されず、カム
摺動部表面２の端部に“熔けだれ２部８ａを形成したも
のである。
なお、９は焼入硬化されたマルテンサイト組織層、１０
はカムの基地鋳鉄である。
はカムの基地鋳鉄である。
そして、このような再溶融チルカムシャフトを量産的に
製造する方法としては、通常、次の２つの方法が採用さ
れている。
製造する方法としては、通常、次の２つの方法が採用さ
れている。
その１つの方法は１ステージジンで高密度エネルギ照射
用のトーチもしくはカムシャフトを移動させて、カムシ
ャフト１本分の各カム摺動部表面を順次再溶融チル化処
理する方法であり、また、他の方法はトランスファライ
ンにて１ステーシヨンにおいて複数のトーチを使用して
、１本のカムシャフトの複数部位のカム摺動部表面を並
行して再熔融チル化処理する方法である。
用のトーチもしくはカムシャフトを移動させて、カムシ
ャフト１本分の各カム摺動部表面を順次再溶融チル化処
理する方法であり、また、他の方法はトランスファライ
ンにて１ステーシヨンにおいて複数のトーチを使用して
、１本のカムシャフトの複数部位のカム摺動部表面を並
行して再熔融チル化処理する方法である。
なお、後者の場合にはカムシャフト自体を４００℃程度
に予熱して温度制御しながら再熔融チル化処理する方法
が提案されている（例えば、特公昭５７−６４９４号等
）。
に予熱して温度制御しながら再熔融チル化処理する方法
が提案されている（例えば、特公昭５７−６４９４号等
）。
しかしながら、前者においては、１本のカムシャフトの
全カム摺動部表面を再溶融チル化処理するための時間が
長くなり、生産数量の多い場合にはこの再溶融チル化処
理時間が長くなることから再熔融チルカムシャフトの製
造工程におけるネック工程となり易すい。
全カム摺動部表面を再溶融チル化処理するための時間が
長くなり、生産数量の多い場合にはこの再溶融チル化処
理時間が長くなることから再熔融チルカムシャフトの製
造工程におけるネック工程となり易すい。
また、再熔融チル化処理の途中で設備停止があると、被
処理カムシャフトの長手方向の寸法にバラツキを生じて
、第５図（ｂｌに示すようなカム摺動部表面の端面にお
ける“熔けだれ”部８ａを形成し易すい。
処理カムシャフトの長手方向の寸法にバラツキを生じて
、第５図（ｂｌに示すようなカム摺動部表面の端面にお
ける“熔けだれ”部８ａを形成し易すい。
一方、後者は再熔融チル化処理サイクルタイムを短縮す
る観点からは望ましい方向となるものの、被処理カムシ
ャフトの予熱温度が４００℃と高いことから、被処理カ
ムシャフト自体の長手方向の熱膨張量が大きい状態でそ
の熱膨張量を制御することが必要となり、再溶融チル化
処理ラインの停止があるとその影響を大きく受けて、カ
ム摺動部表面の端面における“熔けだれ”部８ａの形成
を多発し易い。
る観点からは望ましい方向となるものの、被処理カムシ
ャフトの予熱温度が４００℃と高いことから、被処理カ
ムシャフト自体の長手方向の熱膨張量が大きい状態でそ
の熱膨張量を制御することが必要となり、再溶融チル化
処理ラインの停止があるとその影響を大きく受けて、カ
ム摺動部表面の端面における“熔けだれ”部８ａの形成
を多発し易い。
このようなカム摺動部表面の端面における“溶けだれ”
部８ａの形成を防止するためには、予熱ステーションに
おいて被処理カムシャフトの温度を検出する温度センサ
とその温度に応じたプログラム予熱装置を設置したり、
予熱ゾーン、保持ゾーンを設けてそこから適宜再溶融チ
ル化処理装置に被処理カムシャフトを供給する装置を必
要とする等、再溶融チル化処理装置が複雑となるばかり
でなく設備のイニシアルコストも高騰する。
部８ａの形成を防止するためには、予熱ステーションに
おいて被処理カムシャフトの温度を検出する温度センサ
とその温度に応じたプログラム予熱装置を設置したり、
予熱ゾーン、保持ゾーンを設けてそこから適宜再溶融チ
ル化処理装置に被処理カムシャフトを供給する装置を必
要とする等、再溶融チル化処理装置が複雑となるばかり
でなく設備のイニシアルコストも高騰する。
また、被処理カムシャフトの再溶融チル化処理品質にお
いても、被処理カムシャフトを約４００℃に予熱すると
再溶融チル組織自体が冶金チル組織に近い粗いセメンタ
イト組織となり、冶金チル組織に比較して極めて微細な
セメンタイト組織を有することが特徴とされていた、再
溶融チル化処理組織の長所を充分に引き出すことができ
ないのが現状であった。
いても、被処理カムシャフトを約４００℃に予熱すると
再溶融チル組織自体が冶金チル組織に近い粗いセメンタ
イト組織となり、冶金チル組織に比較して極めて微細な
セメンタイト組織を有することが特徴とされていた、再
溶融チル化処理組織の長所を充分に引き出すことができ
ないのが現状であった。
上述のような従来の技術の現状に鑑み、本発明が解決し
ようとする問題点は、従来の予熱工程を有する再溶融チ
ルカムシャフトの製造方法においては、予熱温度が４０
０℃と高いことから被処理カムシャフト自体の長手方向
の熱膨張量が大きい状態でその熱膨張量を制御すること
が必要となり、再熔融チル化処理ラインの停止があると
その影響を大きく受けて、カム摺動部表面の端面におけ
る“熔けだれ”部形成という不具合を発生し易く、また
、これを防止するためには、予熱ステーションにおいて
被処理カムシャフトの温度を検出する温度センサとその
温度に応じたプログラム予熱装置を設置したり、予熱ゾ
ーン、保持ゾーンを設けてそこから適宜再溶融チル化処
理装置に被処理カムシャフトを供給する装置を必要とす
る等、再溶融チル化処理装置が複雑となり設備のイニシ
アルコストも高騰するばかりでなく、被処理カムシャフ
トの再溶融チル化処理品質においても、被処理カムシャ
フトを約４００℃に予熱すると再溶融チル組織自体が冶
金チル組織に近い粗いセメンタイト組織となり、冶金チ
ル組織に比較して極めて微細なセメンタイト組織を有す
ることが特徴とされる再溶融チル化処理組織の長所を充
分に引き出さすことができず、優れた耐摩耗性の確保が
不充分であったということである。
ようとする問題点は、従来の予熱工程を有する再溶融チ
ルカムシャフトの製造方法においては、予熱温度が４０
０℃と高いことから被処理カムシャフト自体の長手方向
の熱膨張量が大きい状態でその熱膨張量を制御すること
が必要となり、再熔融チル化処理ラインの停止があると
その影響を大きく受けて、カム摺動部表面の端面におけ
る“熔けだれ”部形成という不具合を発生し易く、また
、これを防止するためには、予熱ステーションにおいて
被処理カムシャフトの温度を検出する温度センサとその
温度に応じたプログラム予熱装置を設置したり、予熱ゾ
ーン、保持ゾーンを設けてそこから適宜再溶融チル化処
理装置に被処理カムシャフトを供給する装置を必要とす
る等、再溶融チル化処理装置が複雑となり設備のイニシ
アルコストも高騰するばかりでなく、被処理カムシャフ
トの再溶融チル化処理品質においても、被処理カムシャ
フトを約４００℃に予熱すると再溶融チル組織自体が冶
金チル組織に近い粗いセメンタイト組織となり、冶金チ
ル組織に比較して極めて微細なセメンタイト組織を有す
ることが特徴とされる再溶融チル化処理組織の長所を充
分に引き出さすことができず、優れた耐摩耗性の確保が
不充分であったということである。
従って、本発明の技術的課題とするところは、カムシャ
フトのカム摺動部表面に高密度エネルギを照射して、カ
ム摺動部表面を再熔融チル化処理による再溶融チル表面
硬化層を形成させる再熔融チルカムシャフトの量産的な
製造に当たって、高密度エネルギの照射されたカムシャ
フト自体を強制冷却することにより、高密度エネルギの
照射によるカムシャフトの長手方向の熱膨張量を抑制す
ることによって、精度良くかつ連続的にカムシャフトの
カム摺動部表面に再熔融チル表面硬化層を形成させ、も
って、量産的に再溶融チル化処理された再溶融チルカム
シャフトの優れた耐摩耗性を確保することにある。
フトのカム摺動部表面に高密度エネルギを照射して、カ
ム摺動部表面を再熔融チル化処理による再溶融チル表面
硬化層を形成させる再熔融チルカムシャフトの量産的な
製造に当たって、高密度エネルギの照射されたカムシャ
フト自体を強制冷却することにより、高密度エネルギの
照射によるカムシャフトの長手方向の熱膨張量を抑制す
ることによって、精度良くかつ連続的にカムシャフトの
カム摺動部表面に再熔融チル表面硬化層を形成させ、も
って、量産的に再溶融チル化処理された再溶融チルカム
シャフトの優れた耐摩耗性を確保することにある。
このような従来の技術における問題点に鑑み、本発明に
おける従来の技術の問題点を解決するための手段は、レ
ーザビーム、ＴＩＧアーク、プラズマアーク、電子ビー
ム等の高密度エネルギを、カムシャフトのカム摺動部表
面に照射して再溶融チル化させることによって、カムシ
ャフトのカム摺動部表面に再溶融チル表面硬化層を形成
させる再溶融チルカムシャフトの製造方法であって、前
記カムシャフトのカム摺動部表面に高密度エネルギを照
射した後、高密度エネルギの照射されたカムシャフト自
体を強制冷却させることを特徴とする再溶融チルカムシ
ャフトの製造方法、及び、前記カムシャフトのカム摺動
部表面に高密度エネルギを照射した後、高密度エネルギ
の照射されたカムシャフトに対して、カムシャフトのシ
ャフト内を長手方向に貫通させた貫通孔に液化ガスミス
トを流通させて強制冷却するに当たって、貫通孔の一方
の側には感度のよい温度センサを配置するとともに他方
の側よりエア等の気体を噴入させ、上記貫通孔を通過し
て熱交換された気体の温度に基づいて、液化ガスミスト
のスプレーによるカムシャフトのカム摺動部表面に対す
る冷却条件を制御させることを特徴とする再溶融チルヵ
ムシャフトの製造方法からなっている。
おける従来の技術の問題点を解決するための手段は、レ
ーザビーム、ＴＩＧアーク、プラズマアーク、電子ビー
ム等の高密度エネルギを、カムシャフトのカム摺動部表
面に照射して再溶融チル化させることによって、カムシ
ャフトのカム摺動部表面に再溶融チル表面硬化層を形成
させる再溶融チルカムシャフトの製造方法であって、前
記カムシャフトのカム摺動部表面に高密度エネルギを照
射した後、高密度エネルギの照射されたカムシャフト自
体を強制冷却させることを特徴とする再溶融チルカムシ
ャフトの製造方法、及び、前記カムシャフトのカム摺動
部表面に高密度エネルギを照射した後、高密度エネルギ
の照射されたカムシャフトに対して、カムシャフトのシ
ャフト内を長手方向に貫通させた貫通孔に液化ガスミス
トを流通させて強制冷却するに当たって、貫通孔の一方
の側には感度のよい温度センサを配置するとともに他方
の側よりエア等の気体を噴入させ、上記貫通孔を通過し
て熱交換された気体の温度に基づいて、液化ガスミスト
のスプレーによるカムシャフトのカム摺動部表面に対す
る冷却条件を制御させることを特徴とする再溶融チルヵ
ムシャフトの製造方法からなっている。
以下、本発明の詳細な説明する。
本発明において、カムシャフトのカム摺動部表面に高密
度エネルギを照射した後、高密度エネルギの照射された
カムシャフトのカム摺動部表面を強制冷却させることと
しているのは、高密度エネルギの照射によるカムシャフ
トの長手方向の熱膨張量を抑制することにより、精度良
くかつ連続的にカムシャフトのカム摺動部表面に再溶融
チル表面硬化層を形成させることによって、量産的に再
熔融チル化処理された再溶融チルカムシャフトの優れた
耐摩耗性を確保するためである。
度エネルギを照射した後、高密度エネルギの照射された
カムシャフトのカム摺動部表面を強制冷却させることと
しているのは、高密度エネルギの照射によるカムシャフ
トの長手方向の熱膨張量を抑制することにより、精度良
くかつ連続的にカムシャフトのカム摺動部表面に再溶融
チル表面硬化層を形成させることによって、量産的に再
熔融チル化処理された再溶融チルカムシャフトの優れた
耐摩耗性を確保するためである。
以下、添付図面に基づいて本発明の詳細な説明する。
（第１実施例）
長さ３８０ｍｍ、重量； ２．１ Ｋｇの鋳鉄製カムシ
ャフト粗形材を加工し、メインオイルホール（カムシャ
フト内の長手方向の貫通孔）とベース円に通ずるカム油
孔を穿設した後、カム摺動部表面を黒皮面より１．５鶴
の取代にて加工除去し、再熔融チルカムシャフトの再熔
融チル化処理ラインに搬入した。
ャフト粗形材を加工し、メインオイルホール（カムシャ
フト内の長手方向の貫通孔）とベース円に通ずるカム油
孔を穿設した後、カム摺動部表面を黒皮面より１．５鶴
の取代にて加工除去し、再熔融チルカムシャフトの再熔
融チル化処理ラインに搬入した。
この再溶融チル化処理ラインは再溶融チル化処理ステー
ション８箇所と冷却ステーション３箇所を有するトラン
スファラインであり、被処理カムシャフトはサイクルタ
イム７５秒で搬送されている。
ション８箇所と冷却ステーション３箇所を有するトラン
スファラインであり、被処理カムシャフトはサイクルタ
イム７５秒で搬送されている。
なお、このトランスファラインには予熱ステーションは
設置されていない。
設置されていない。
そして、カムシャフトのカム摺動部表面に対する再熔融
チル化処理のための高密度エネルギ源としてセミＴＩＧ
アークを用い、トーチ側を負に印加し、Ｍａｘ電流値を
１４５Ａ、被処理カムシャフトの揺動幅を１０．０鶴と
して再溶融チル化処理を行った。
チル化処理のための高密度エネルギ源としてセミＴＩＧ
アークを用い、トーチ側を負に印加し、Ｍａｘ電流値を
１４５Ａ、被処理カムシャフトの揺動幅を１０．０鶴と
して再溶融チル化処理を行った。
そして、セミＴＩＧアークによる高密度エネルギの照射
後におけるカムシャフトのカム摺動部表面に対する冷却
方法としては、 ■ カムシャフト外周表面からのエア衝風冷却（エア圧
；３．５Ｋｇ／ｃｍ”、ノズル径；φ８鶴、被処理カム
シャフトからの距離；１００ｕ＋、送風部位；２箇所）
。
後におけるカムシャフトのカム摺動部表面に対する冷却
方法としては、 ■ カムシャフト外周表面からのエア衝風冷却（エア圧
；３．５Ｋｇ／ｃｍ”、ノズル径；φ８鶴、被処理カム
シャフトからの距離；１００ｕ＋、送風部位；２箇所）
。
■ 貫通孔へのエア流通冷却（エア圧； ３．５ Ｋｇ
／ｃｍ”、ノズル径；φ８ｍｍ）。
／ｃｍ”、ノズル径；φ８ｍｍ）。
■ 貫通孔への液化ガスミストの流通冷却（水圧； １
． ＯＫｇ／ ｃｍ２．エア圧； １．５ Ｋｇ／ｃｎ
＋２．スプレ一時間； ６０ ｓｅｃ ）。
． ＯＫｇ／ ｃｍ２．エア圧； １．５ Ｋｇ／ｃｎ
＋２．スプレ一時間； ６０ ｓｅｃ ）。
の３種類について比較試験を実施した。
なお、上述の条件による高密度エネルギの照射における
入熱は水の熱交換により測定して約３５Ｋｃａｌであり
、この時の平均被処理カムシャフト温度は１５０℃であ
って、被処理カムシャフトの長手方向における熱膨張に
よる伸び量（ΔＬ）は０．７１ｍであった。
入熱は水の熱交換により測定して約３５Ｋｃａｌであり
、この時の平均被処理カムシャフト温度は１５０℃であ
って、被処理カムシャフトの長手方向における熱膨張に
よる伸び量（ΔＬ）は０．７１ｍであった。
そして、■のエア衝風冷却においてはこの伸び量（ΔＬ
）が０．４０ 鶴、■の貫通孔へのエア流通冷却におい
ては伸び量（ΔＬ）が０．２５ ｖａｎ、■の貫通孔へ
の液化ガスミスト流通冷却においては伸び量（ΔＬ）が
０．１５鶴であった。
）が０．４０ 鶴、■の貫通孔へのエア流通冷却におい
ては伸び量（ΔＬ）が０．２５ ｖａｎ、■の貫通孔へ
の液化ガスミスト流通冷却においては伸び量（ΔＬ）が
０．１５鶴であった。
上述の結果から明らかなように、貫通孔への冷却媒体の
流通冷却のカムシャフトの長手方向への熱膨張量の抑制
に対する有効性を確認することができた。
流通冷却のカムシャフトの長手方向への熱膨張量の抑制
に対する有効性を確認することができた。
また、貫通孔への冷却媒体の流通冷却による被処理カム
シャフトのセンタ振れに与える影響は、カムシャフトの
外周表面冷却に比較して約５０μ程度少ない２０〜６０
μであり、この観点からも貫通孔への冷却媒体の流通冷
却による優秀性が明らかとなった。
シャフトのセンタ振れに与える影響は、カムシャフトの
外周表面冷却に比較して約５０μ程度少ない２０〜６０
μであり、この観点からも貫通孔への冷却媒体の流通冷
却による優秀性が明らかとなった。
なお、冷却媒体が液化ガスミストの場合においても、上
述のカムシャフトの長手方向の熱膨張量には殆ど変化が
認められなかった。
述のカムシャフトの長手方向の熱膨張量には殆ど変化が
認められなかった。
（第２実施例）
第１実施例の結果に基づいて、上記再熔融チル化処理ラ
インの冷却ステーションの３箇所に同じ条件の貫通孔へ
の冷却媒体の流通冷却装置を設置して各ステーションに
連続的に再溶融チル化処理し、素早く被処理カムシャフ
トの全長を測定するという方法により高密度エネルギの
照射後における強制冷却の効果を評価した。
インの冷却ステーションの３箇所に同じ条件の貫通孔へ
の冷却媒体の流通冷却装置を設置して各ステーションに
連続的に再溶融チル化処理し、素早く被処理カムシャフ
トの全長を測定するという方法により高密度エネルギの
照射後における強制冷却の効果を評価した。
この結果、各ステーション通過後の最大伸び量部位の制
御精度を飛躍的に向上させることができた。
御精度を飛躍的に向上させることができた。
しかしながら、量産的な再熔融デル化処理ラインにおけ
る被処理カムシャフトの保有熱量は、ライン停止、昼休
み停止等により大きく変化することから、画一的に液化
ガスミスト冷却を実施していると、次のステーションで
再熔融処理を行うに当たって油孔から蒸気を吐出する被
処理カムシャフトもあり、これによってＴＩＧアークの
電極を酸化させてアークが所定の箇所に飛ばないで、カ
ム摺動部表面の幅方向における高密度エネルギの照射部
位を精度良く制御することが不可能となる状態が生じる
ことが認められた。
る被処理カムシャフトの保有熱量は、ライン停止、昼休
み停止等により大きく変化することから、画一的に液化
ガスミスト冷却を実施していると、次のステーションで
再熔融処理を行うに当たって油孔から蒸気を吐出する被
処理カムシャフトもあり、これによってＴＩＧアークの
電極を酸化させてアークが所定の箇所に飛ばないで、カ
ム摺動部表面の幅方向における高密度エネルギの照射部
位を精度良く制御することが不可能となる状態が生じる
ことが認められた。
しかし、結論的には、カムシャフトの貫通孔への冷却媒
体の流通冷却がカム摺動部表面の幅方向における高密度
エネルギの照射部位を、精度良く制御するために充分な
効力を発揮することが明らかとなった。
体の流通冷却がカム摺動部表面の幅方向における高密度
エネルギの照射部位を、精度良く制御するために充分な
効力を発揮することが明らかとなった。
（第３実施例）
次に、第２実施例に示すようなカム摺動部表面の幅方向
における高密度エネルギの照射部位の精度良い制御が不
可能となるという不具合を解決するために、被処理カム
シャフトの保有熱量を簡便に計測する必要がある。
における高密度エネルギの照射部位の精度良い制御が不
可能となるという不具合を解決するために、被処理カム
シャフトの保有熱量を簡便に計測する必要がある。
このため、まず、第１図に示すように貫通孔への流通冷
却用液化ガスミストスプレー用のノズル１１からエアを
貫通孔に噴入させ、貫通孔の出口に設けた表面温度計用
の温度センサ１３によりこの通過熱交換ガス温度を検出
させた。
却用液化ガスミストスプレー用のノズル１１からエアを
貫通孔に噴入させ、貫通孔の出口に設けた表面温度計用
の温度センサ１３によりこの通過熱交換ガス温度を検出
させた。
その後、この温度を電子温度調節器１４にインプットし
て、所定の温度となっ時点で第２図に示すように液化ガ
スミスト用の水バルブを「開」状態とした。
て、所定の温度となっ時点で第２図に示すように液化ガ
スミスト用の水バルブを「開」状態とした。
また、液化ガスミストスプレーの終了は被処理カムシャ
フトが冷却ステーション１２に設置された時点からタイ
マーをおこしタイムアツプ状態となった時点で第２図に
示すように水バルブを「閉」状態とした。
フトが冷却ステーション１２に設置された時点からタイ
マーをおこしタイムアツプ状態となった時点で第２図に
示すように水バルブを「閉」状態とした。
この段階でも液化ガスミスト用のエアは吹き出されてお
り、トランスファラインの移動指令がインプットされる
直前まで吹き放し状態とした。
り、トランスファラインの移動指令がインプットされる
直前まで吹き放し状態とした。
上述のようなカムシャフトのカム摺動部表面に対する冷
却方法を用いることにより、被処理カムシャフトの保有
熱容量に応じた液化ガスミスト冷却を安価に実施するこ
とを可能とした。
却方法を用いることにより、被処理カムシャフトの保有
熱容量に応じた液化ガスミスト冷却を安価に実施するこ
とを可能とした。
ついで、この再溶融チル化処理ラインにて再溶融チル化
処理されたカムシャフトを、エンジンに組込み２００時
間のスカッフィング耐久試験を実施した。
処理されたカムシャフトを、エンジンに組込み２００時
間のスカッフィング耐久試験を実施した。
なお、比較のために、同一条件で冶金チルカムシャフト
及び４００℃予熱再溶融チルカムシャフトも組込んで試
験した。
及び４００℃予熱再溶融チルカムシャフトも組込んで試
験した。
その試験結果を第１表に示している。
第１表
結果である。
注２）「スカッフィング評点」とはカム摺動部表面にお
けるスカッフィング発生状況により評価したもので、１
０が最も優れており０が最も劣っていることを示してい
る。
けるスカッフィング発生状況により評価したもので、１
０が最も優れており０が最も劣っていることを示してい
る。
第１表から明らかなように、本発明法により製造した冷
熱立上がり・冷却再溶融チルカムシャフトは、比較品で
ある４００℃予熱再溶融チルカムシャフト及び冶金チル
カムシャフトと比較して著しく優れた耐スカツフイング
性を示していることが理解される。
熱立上がり・冷却再溶融チルカムシャフトは、比較品で
ある４００℃予熱再溶融チルカムシャフト及び冶金チル
カムシャフトと比較して著しく優れた耐スカツフイング
性を示していることが理解される。
また、参考として本発明品（冷熱立上がり・冷却再溶融
チルカムシャフト）と予熱チル品（４００℃予熱再溶融
チルカムシャフト）の再熔融チル部位の金属組織と硬さ
を比較して第３図に示している。
チルカムシャフト）と予熱チル品（４００℃予熱再溶融
チルカムシャフト）の再熔融チル部位の金属組織と硬さ
を比較して第３図に示している。
第３図から明らかなように、４００”Ｃにて予熱した後
回熔融チル化処理した予熱チル品カムシャフトはチル組
織が粗く硬さもそれ程高いとはいえないのに対して、本
発明法により再溶融チル化処理した本発明品カムシャフ
トはチル組織が微細であるばかりでなく、硬さも予熱チ
ル品に比較して著しく高硬度となっていることが理解さ
れる。
回熔融チル化処理した予熱チル品カムシャフトはチル組
織が粗く硬さもそれ程高いとはいえないのに対して、本
発明法により再溶融チル化処理した本発明品カムシャフ
トはチル組織が微細であるばかりでなく、硬さも予熱チ
ル品に比較して著しく高硬度となっていることが理解さ
れる。
以上により明らかなように、本発明にかかる再溶融チル
カムシャフトの製造方法によれば、カムシャフトのカム
摺動部表面に高密度エネルギを照射して、カム摺動部表
面を再溶融チル化処理による再熔融チル表面硬化層を形
成させる再溶融チルカムシャフトの製造方法において、
量産的に再熔融チルカムシャフトの製造に当たって、高
密度エネルギの照射されたカムシャフトを強制冷却する
ことによって、高密度エネルギの照射によるカムシャフ
トの長手方向の膨張量を抑制することによって、精度良
くかつ連続的にカムシャフトのカム摺動部表面に再溶融
チル表面硬化層を形成させることができるとともに、再
熔融チル化組織も微細となるとともに、そのチル層の下
部には強固なマルテンサイト組織が安定して形成され、
従って、再溶融チル化処理された再溶融チルカムシャフ
トの優れた耐摩耗性を確保することができる利点がある
。
カムシャフトの製造方法によれば、カムシャフトのカム
摺動部表面に高密度エネルギを照射して、カム摺動部表
面を再溶融チル化処理による再熔融チル表面硬化層を形
成させる再溶融チルカムシャフトの製造方法において、
量産的に再熔融チルカムシャフトの製造に当たって、高
密度エネルギの照射されたカムシャフトを強制冷却する
ことによって、高密度エネルギの照射によるカムシャフ
トの長手方向の膨張量を抑制することによって、精度良
くかつ連続的にカムシャフトのカム摺動部表面に再溶融
チル表面硬化層を形成させることができるとともに、再
熔融チル化組織も微細となるとともに、そのチル層の下
部には強固なマルテンサイト組織が安定して形成され、
従って、再溶融チル化処理された再溶融チルカムシャフ
トの優れた耐摩耗性を確保することができる利点がある
。
第１図は、本発明法によるカムシャフトの貫通孔への冷
却媒体の流通冷却方法を示す模式図。 第２図は、本発明法によるカムシャフトの貫通孔への冷
却媒体の流通冷却方法における冷却媒体の噴入タイミン
グを示す図。 第３図は、本発明品と予熱チル品の再熔融チル表面硬化
層の金属組織を示す顕微鏡写真と硬さを比較した図。 第４図は、カムシャフトのカム摺動部表面に高密度エネ
ルギを照射している状態を示す図。 第５図は、高密度エネルギの照射により形成された再溶
融チル表面硬化層を示すカム断面図である。 １・−−−−一カムシャフト。 ２−−−−−一カム摺動部表面。 ２ａ・−−一−−再溶融ビード。 ３−−−−−−Ｔ Ｉ Ｇアークトーチ。 ４−−−−−一電極。 ５−・−・−アーク。 ６−・一回転方向。 ７−−−−−一揺動方向。 ８−・−再溶融チル表面硬化層。 ８ａ−−−−−−“溶けだれ”部。 ９−−−−−−マルテンサイト組織層。 １０−−−−−一基地鋳鉄。 １１・−−−−−ノズル。 １２−・−冷却スチージョン。 １３−−−−−一温度センサ。 １４−−−−−一電子温度調節器。 Ｔ、−・−エア噴入時間。 Ｔ２・−・・−水スプレ一時間。 出願人 トヨタ自動車株式会社 第２図 第３図 第一４図 第５図 手続補正書（自発） 昭和６１年１月ｌ←日
却媒体の流通冷却方法を示す模式図。 第２図は、本発明法によるカムシャフトの貫通孔への冷
却媒体の流通冷却方法における冷却媒体の噴入タイミン
グを示す図。 第３図は、本発明品と予熱チル品の再熔融チル表面硬化
層の金属組織を示す顕微鏡写真と硬さを比較した図。 第４図は、カムシャフトのカム摺動部表面に高密度エネ
ルギを照射している状態を示す図。 第５図は、高密度エネルギの照射により形成された再溶
融チル表面硬化層を示すカム断面図である。 １・−−−−一カムシャフト。 ２−−−−−一カム摺動部表面。 ２ａ・−−一−−再溶融ビード。 ３−−−−−−Ｔ Ｉ Ｇアークトーチ。 ４−−−−−一電極。 ５−・−・−アーク。 ６−・一回転方向。 ７−−−−−一揺動方向。 ８−・−再溶融チル表面硬化層。 ８ａ−−−−−−“溶けだれ”部。 ９−−−−−−マルテンサイト組織層。 １０−−−−−一基地鋳鉄。 １１・−−−−−ノズル。 １２−・−冷却スチージョン。 １３−−−−−一温度センサ。 １４−−−−−一電子温度調節器。 Ｔ、−・−エア噴入時間。 Ｔ２・−・・−水スプレ一時間。 出願人 トヨタ自動車株式会社 第２図 第３図 第一４図 第５図 手続補正書（自発） 昭和６１年１月ｌ←日
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、レーザビーム、ＴＩＧアーク、プラズマアーク、電
子ビーム等の高密度エネルギを、カムシャフトのカム摺
動部表面に照射して再溶融チル化させることによって、
カムシャフトのカム摺動部表面に再溶融チル表面硬化層
を形成させる再溶融チルカムシャフトの製造方法であっ
て、 前記カムシャフトのカム摺動部表面に高密度エネルギを
照射した後、高密度エネルギの照射されたカムシャフト
自体に対して強制冷却させることを特徴とする再溶融チ
ルカムシャフトの製造方法。 ２、高密度エネルギの照射されたカムシャフトに対する
強制冷却を、主としてカムシャフトのシャフト内を長手
方向に貫通させた貫通孔への冷却媒体の流通によること
とした特許請求の範囲第１項記載の再溶融チルカムシャ
フトの製造方法。 ３、高密度エネルギの照射されたカムシャフトに対する
強制冷却のための、カムシャフトのシャフト内を長手方
向に貫通させた貫通孔に流通させる冷却媒体を、エア等
の気体もしくは液化ガスミストとした特許請求の範囲第
１項記載の再熔融チルカムシャフトの製造方法。 ４、レーザビーム、ＴＩＧアーク、プラズマアーク、電
子ビーム等の高密度エネルギを、カムシャフトのカム摺
動部表面に照射して再溶融チル化させることによって、
カムシャフトのカム摺動部表面に再熔融チル表面硬化層
を形成させる再熔融チルカムシャフトの製造方法であっ
て、 カムシャフトのカム摺動部表面に高密度エネルギを照射
した後、高密度エネルギの照射されたカムシャフトに対
して、カムシャフトのシャフト内を長手方向に貫通させ
た貫通孔に液化ガスミストを流通させて強制冷却するに
当たって、貫通孔の一方の側には感度のよい温度センサ
を配置するとともに他方の側よりエア等の気体を噴入さ
せ、上記貫通孔を通過して熱交換された気体の温度に基
づいて、液化ガスミストのスプレーにより冷却条件を制
御させることを特徴とする再熔融チルカムシャフトの製
造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60041473A JPS61246320A (ja) | 1985-03-01 | 1985-03-01 | 再溶融チルカムシヤフトの製造方法 |
| US06/831,863 US4661676A (en) | 1985-03-01 | 1986-02-24 | Process for producing camshaft with cams subjected to remelting chilling treatment |
| DE8686102470T DE3661938D1 (en) | 1985-03-01 | 1986-02-26 | Process for producing camshaft with cams subjected to remelting chilling treatment |
| EP86102470A EP0194506B1 (en) | 1985-03-01 | 1986-02-26 | Process for producing camshaft with cams subjected to remelting chilling treatment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60041473A JPS61246320A (ja) | 1985-03-01 | 1985-03-01 | 再溶融チルカムシヤフトの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61246320A true JPS61246320A (ja) | 1986-11-01 |
Family
ID=12609328
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60041473A Pending JPS61246320A (ja) | 1985-03-01 | 1985-03-01 | 再溶融チルカムシヤフトの製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4661676A (ja) |
| EP (1) | EP0194506B1 (ja) |
| JP (1) | JPS61246320A (ja) |
| DE (1) | DE3661938D1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPH02227349A (ja) * | 1989-02-28 | 1990-09-10 | Kinugawa Rubber Ind Co Ltd | パッシブベルト用ガイドレールのシール構造 |
| JPH02140067U (ja) * | 1989-04-27 | 1990-11-22 |
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| US5096662A (en) * | 1989-04-17 | 1992-03-17 | Mazda Motor Corporation | Method for forming high abrasion resisting layers on parent materials |
| DE4401699C2 (de) * | 1994-01-21 | 1996-09-05 | Fraunhofer Ges Forschung | Vorrichtung zum Härten von Rohren |
| DE19637464C1 (de) * | 1996-09-13 | 1997-10-09 | Fraunhofer Ges Forschung | Verschleißbeständige Nockenwelle und Verfahren zu ihrer Herstellung |
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| ITFI20040044A1 (it) * | 2004-02-23 | 2004-05-23 | Sandro Favilli | Procedimento di tempra tramite laser in applicazioni ferroviarie e relative attrezzature |
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| DE2741567C2 (de) * | 1977-09-15 | 1981-09-24 | Audi Nsu Auto Union Ag, 7107 Neckarsulm | Verfahren zum Herstellen von durch Umschmelzhärten gehärteten Oberflächen |
| DE2742597C3 (de) * | 1977-09-22 | 1980-02-07 | Audi Nsu Auto Union Ag, 7107 Neckarsulm | Nockenwelle für Kolbenkraft- und -arbeitsmaschinen, vorzugsweise Hubkolben-Brennkraftmaschinen |
| DE3231774C1 (de) * | 1982-08-26 | 1983-04-07 | Aeg-Elotherm Gmbh, 5630 Remscheid | Vorrichtung zum Kuehlen der Kanten beim Umschmelzhaerten von Nockenfolgern |
| JPS60234169A (ja) * | 1984-05-07 | 1985-11-20 | Toyota Motor Corp | 再溶融チルカムシヤフトおよびその製造方法 |
-
1985
- 1985-03-01 JP JP60041473A patent/JPS61246320A/ja active Pending
-
1986
- 1986-02-24 US US06/831,863 patent/US4661676A/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-02-26 EP EP86102470A patent/EP0194506B1/en not_active Expired
- 1986-02-26 DE DE8686102470T patent/DE3661938D1/de not_active Expired
Patent Citations (3)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0194506A1 (en) | 1986-09-17 |
| EP0194506B1 (en) | 1989-01-25 |
| US4661676A (en) | 1987-04-28 |
| DE3661938D1 (en) | 1989-03-02 |
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