KR102390484B1 - High-frequency heat treatment apparatus - Google Patents

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KR102390484B1
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Abstract

본 발명은 자경성을 이용하여 마르텐사이트조직을 형성하는 고주파 열처리 장치로써, 보다 상세하게 홀이 형성된 가공물의 표면 일측을 가열하는 가열부와 상기 홀에 삽입되도록 돌출되어 형성되는 핀부를 포함하고, 상기 가열부가 상기 가공물을 가열하여 상기 가공물의 온도가 높아지면, 상기 핀부가 상기 홀에 삽입된 상태에서 상기 가공물의 내부로 전달된 열을 흡수하여 냉각시킴으로써, 상기 가공물의 변형을 최소화하는 것을 특징으로 한다.The present invention is a high-frequency heat treatment apparatus for forming a martensitic structure by using self-hardening properties, comprising a heating unit for heating one side of a surface of a workpiece on which a hole is formed in more detail, and a pin portion protruding to be inserted into the hole, When the temperature of the workpiece is increased by heating the workpiece by the heating unit, the deformation of the workpiece is minimized by absorbing heat transferred to the inside of the workpiece while the fin part is inserted into the hole and cooling it. .

Description

자경성을 이용하여 마르텐사이트조직을 형성하는 고주파 열처리 장치{High-frequency heat treatment apparatus}High-frequency heat treatment apparatus for forming martensitic structure using magnetostriction

본 발명은 자경성을 이용하여 마르텐사이트조직을 형성하는 고주파 열처리 장치로서 더욱 자세하게는, 홀이 형성된 가공물의 표면을 열처리하는데 있어서, 홀에 황동핀을 삽입한 상태로 가열하여 홀 주변의 과열을 방지하고, 상기 가공물의 자경성을 유도하여 크랙의 발생을 방지하고, 변형을 최소화하는 자경성을 이용하여 마르텐사이트조직을 형성하는 고주파 열처리 장치에 관한 것이다.The present invention is a high-frequency heat treatment apparatus for forming a martensitic structure using magnetostrictive properties. More specifically, in heat-treating the surface of a workpiece on which a hole is formed, heating with a brass pin inserted into the hole prevents overheating around the hole and to prevent the occurrence of cracks by inducing self-hardening of the workpiece, and to a high-frequency heat treatment apparatus for forming a martensitic structure by using self-hardening to minimize deformation.

일반적으로, 고주파 열처리는 표면경화열처리로서 부품의 일부분을 선택적으로 표면만 경화시키는 방법으로 변형이 우려되거나 특정부분의 열처리 특성을 얻기 위하여 사용되는 열처리 방법이다. 즉, 고주파 유도가열의 방법을 이용하여 피가열물의 표면을 재질특성에 맞는 소입온도까지 가열하고 물이나 오일로 급속냉각하므로서, 기계구조 부품의 표면을 경화시켜 내마모성 및 기계적 성질을 향상시키는 것이다.In general, induction heat treatment is a surface hardening heat treatment, which is a method of selectively hardening only the surface of a part of a part, and is a heat treatment method used to obtain heat treatment characteristics of a specific part or fear of deformation. That is, by using the method of high-frequency induction heating, the surface of the object to be heated is heated to a quenching temperature suitable for the material properties and rapidly cooled with water or oil, thereby hardening the surface of the mechanical structural part to improve abrasion resistance and mechanical properties.

일례로, 대한민국 등록특허공보 제10-1187444호(2012.10.26.)에서는 허브 링을 연속적으로 열처리하여 생산성을 대폭 향상시킬 뿐만 아니라 허브 링이 자동으로 이송됨으로써 생산성을 향상시킬 수 있는 허브 링 자경성을 이용하여 마르텐사이트조직을 형성하는 고주파 열처리 장치에 대해 개시되어 있다.For example, in Korean Patent Publication No. 10-1187444 (October 26, 2012), hub ring self-hardening properties that can improve productivity by continuously heat-treating the hub ring to significantly improve productivity as well as automatically transfer the hub ring A high frequency heat treatment apparatus for forming a martensitic structure using

그러나, 상기와 같은 종래 기술은 홀이 형성된 가공물의 표면을 열처리할 경우, 홀 주변에 많은 수의 크랙이 발생하게 되고, 가공물의 변위가 변형되어 불량품이 다수 발생한다는 문제점이 여전히 남아 있다.However, in the prior art as described above, when the surface of the workpiece in which the hole is formed is heat-treated, a large number of cracks are generated around the hole, and the displacement of the workpiece is deformed, so that a large number of defective products still remain.

대한민국 등록특허공보 제10-1187444호(2012.10.26.)Republic of Korea Patent Publication No. 10-1187444 (2012.10.26.)

본 발명은 상술한 바와 같은 선행 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, S45C 탄소강 소재로 형성되며, 홀이 형성된 가공물의 표면을 열처리하는데 있어서, 홀에 황동핀을 삽입한 상태로 가열하여 홀 주변의 과열을 방지하고, 상기 가공물의 자경성을 유도하여 크랙의 발생을 방지하고, 변형을 최소화하는 자경성을 이용하여 마르텐사이트조직을 형성하는 고주파 열처리 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been devised to solve the problems of the prior art as described above, and is formed of S45C carbon steel material, and in heat-treating the surface of a workpiece on which a hole is formed, by heating with a brass pin inserted into the hole, around the hole An object of the present invention is to provide a high frequency heat treatment apparatus for preventing overheating of the workpiece, preventing cracks by inducing self-hardening of the workpiece, and forming a martensitic structure using self-hardening that minimizes deformation.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 여기에 언급되지 않은 본 발명이 해결하려는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems to be solved by the present invention not mentioned here are to those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs from the description below. can be clearly understood.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 자경성을 이용하여 마르텐사이트조직을 형성하는 고주파 열처리 장치에 있어서, 홀이 형성된 가공물의 표면 일측을 가열하는 가열부와 상기 홀에 삽입되도록 돌출되어 형성되는 핀부를 포함하고, 가열 시, 상기 핀부가 상기 홀에 삽입된 상태에서, 상기 홀의 내주면으로 전달된 열을 흡수함으로써, 상기 가공물의 변형을 최소화하는 것을 특징으로 한다.In the high frequency heat treatment apparatus for forming a martensitic structure using self-hardening properties according to a preferred embodiment of the present invention, a heating unit for heating one side of the surface of a workpiece on which a hole is formed and a fin portion protruding to be inserted into the hole Including, during heating, by absorbing heat transferred to the inner circumferential surface of the hole while the pin part is inserted into the hole, it is characterized in that the deformation of the workpiece is minimized.

또한, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 상기 가열부는, 전자유도에 의해 유도된 전류를 이용하여 열이 발생되도록 하는 코일과 상기 코일의 상부에 구비되어, 열이 상기 가공물로 집중될 수 있도록 하는 코아를 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the heating unit according to a preferred embodiment of the present invention is provided with a coil for generating heat using a current induced by electromagnetic induction and an upper portion of the coil, so that heat can be concentrated on the workpiece. It is characterized in that it includes a core.

또한, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 상기 핀부는, 황동재질로 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the fin part according to a preferred embodiment of the present invention is characterized in that it is formed of a brass material.

또한, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 상기 가열부가 상기 가공물을 가열할 시, 상기 가열부와 가공물 사이의 간격은 0.2mm 내지 0.5mm인 것을 특징으로 한다.In addition, when the heating unit according to a preferred embodiment of the present invention heats the work, the distance between the heating unit and the work is 0.2 mm to 0.5 mm.

또한, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 상기 가열부가 상기 가공물을 가열할 시, 상기 핀부와 가공물 사이의 간격은 0.05mm 내지 0.3mm인 것을 특징으로 한다.In addition, when the heating unit according to a preferred embodiment of the present invention heats the work, the distance between the pin and the work is 0.05 mm to 0.3 mm.

상기 과제의 해결 수단에 의해, 본 발명의 자경성을 이용하여 마르텐사이트조직을 형성하는 고주파 열처리 장치는 홀이 형성된 가공물의 표면 열처리 시, 가공물의 변형을 방지하는데 그 효과가 있다.As a means of solving the above problems, the high frequency heat treatment apparatus for forming a martensitic structure using the self-hardening property of the present invention is effective in preventing deformation of the workpiece during the surface heat treatment of the workpiece in which the hole is formed.

또한, 본 발명은 기존의 열처리와 같이 냉매를 직접적으로 가공물에 접촉되지 않도록 하여 크랙의 발생을 방지하는데 그 효과가 있다.In addition, the present invention is effective in preventing the occurrence of cracks by preventing the refrigerant from directly contacting the workpiece as in the conventional heat treatment.

또한, 본 발명은 유도가열을 활용하여, 상기 가공물에 직접적으로 가열됨으로 효율이 높아 총 생산비용이 감소되도록 하는데 그 효과가 있다.In addition, the present invention is effective in reducing the total production cost by using induction heating to increase the efficiency by being directly heated to the workpiece.

또한, 본 발명은 가공물의 재질과 부피에 따른 적절한 주파수를 선택하여 균일한 온도와 가열속도를 제어할 수 있어 대량 생산에 적합하다는데 그 효과가 있다.In addition, the present invention is effective in that it is suitable for mass production because it is possible to control a uniform temperature and heating rate by selecting an appropriate frequency according to the material and volume of the workpiece.

또한, 본 발명은 가열부가 가공물과 접촉하지 않고, 일정간격을 유지하여 가열함으로써 가열 중에 발생할 수 있는 각종 오염을 방지하여 가공물의 퀄리티를 높일 수 있는데 그 효과가 있다.In addition, the present invention is effective in that the quality of the workpiece can be improved by preventing various contamination that may occur during heating by heating the heating unit at a predetermined interval without contacting the workpiece.

또한, 본 발명은 초단위의 신속한 작업을 수행할 수 있으며, 완전 무공해 산업으로 위생적인 작업이 가능하고, 예열이나 냉동 예비시간이 필요없어 설비의 가동율을 증가시킬 수 있도록 하는데 그 효과가 있다.In addition, the present invention can perform quick work in seconds, sanitary work is possible in a completely pollution-free industry, and there is no need for preheating or refrigeration preliminary time, so that the operation rate of the equipment can be increased.

또한, 본 발명은 출력에 비해 설치면적이 좁다는 이점이 있다.In addition, the present invention has an advantage in that the installation area is narrow compared to the output.

S45C 탄소강은 가열 후 빠른 속도로 냉각을 해주지 않으면 열처리 효과를 얻기 어려운 재질이기 때문에 반드시 냉매를 이용하여 냉각을 해야한다. 이러한 냉각속도를 얻어내기 위해 최소한의 에너지로 빠르게 가열함으로써, 소재 자체에서 열을 전도하면서 동시에 빼앗아 가는 질량효과와 열과 전기의 양도체인 황동핀이 내부 가열 방지와 가열하는 순간 측면부 에너지를 흡수해 버리는 결과와 맞물려 냉매를 이용하지 않고도 냉매로 냉각하는 효과를 얻을 수 있다. 여기서 황동핀 보다 동으로 만든 핀을 이용하면 물론 전도도는 더 좋지만, 반복 작업으로 인해 물러서 잘 닳아 버리는 문제점이 있기 때문에 마찰 강도가 높은 황동을 사용한다. 황동핀을 사용할 경우 코일이 평면 가열할 때, 고주파 전류가 원형의 안쪽 부위(즉, 모서리 부위)가 먼저 가열되는 현상을 방지하면서, 홀부로 전도되어 내려오는 열에너지를 빠르게 흡수하여 열변형 방지 및 홀부 경화를 방지하는 효과가 있다.Since S45C carbon steel is a material that is difficult to obtain heat treatment effect without rapid cooling after heating, it must be cooled using a refrigerant. In order to obtain such a cooling rate, by rapidly heating with minimal energy, the mass effect that conducts heat from the material itself and takes away at the same time, and the result of the brass fin, which is a conductor of heat and electricity, prevents internal heating and absorbs the energy of the side part at the moment of heating It is possible to obtain the effect of cooling with the refrigerant without using the refrigerant. Here, if a pin made of copper is used rather than a brass pin, the conductivity is of course better, but brass with high friction strength is used because there is a problem that it is easily worn away due to repeated work. When a brass pin is used, when the coil is heated in a plane, high-frequency current prevents the phenomenon that the inner part of the circle (ie, the corner part) is heated first, and quickly absorbs the heat energy that is conducted to the hole, preventing thermal deformation and preventing the hole It has the effect of preventing hardening.

도 1의 (a)는 본 발명의 일실시예에 따른 자경성을 이용하여 마르텐사이트조직을 형성하는 고주파 열처리 장치의 단면도로, 가공물의 표면만 열처리된 모습을 나타낸다.
도 1의 (b)는 종래의 자경성을 이용하여 마르텐사이트조직을 형성하는 고주파 열처리 장치의 단면도로, 가공물의 내부면까지 열처리된 모습을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 자경성을 이용하여 마르텐사이트조직을 형성하는 고주파 열처리 장치의 가열 시, 가열부, 핀부 및 가공물의 배치를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 자경성을 이용하여 마르텐사이트조직을 형성하는 고주파 열처리 장치의 동작순서를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 자경성을 이용하여 마르텐사이트조직을 형성하는 고주파 열처리 장치의 동작순서를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 자경성을 이용하여 마르텐사이트조직을 형성하는 고주파 열처리 장치의 동작순서를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 자경성을 이용하여 마르텐사이트조직을 형성하는 고주파 열처리 장치의 동작순서를 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 자경성을 이용하여 마르텐사이트조직을 형성하는 고주파 열처리 장치의 동작순서를 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 자경성을 이용하여 마르텐사이트조직을 형성하는 고주파 열처리 장치의 동작순서를 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 자경성을 이용하여 마르텐사이트조직을 형성하는 고주파 열처리 장치의 동작순서를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 자경성을 이용하여 마르텐사이트조직을 형성하는 고주파 열처리 장치의 동작순서를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 자경성을 이용하여 마르텐사이트조직을 형성하는 고주파 열처리 장치를 통해 열처리가 완료된 가공물의 단면을 나타낸 도면이다.1 (a) is a cross-sectional view of a high frequency heat treatment apparatus for forming a martensitic structure using self-hardening properties according to an embodiment of the present invention, and shows a state in which only the surface of the workpiece is heat-treated.
Fig. 1 (b) is a cross-sectional view of a conventional high frequency heat treatment apparatus for forming a martensitic structure using self-hardening properties, and shows a state in which the inner surface of the workpiece is heat treated.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the arrangement of a heating unit, a fin unit, and a workpiece during heating of a high frequency heat treatment apparatus for forming a martensitic structure using self-hardening properties according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing an operation sequence of a high frequency heat treatment apparatus for forming a martensitic structure using self-hardening properties according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing an operation sequence of a high frequency heat treatment apparatus for forming a martensitic structure using self-hardening properties according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing the operation sequence of the high frequency heat treatment apparatus for forming a martensitic structure by using self-hardening properties according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing the operation sequence of the high frequency heat treatment apparatus for forming a martensite structure by using self-hardening properties according to an embodiment of the present invention.
7 is a view showing an operation sequence of the high frequency heat treatment apparatus for forming a martensitic structure using self-hardening properties according to an embodiment of the present invention.
8 is a diagram illustrating an operation sequence of a high frequency heat treatment apparatus for forming a martensitic structure using self-hardening properties according to an embodiment of the present invention.
9 is a view showing the operation sequence of the high frequency heat treatment apparatus for forming a martensite structure by using self-hardening properties according to an embodiment of the present invention.
10 is a diagram illustrating an operation sequence of a high frequency heat treatment apparatus for forming a martensitic structure using self-hardening properties according to an embodiment of the present invention.
11 is a view showing a cross-section of a workpiece on which heat treatment has been completed through a high frequency heat treatment apparatus for forming a martensitic structure using self-hardening properties according to an embodiment of the present invention.

본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 발명에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.Terms used in this specification will be briefly described, and the present invention will be described in detail.

본 발명에서 사용되는 용어는 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.The terms used in the present invention have been selected as currently widely used general terms as possible while considering the functions in the present invention, but these may vary depending on the intention or precedent of a person skilled in the art, the emergence of new technology, and the like. Therefore, the term used in the present invention should be defined based on the meaning of the term and the overall content of the present invention, rather than the name of a simple term.

명세서 전체에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있음을 의미한다.In the entire specification, when a part “includes” a certain element, it means that other elements may be further included, rather than excluding other elements, unless otherwise stated.

아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art can easily implement them. However, the present invention may be embodied in several different forms and is not limited to the embodiments described herein.

본 발명에 대한 해결하고자 하는 과제, 과제의 해결 수단, 발명의 효과를 포함한 구체적인 사항들은 다음에 기재할 실시 예 및 도면들에 포함되어 있다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.Specific details including the problem to be solved for the present invention, the means for solving the problem, and the effect of the invention are included in the embodiments and drawings to be described below. Advantages and features of the present invention, and a method for achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 자경성을 이용하여 마르텐사이트조직을 형성하는 고주파 열처리 장치에 있어서, 홀(310)이 형성된 가공물(300)의 표면 일측을 가열하는 가열부(100)와 상기 홀(310)에 삽입되도록 돌출되어 형성되는 핀부(200)를 포함하고, 가열 시, 상기 핀부(200)가 상기 홀(310)에 삽입된 상태에서, 상기 홀(310)의 내주면으로 전달된 열을 흡수함으로써, 상기 가공물(300)의 변형을 최소화한다. 이때, 변형은 크랙 등과 같은 손상이나, 상기 홀(310)의 변위 또는 형상의 변형을 의미한다. 또한, 탄소강의 경우 변형을 최소화한다는 의미는 표면 부근에만 마르텐사이트 조직이 형성되고 깊이가 있는 내부면에는 마르텐사이트 조직이 형성되지 않도록 한다는 것이다. 1 and 2, in the high frequency heat treatment apparatus for forming a martensitic structure using self-hardening property according to a preferred embodiment of the present invention, one side of the surface of the workpiece 300 on which the hole 310 is formed is heated and a fin part 200 protruding to be inserted into the hole 310 and a heating part 100 to be inserted into the hole 310, and when heated, the fin part 200 is inserted into the hole 310 while the fin part 200 is inserted into the hole 310, the hole ( By absorbing the heat transferred to the inner peripheral surface of the 310, the deformation of the workpiece 300 is minimized. In this case, the deformation means damage such as cracks, displacement of the hole 310 or deformation of the shape. In addition, in the case of carbon steel, the meaning of minimizing deformation means that the martensitic structure is formed only near the surface and that the martensitic structure is not formed on the deep inner surface.

먼저, 상기 가열부(100)가 마련된다. 상기 가열부(100)는 전자기유도현상을 이용하여 유도된 전류로 상기 가공물을 가열하는 고주파열처리 방식을 활용한다. 보다 상세하게, 고주파열처리는 중탄소강 이상에서 행해지며 고주파를 사용하여 필요한 부문만을 가열한 후 냉각함으로써, 표면만 경화시키는 방법이다.First, the heating unit 100 is provided. The heating unit 100 utilizes a high-frequency heat treatment method of heating the workpiece with an electric current induced using electromagnetic induction. More specifically, induction heat treatment is performed on medium carbon steel or higher, and is a method of hardening only the surface by heating only the necessary parts using high frequency and then cooling.

이때, 유도가열은 상기 가공물(300)에 직접적으로 가열됨으로 효율이 높아 총 생산비용이 감소되는 이점이 있다. 또한, 상기 가공물(300)의 재질과 부피에 따른 적절한 주파수를 선택하여 균일한 온도와 가열속도를 제어할 수 있어 대량 생산에 적합하다. 그리고, 상기 가공물(300)과 접촉하지 않고, 일정간격을 유지하여 가열함으로써 가열 중에 발생할 수 있는 각종 오염을 방지하여 상기 가공물(300)의 상태를 유지할 수 있다. 또한, 초단위의 신속한 작업을 수행할 수 있으며, 완전 무공해 산업으로 위생적인 작업이 가능하고, 예열이나 냉동 예비시간이 필요없어 설비의 가동율을 증가시킬 수 있다. 그리고, 출력에 비해 설치면적이 좁다는 이점이 있다.In this case, the induction heating is directly heated to the workpiece 300, so that the efficiency is high, there is an advantage that the total production cost is reduced. In addition, it is possible to control a uniform temperature and heating rate by selecting an appropriate frequency according to the material and volume of the workpiece 300 , which is suitable for mass production. In addition, the state of the workpiece 300 can be maintained by preventing various contamination that may occur during heating by heating at a predetermined interval without contacting the workpiece 300 . In addition, it is possible to perform quick work in seconds, hygienic work is possible in a completely pollution-free industry, and there is no need for preheating or freezing preheating time, so it is possible to increase the operation rate of the equipment. In addition, there is an advantage in that the installation area is narrow compared to the output.

또한, 상기 가열부(100)는 전자유도에 의해 유도된 전류를 이용하여 열이 발생되도록 하는 코일(110)과 상기 코일(110)의 상부에 구비되어, 열이 상기 가공물(300)로 집중될 수 있도록 하는 코아(120)를 포함한다.In addition, the heating unit 100 is provided on the coil 110 so that heat is generated using the current induced by electromagnetic induction and the coil 110, the heat is concentrated to the work (300). Includes a core 120 to enable.

보다 상세하게, 상기 코일(110)은 상기 가공물(300)의 상부에 위치된 상태에서 유도전류를 발생시키는 역할을 수행한다. 또한, 상기 코아(120)는 상기 코일(110)의 상부에 구비되어, 상기 코일(110)의 유도전류 발생이 보다 더 효율적으로 수행될 수 있도록 한다. 즉, 상기 코아(120)는 상기 가공물(300) 방향으로 상기 코일(110)의 작용이 집중될 수 있도록, 상기 코일(110)의 상부에 구비되는 것이다.In more detail, the coil 110 serves to generate an induced current in a state positioned above the workpiece 300 . In addition, the core 120 is provided on the coil 110 , so that the induced current of the coil 110 can be generated more efficiently. That is, the core 120 is provided above the coil 110 so that the action of the coil 110 can be concentrated in the direction of the workpiece 300 .

다음으로 상기 핀부(200)가 마련된다. 상기 핀부(200)는 상기 홀(310)에 삽입되어 상기 홀(310) 부위의 과열을 방지함으로써, 상기 가공물(300)에 크랙과 같은 변형이 발생하는 것을 방지하는 역할을 수행한다.Next, the pin part 200 is provided. The pin part 200 is inserted into the hole 310 to prevent overheating of the hole 310 portion, thereby preventing deformation such as cracks from occurring in the workpiece 300 .

이때, 상기 핀부(200)는 황동재질로 형성된다. 상기 핀부(200)가 황동재질로 형성되어 철보다 더 열전도도가 높고 고주파 발진하며, 상기 홀(310) 주위에 날카로운 직각부위의 과열을 방지해주면서, 경화 시 일어나는 상기 홀(310)의 수축이나 변형을 방지할 수 있다. 또한, 상기 핀부(200)가 황동재질로 형성되어 동이나 알루미늄 재질에 비해 강도가 높아 수명이 길고, 연속적인 작업을 수행할 수 있는 이점이 있다.At this time, the fin part 200 is formed of a brass material. The fin part 200 is formed of a brass material, so it has higher thermal conductivity than iron and high-frequency oscillation, and prevents overheating of a sharp right angle part around the hole 310, while shrinking or deforming the hole 310 that occurs during hardening. can prevent In addition, since the fin part 200 is made of a brass material, the strength is higher than that of a copper or aluminum material, so that the lifespan is long and continuous work can be performed.

도 1의 (b)를 참조하면, 상기 핀부(200)가 구비되지 않은 종래의 열처리의 경우, 상기 가공물(300)의 내부로 열이 전달되어 필요한 부위 이상으로 경화된 모습을 나타낸다. 상기 홀(310)의 내부면이 경화되면(마르텐사이트 조직이 형성되면) 상기 홀(310)이 수축되는 현상이 발생하며, 크랙이 발생할 확률이 높아지는 문제점이 있다.Referring to (b) of FIG. 1 , in the case of the conventional heat treatment in which the fin part 200 is not provided, heat is transferred to the inside of the workpiece 300 and hardened beyond the required portion. When the inner surface of the hole 310 is hardened (when a martensitic structure is formed), the hole 310 is contracted, and there is a problem in that the probability of occurrence of cracks increases.

이에 반해, 도 1의 (a)를 참조하면, 상기 핀부(200)가 구비된 열처리의 경우, 상기 가공물(300)의 표면만 경화되고, 상기 가공물(300)의 내부면은 상기 핀부(200)에 의해 냉각되어 경화되지 않음으로써, 크랙이 발생하지 않으며, 상기 홀(310)이 수축되는 것을 방지할 수 있는 것이다.On the other hand, referring to (a) of FIG. 1 , in the case of the heat treatment provided with the fin part 200 , only the surface of the workpiece 300 is hardened, and the inner surface of the workpiece 300 is the fin part 200 . By not being cooled and hardened by the , cracks do not occur, and it is possible to prevent the hole 310 from being contracted.

다음으로, 상기 가열부(100)가 상기 가공물(300)을 가열할 시, 상기 가열부(100)와 가공물(300) 사이의 간격(D1)이 0.2mm 내지 0.5mm를 유지될 수 있다. 이때, 상기 가열부(100)와 가공물(300) 사이의 간격이 0.2mm 미만인 경우, 쇼트현상(합선)이 발생하여 전기를 낭비하게 되는 문제점이 있다. 즉, 합선이 발생하게 되는 곳으로 큰 단락전류가 흐르게 되어 아크가 발생함으로써, 상기 가열부(100)에 손상이 발생할 우려가 있으며, 주변에 가연물질이 있을 경우 화재로 이어져 큰 인명피해 및 재산피해가 발생할 수 있는 문제점이 있는 것이다.Next, when the heating part 100 heats the workpiece 300 , the distance D1 between the heating part 100 and the workpiece 300 may be maintained in a range of 0.2 mm to 0.5 mm. At this time, when the distance between the heating unit 100 and the workpiece 300 is less than 0.2 mm, there is a problem in that a short circuit (short circuit) occurs and electricity is wasted. That is, a large short-circuit current flows to a place where a short circuit occurs and an arc is generated, which may cause damage to the heating unit 100, and if there is a combustible material around it, it may lead to a fire, resulting in serious personal and property damage. There are problems that may arise.

또한, 상기 가열부(100)와 가공물(300) 사이의 간격이 0.5mm를 초과하는 경우, 상기 가열부(100)와 가공물(300) 사이의 열전달 효율이 감소하게 되어, 열처리 소요시간이 증가하게 되는 문제점이 있다. 따라서, 상기 가열부(100)가 상기 가공물(300)을 가열 시, 상기 가열부(100)와 가공물(300) 사이의 간격(D1)이 0.2mm 내지 0.5mm를 유지되도록 제어하는 것이다.In addition, when the distance between the heating part 100 and the workpiece 300 exceeds 0.5 mm, the heat transfer efficiency between the heating part 100 and the workpiece 300 is reduced, so that the time required for heat treatment is increased. There is a problem being Therefore, when the heating unit 100 heats the workpiece 300 , the distance D1 between the heating part 100 and the workpiece 300 is controlled to maintain 0.2 mm to 0.5 mm.

다음으로, 상기 가열부(100)가 상기 가공물(300)을 가열할 시, 상기 핀부(200)와 가공물(300) 사이의 간격(D2)은 0.05mm 내지 0.3mm를 유지될 수 있다. 이때, 상기 핀부(200)와 가공물(300) 사이의 간격이 0.05mm 미만인 경우, 상기 핀부(200)가 상기 홀(310)에 용이하게 삽입되지 않는다는 문제점이 있다. 즉, 상기 홀(310)과 핀부(200) 사이에 간격이 매우 좁아, 상기 홀(310)과 핀부(200) 사이에 간섭으로 인해 흡집이 발생하는 것과 같은 파손의 우려가 있는 것이다. 이를 방지하기 위하여, 하기 회전부(520) 및 승강부(530)의 제어를 정밀하게 하면 열처리 속도가 감소하게 되는 문제점이 동반된다.Next, when the heating part 100 heats the workpiece 300 , the distance D2 between the fin part 200 and the workpiece 300 may be maintained in a range of 0.05 mm to 0.3 mm. In this case, when the distance between the pin part 200 and the workpiece 300 is less than 0.05 mm, there is a problem in that the pin part 200 is not easily inserted into the hole 310 . That is, the gap between the hole 310 and the pin part 200 is very narrow, so there is a risk of damage such as suction caused by interference between the hole 310 and the pin part 200 . In order to prevent this, if the control of the following rotating unit 520 and the lifting unit 530 is precisely controlled, there is a problem in that the heat treatment speed is reduced.

또한, 상기 가열부(100)가 상기 가공물(300)을 가열할 시, 상기 핀부(200)와 가공물(300) 사이의 간격이 0.3mm 초과하는 경우, 상기 핀부(200)와 가공물(300) 사이의 간격이 멀어져, 상기 홀(310)의 내부면의 열이 상기 핀부(200)로 전달되는 정도가 감소하게 되는 문제점이 있다. 즉, 상기 홀(310) 근처의 직각부위가 과열되어 크랙이나 변형이 발생하는 것을 막기 위하여 상기 핀부(200)가 상기 홀(310)에 삽입된 상태에서 가열을 진행하는데 있어서, 상기 핀부(200)와 홀(310) 사이의 간격이 증가하여 열전달 효율이 감소하게 되면, 상기 홀(310) 근처의 직각부위의 열을 상기 홀(310)이 흡수하여 냉각하지 못하게 되는 문제점이 있는 것이다. 따라서, 상기 가열부(100)가 상기 가공물(300)을 가열할 시, 상기 핀부(200)와 가공물(300) 사이의 간격(D2)은 0.05mm 내지 0.3mm를 유지되도록 제어하는 것이다.In addition, when the heating part 100 heats the workpiece 300 , when the distance between the fin part 200 and the workpiece 300 exceeds 0.3 mm, between the fin part 200 and the workpiece 300 . There is a problem in that the distance between the poles increases, and the degree of heat transfer to the fin part 200 of the inner surface of the hole 310 decreases. That is, when heating is performed while the fin part 200 is inserted into the hole 310 in order to prevent cracks or deformation due to overheating of the right-angled portion near the hole 310, the fin part 200 When the distance between the hole 310 and the hole 310 is increased and the heat transfer efficiency is reduced, there is a problem in that the hole 310 absorbs heat at a right angle near the hole 310 and cannot cool it. Therefore, when the heating part 100 heats the workpiece 300, the distance D2 between the fin part 200 and the workpiece 300 is controlled to maintain 0.05 mm to 0.3 mm.

다음으로, 상기 핀부(200)는 중공축으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 핀부(200)는 중앙부에 빈 공간이 형성되는 중공축으로 형성되어, 상기 가열부(300)의 열이 직접적으로 전달되는 면적을 감소시킴으로써, 상기 핀부(200)가 과열되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 중공축으로 상기 가열부(300)의 열이 통과하여 하방으로 방출시킴으로써, 상기 핀부(200)가 과열되는 것을 방지하여, 상기 핀부(200)의 수명을 연장시킬 수 있다. 또한, 상기 핀부(200)는 중공축으로 형성되어, 고주파열처리를 진행하는 동안 이물질이 침입하더라도 상기 중공축을 통해 빠져나가 적층되는 것을 방지하는 역할을 수행한다. 즉, 가열 중 작업수나 냉각수가 유입되더라도 상기 중공축을 통해 유동하여 가열 공정 시에 상기 가공물(300)이 받는 열교환 등의 영향을 감소시킬 수 있는 것이다.Next, the fin part 200 may be formed as a hollow shaft. That is, the fin part 200 is formed as a hollow shaft with an empty space formed in the central part, thereby reducing the area to which the heat of the heating part 300 is directly transferred, thereby preventing the fin part 200 from overheating. can In addition, by allowing the heat of the heating unit 300 to pass through the hollow shaft and dissipate downward, the fin unit 200 is prevented from being overheated, thereby extending the life of the fin unit 200 . In addition, the fin part 200 is formed as a hollow shaft, and even if a foreign material enters during the high frequency heat treatment, it plays a role of preventing it from leaking out through the hollow shaft and being stacked. That is, even if working water or cooling water is introduced during heating, it flows through the hollow shaft, thereby reducing the influence of heat exchange on the workpiece 300 during the heating process.

다음으로, 상기 핀부(200) 및 가공물(300)을 냉각시키는 냉각부(400)가 마련될 수 있다. 상기 냉각부(400)는 복수개의 호스를 포함하여, 상기 핀부(200), 가공물(300) 및 하기 이송부(500), 작업대(600)에 직접 또는 간접적으로 냉매를 공급하는 역할을 수행한다. 이때, 상기 냉각부(400)는 상기 냉매를 유동시키는 동력을 제공하는 펌프(도면 미도시)가 구비될 수 있음은 당연하다.Next, a cooling unit 400 for cooling the fin unit 200 and the workpiece 300 may be provided. The cooling unit 400 includes a plurality of hoses, and serves to supply refrigerant directly or indirectly to the fin unit 200 , the work piece 300 , the transfer unit 500 , and the workbench 600 . In this case, it is natural that the cooling unit 400 may be provided with a pump (not shown) that provides power for flowing the refrigerant.

다음으로, 상기 가공물(300)을 이송시키는 이송부(500)가 마련될 수 있다. 상기 이송부(500)는 작업자의 조작 또는 제어부(도면 미도시)에 의해 작동할 수 있으며, 기설정된 작동을 반복적으로 수행할 수 있도록 마련될 수 있다. 또한, 상기 이송부(500)는 상기 가공물(300)을 고정시키는 고정부(510)와, 상기 고정부(510)의 하부에 구비되어 상기 가공물(300)을 회전시키는 회전부(520)와, 상기 회전부(520)의 하부에 구비되어 상기 가공물(300)을 승강시키는 승강부(530)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 회전부(520)와 승강부(530)에 동력을 제공하는 서보모터(도면 미도시)와 같은 구동부(도면 미도시)가 더 구비될 수 있음은 당연하다.Next, a transfer unit 500 for transferring the workpiece 300 may be provided. The transfer unit 500 may be operated by an operator's operation or a control unit (not shown), and may be provided to repeatedly perform a preset operation. In addition, the transfer unit 500 includes a fixing part 510 for fixing the workpiece 300 , a rotating part 520 provided under the fixing part 510 to rotate the workpiece 300 , and the rotating part. It is provided at the lower portion of the 520 and may include a lifting unit 530 for elevating the workpiece 300 . In addition, it is natural that a driving unit (not shown) such as a servomotor (not shown) for providing power to the rotating unit 520 and the lifting unit 530 may be further provided.

다음으로, 상기 가공물(300)의 가열이 완료된 후, 상기 가공물(300)이 거치된 상태에서 냉각될 수 있도록 하는 작업대(600)가 마련될 수 있다. 상기 작업대(600)는 복수개로, 상기 냉각부(400)로부터 공급되는 냉매가 상기 가공물(300)에 직접적으로 제공되거나, 상기 냉매가 상기 가공물(300)의 주위에 유동되도록 하여 상기 가공물(300)이 냉각될 수 있도록 한다.Next, after the heating of the workpiece 300 is completed, a workbench 600 that allows the workpiece 300 to be cooled in a mounted state may be provided. The workbench 600 is provided in plurality, in which the refrigerant supplied from the cooling unit 400 is directly provided to the work 300 or the refrigerant flows around the work 300 to the work 300 . allow it to cool.

이하에서는, 본 발명의 고주파열처리 장치의 작동순서에 대해 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the operation sequence of the high frequency heat treatment apparatus of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 도 3을 참조하면, 상기 핀부(200)가 상기 고정부(510)의 상부에 방사형으로 일정간격으로 배열된다. 즉, 상기 핀부(200)는 복수개로 일례로, 상기 고정부(510)의 상부면에 돌출되어 4개 구비된다. 이때, 상기 고정부(510)의 일측에는 상기 냉각부(400)로부터 냉매가 지속적으로 공급되도록 한다.First, referring to FIG. 3 , the pin parts 200 are radially arranged at regular intervals on the upper part of the fixing part 510 . That is, a plurality of the pin parts 200 are provided, for example, four protruding from the upper surface of the fixing part 510 . At this time, the refrigerant is continuously supplied from the cooling unit 400 to one side of the fixing unit 510 .

이후, 도 4를 참조하면, 상기 고정부(510)의 상부에 상기 가공물(300)이 안착된다. 일례로, 상기 홀(310)은 상기 핀부(200)에 대응되도록 4개로 형성되어 상기 핀부(200)에 삽입됨으로써, 상기 가공물(300)이 상기 고정부(510)에 안착되어 고정된다.Then, referring to FIG. 4 , the workpiece 300 is seated on the fixing part 510 . For example, four holes 310 are formed to correspond to the pin part 200 and are inserted into the pin part 200 , so that the workpiece 300 is seated and fixed in the fixing part 510 .

이후, 도 5를 참조하면, 상기 승강부(530)에 의해 상기 가공물(300)이 상기 가열부(100)에 근접하게 승강된다. 이때, 상기 가열부(100)와 가공물(300) 사이의 간격(D1)은 0.2mm 내지 0.5mm를 유지하도록 한다. 그리고, 상기 핀부(200)와 가공물(300) 사이의 간격(D2)은 0.05mm 내지 0.3mm를 유지하도록 한다. 또한, 상기 가열부(100)는 상기 가공물(300)의 표면 일측이 850°C 이상의 온도에 도달하도록 가열한다. 이때, 상기 가공물(300)은 S45C 재질(탄소강)로 형성될 수 있다.Thereafter, referring to FIG. 5 , the workpiece 300 is raised and lowered close to the heating unit 100 by the lifting unit 530 . At this time, the distance D1 between the heating part 100 and the workpiece 300 is maintained to be 0.2mm to 0.5mm. In addition, the distance D2 between the pin part 200 and the workpiece 300 is maintained to be 0.05 mm to 0.3 mm. In addition, the heating unit 100 heats one side of the surface of the workpiece 300 to reach a temperature of 850 °C or higher. In this case, the workpiece 300 may be formed of S45C material (carbon steel).

이후, 도 6을 참조하면, 상기 승강부(530)에 의해 상기 가공물(300)이 상기 가열부(100)와 멀어지도록 하강된다. 이때, 상기 가공물(300)은 상기 가열부(100)의 열이 전달되지 않도록 기설정된 거리만큼 이격되도록 한다.Then, referring to FIG. 6 , the workpiece 300 is lowered away from the heating unit 100 by the lifting unit 530 . At this time, the workpiece 300 is spaced apart by a predetermined distance so that the heat of the heating unit 100 is not transmitted.

이후, 도 7을 참조하면, 상기 회전부(520)에 의해 상기 가공물(300)이 회전된다. 즉, 상기 복수개의 홀(210) 중 가열되지 않은 홀(210)이 상기 가열부(100)의 하측에 구비되도록 하는 것이다.Thereafter, referring to FIG. 7 , the workpiece 300 is rotated by the rotating part 520 . That is, a hole 210 that is not heated among the plurality of holes 210 is provided below the heating unit 100 .

이후, 도 8을 참조하면, 상기 승강부(530)에 의해 상기 가공물(300)이 상기 가열부(100)에 근접하게 승강된다. 이때, 상기 가열부(100)와 가공물(300) 사이의 간격(D1)은 0.2mm 내지 0.5mm를 유지하도록 한다. 그리고, 상기 핀부(200)와 가공물(300) 사이의 간격(D2)은 0.05mm 내지 0.3mm를 유지하도록 한다. 또한, 상기 가열부(100)는 상기 가공물(300)의 표면 일측이 850°C 이상의 온도에 도달하도록 가열한다.Thereafter, referring to FIG. 8 , the workpiece 300 is raised and lowered close to the heating unit 100 by the lifting unit 530 . At this time, the distance D1 between the heating part 100 and the workpiece 300 is maintained to be 0.2mm to 0.5mm. In addition, the distance D2 between the pin part 200 and the workpiece 300 is maintained to be 0.05 mm to 0.3 mm. In addition, the heating unit 100 heats one side of the surface of the workpiece 300 to reach a temperature of 850 °C or higher.

이후, 도 9는 상기 복수개의 홀(210)이 모두 가열이 완료된 상태를 나타낸다. 상기한 바와 같은 일련의 과정동안, 상기 가공물(300)에는 직접적으로 냉매가 공급되지 않는 상태를 유지한다.Thereafter, FIG. 9 shows a state in which heating of all of the plurality of holes 210 is completed. During the series of processes as described above, a state in which the refrigerant is not directly supplied to the workpiece 300 is maintained.

이후, 도 10을 참조하면, 상기 복수개의 홀(210)의 가열이 완료된 가공물(300)을 상기 작업대(600)로 이송시킨다. 상기 가공물(300)을 상기 작업대(600)로 이송시키는 것은 작업자에 의해 수행되거나, 별도의 이송장치(도면 미도시)에 의해 자동으로 수행될 수 있다.Thereafter, referring to FIG. 10 , the workpiece 300 on which the heating of the plurality of holes 210 is completed is transferred to the workbench 600 . Transferring the workpiece 300 to the worktable 600 may be performed by an operator or may be automatically performed by a separate transfer device (not shown).

이때, 상기 작업대(600)는 상기 냉각부(400)로부터 공급된 냉매가 상기 복수개의 홀(310)에 직접적으로 공급되지 않는 위치에 구비되는 제1작업대(610)와 상기 냉각부(400)로부터 공급된 냉매가 상기 복수개의 홀(310)에 직접적으로 공급되는 위치에 구비되는 제2작업대(620)를 포함할 수 있다. 즉, 상기 가공물(300)은 가열된 이후, 상기 제1작업대(610)로 이송되어 상기 냉매가 직접적으로 공급되지 않는 상태를 기설정된 시간동안 유지하다가, 상기 냉매가 직접적으로 공급되는 제2작업대(620)로 이송되는 것이다. 이때, 상기 가공물(300)은 상기 제1작업대(610)에서 상기 냉매가 직접적으로 접촉되는 것과 같은 급냉 조건이 달성되지 않고, 상온에서 200°C 이하로 온도가 떨어질 때 까지 거치된다. 즉, 상기 냉매로 인해 상기 가공물(300)의 냉각속도가 빨라지면 크랙이 발생할 확률이 높아지기 때문에, 상기 가공물(300)의 온도가 200°C 이하로 떨어질 때 까지 거치하는 것이다. 이후, 상기 가공물(300)은 상기 제2작업대(620)로 옮겨져 상기 냉각부(400)로부터 공급된 냉매에 의해 잠열이 제거 된다. 이를 통하여 상기 가공물(300)은 HRC54 내지 HRC56의 경도를 확보할 수 있다. 이때, 상기 가공물(300)의 경도가 HRC56을 초과하는 경우 크랙의 발생율이 증가하게 되는 문제점이 있다.At this time, the workbench 600 is formed from the first workbench 610 provided at a position where the refrigerant supplied from the cooling unit 400 is not directly supplied to the plurality of holes 310 and the cooling unit 400 . A second workbench 620 provided at a position where the supplied refrigerant is directly supplied to the plurality of holes 310 may be included. That is, after the workpiece 300 is heated, it is transferred to the first workbench 610 and maintains a state in which the refrigerant is not directly supplied for a preset time, and then the refrigerant is directly supplied to the second workbench ( 620) will be transferred. At this time, the workpiece 300 is held until the temperature drops from room temperature to 200 °C or less without achieving a rapid cooling condition such as direct contact with the refrigerant on the first workbench 610 . That is, if the cooling rate of the workpiece 300 is increased due to the refrigerant, the probability of occurrence of cracks increases, so that the processing is carried out until the temperature of the workpiece 300 drops to 200°C or less. Thereafter, the workpiece 300 is moved to the second workbench 620 , and latent heat is removed by the refrigerant supplied from the cooling unit 400 . Through this, the workpiece 300 can secure a hardness of HRC54 to HRC56. At this time, when the hardness of the workpiece 300 exceeds HRC56, there is a problem in that the rate of occurrence of cracks increases.

보다 상세하게, 본 발명의 고주파열처리 장치는 상기 가공물(300)의 크랙 발생율이 증가하는 것을 방지하기 위하여 경도값을 HRC 56을 초과하지 않도록 가열된 상기 가공물(300)에 냉각속도를 조절함으로써, 목표하는 경도값을 얻을 수 있도록 하는 것이다. 이때, 종래의 열처리의 원리는 고온에서 고용한 탄소를 급냉으로 상온까지 석출하는 방식임에 반해, 본 발명은 최초 830℃ 이상에서 100% 탄소를 고용한 오스테나이트 조직상태에서 냉각속도를 조절하여 필요한 경도값을 얻어낼 수 있는 것이다. 즉, 본 발명의 고주파열처리 장치는 상기 가공물(300)을 냉각시키는 속도만으로 경도값을 컨트롤 할 수 있는 것이다. 보다 상세하게, 종래의 열처리에서는 냉각수로 급냉을 수행하여, 거친 침상 마르텐사이트 조직이 생기면서 급냉으로 인한 변형 및 최대치 경도값이 얻어지는데, 이 때 탄소의 과포화로 크랙 발생의 위험이 증가하게 된다. 철이 가열되면 체적이 팽창하지만 A2변태점(780℃)에 도달하면 급격히 수축하는 특징이 있는데, 온도가 더 상승하여 이 구간이 지나면 다시 팽창하기 시작한다. 역으로, 급냉시에도 이 구간을 빠르게 지나가면서 열변형에 영향을 주게 된다. 본 발명의 고주파열처리 장치는 변형이 많은 제품을 780℃ 이하에서 소재가 가지고자 하는 경도값을 얻기 위해 760~400℃ 구간에서의 냉각으로 탄소를 고용하여 상온까지 가져오는 기술이고, 이로 인해 변형도 크게 감소하고, 크랙발생율도 감소하게 되는 결과를 얻을 수 있다. 다시 말하면, 본 발명의 고주파열처리 장치는 최초 탄소고용온도를 A3+30℃이상 가열하면 소재는 탄소를 최대한 고용하고, 얻어야 할 경도값에 따라 냉각할 온도를 설정하여 타임??칭으로 필요한 만큼의 탄소만 고용하여 상온까지 가져오는 열처리 방식을 활용하는 것이다.More specifically, the high frequency heat treatment apparatus of the present invention adjusts the cooling rate of the heated workpiece 300 so that the hardness value does not exceed HRC 56 in order to prevent the crack occurrence rate of the workpiece 300 from increasing. to obtain a hardness value of At this time, whereas the principle of the conventional heat treatment is a method of precipitating carbon dissolved at high temperature to room temperature by rapid cooling, the present invention provides necessary hardness value can be obtained. That is, the high frequency heat treatment apparatus of the present invention can control the hardness value only by the speed at which the workpiece 300 is cooled. More specifically, in the conventional heat treatment, rapid cooling is performed with cooling water, and a rough acicular martensite structure is generated, and deformation and maximum hardness values are obtained due to rapid cooling. At this time, the risk of cracking due to supersaturation of carbon increases. When iron is heated, its volume expands, but when it reaches the A2 transformation point (780°C), it contracts rapidly. Conversely, even during rapid cooling, it rapidly passes through this section and affects thermal deformation. The high frequency heat treatment apparatus of the present invention is a technology that brings carbon to room temperature by cooling in the range of 760 to 400 ° C. in order to obtain the hardness value that the material wants to have at 780 ° C. or less for products with a lot of deformation. It is possible to obtain a result that significantly reduces, and the crack occurrence rate is also reduced. In other words, in the high frequency heat treatment apparatus of the present invention, when the initial carbon solid solution temperature is heated to A3 + 30 ° C or higher, the material uses carbon as a solid solution as much as possible, and sets the temperature to be cooled according to the hardness value to be obtained. It is to use a heat treatment method that uses only carbon and brings it to room temperature.

따라서, 종래의 열처리 방식과 같은 급냉으로 얻어지는 마르텐사이트는 탄소의 과포화로 조직이 거칠지만, 본 발명의 고주파열처리 장치는 서냉으로 일부 탄소가 빠져나간 후 얻어낸 마르텐사이트 조직은 템퍼링 처리한 마르텐사이트 조직처럼 부드럽고 안정적으로 형성된다는 이점이 있다.Therefore, martensite obtained by rapid cooling as in the conventional heat treatment method has a rough structure due to carbon supersaturation, but in the induction heat treatment apparatus of the present invention, the martensitic structure obtained after some carbon is escaped by slow cooling is similar to the tempered martensite structure. It has the advantage of being formed softly and stably.

즉, 일반적인 열처리는 급냉으로 최대치 경도를 얻어서 템퍼링 처리로 도면 경도스펙을 맞추는 방식이기 때문에 템퍼링 작업이 필수이다. 하지만, 경도 스펙이 낮은 제품을 고온템퍼링(250℃이상) 으로 하게 되면 외관의 변색 및 열변형이 수반되는 경우가 생기는 문제점이 있다. 결과적으로, 본 발명의 고주파열처리 장치를 통하여 필요한 경도값을 얻어내는 기술을 적용한다면 템퍼링공정을 하지 않고도 필요한 경도값을 얻을 수 있는 이점이 있다.In other words, since general heat treatment is a method of obtaining maximum hardness by quenching and matching the hardness specifications of drawings by tempering treatment, tempering work is essential. However, when a product with a low hardness specification is subjected to high temperature tempering (250° C. or higher), there is a problem that discoloration of the appearance and thermal deformation may be accompanied. As a result, if the technology for obtaining the required hardness value through the induction heat treatment apparatus of the present invention is applied, there is an advantage in that the required hardness value can be obtained without a tempering process.

또한, 본 발명의 고주파열처리 장치를 기술을 응용하여 출력을 낮추고 가열시간을 길게 하면 상기 가공물(300)의 잠열이 늘어나므로 상기 가공물(300)의 질량효과로 인한 냉각능력이 떨어져 HRC54이하로 얻어지게 할 수 있으며, 가열 에너지양으로도 냉각속도를 컨트롤 하여 원하는 경도를 얻을 수 있다. 즉, 상기 가공물(300)의 냉각속도를 조절함으로써, 탄소고용의 정도를 조절하여 목표하는 경도값을 획득할 수 있는 것이다.In addition, if the output is lowered and the heating time is lengthened by applying the technology of the high frequency heat treatment apparatus of the present invention, the latent heat of the workpiece 300 increases, so that the cooling capacity due to the mass effect of the workpiece 300 decreases, so that it is obtained below HRC54. The desired hardness can be obtained by controlling the cooling rate with the amount of heating energy. That is, by controlling the cooling rate of the workpiece 300, the degree of carbon solidification can be adjusted to obtain a target hardness value.

결과적으로, 단시간에 상기 가공물(300)의 표면 일측을 가열하여 상기 가공물(300)의 잠열을 감소시키고, 상기 핀부(200)가 상기 홀(310)의 내주면의 열을 흡수하여 냉각속도를 높여줌으로써, 단시간에 상기 가공물(300)의 표면 온도가 290° C에 도달하여 상기 가공물(300)의 표면에 마르텐사이트 조직이 형성될 수 있도록 한다. 이와 같은 상태에서, 기설정된 시간만큼 상기 제1작업대(610)에 거치된 후, 상기 제2작업대(620)로 옮겨져 냉매에 의해 냉각됨으로써, 크랙과 같은 변형없이 상기 복수개의 홀(310)이 형성된 가공물(300)의 표면을 경화시킬 수 있는 것이다.As a result, the latent heat of the workpiece 300 is reduced by heating one side of the surface of the workpiece 300 in a short time, and the fin part 200 absorbs heat from the inner peripheral surface of the hole 310 to increase the cooling rate. , so that the surface temperature of the workpiece 300 reaches 290 ° C in a short time to form a martensitic structure on the surface of the workpiece 300 . In this state, after being mounted on the first workbench 610 for a preset time, it is moved to the second workbench 620 and cooled by the refrigerant, so that the plurality of holes 310 are formed without deformation such as cracks. It is possible to harden the surface of the workpiece 300 .

이와 같이, 상술한 본 발명의 기술적 구성은 본 발명이 속하는 기술 분야의 당업자가 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.As such, those skilled in the art to which the present invention pertains will understand that the above-described technical configuration of the present invention may be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential characteristics of the present invention.

그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타나며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.Therefore, the embodiments described above are to be understood as illustrative and not restrictive in all respects, and the scope of the present invention is indicated by the following claims rather than the above detailed description, and the meaning and scope of the claims and their All changes or modifications derived from the concept of equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention.

100 : 가열부
110 : 코일
120 : 코아
200 : 핀부
300 : 가공물
310 : 홀
400 : 냉각부
500 : 이송부
510 : 고정부
520 : 회전부
530 : 승강부
600 : 작업대
D1 : 가열부와 가공물 사이의 간격
D2 : 핀부와 가공물 사이의 간격100: heating part
110: coil
120: core
200: pin part
300: work piece
310: Hall
400: cooling unit
500: transfer unit
510: fixed part
520: rotating part
530: elevator
600: workbench
D1 : Gap between heating part and workpiece
D2 : Gap between the pin part and the workpiece

Claims (5)

홀;이 형성된 가공물;의 표면 일측을 가열하는 가열부; 및
상기 홀에 삽입되도록 돌출되어 형성되는 핀부;를 포함하고,
상기 핀부는, 중공축으로 형성되고, 황동재질로 형성되며,
상기 가열부가 상기 가공물로 이송되어 상기 가공물을 가열할 시, 상기 가열부와 가공물 사이의 간격은 0.2mm 내지 0.5mm이고, 상기 핀부와 가공물 사이의 간격은 0.05mm 내지 0.3mm으로 유지되며,
상기 가공물 표면의 온도가 850°C 이상에 도달하여 가열이 완료되어 상기 가열부가 상기 가공물로부터 이격된 후, 기설정된 시간동안 상기 가공물은 방치되어 상기 가공물 내의 열에너지가 상기 핀부로 전도되면서 자체 냉각되도록 하고, 상기 가공물 표면의 온도가 200°C 이하에 도달하여 냉각이 완료되면 HRC54 내지 HRC56의 경도가 확보되는 것을 특징으로 하는 자경성을 이용하여 마르텐사이트조직을 형성하는 고주파 열처리 장치.A heating unit for heating one side of the hole; and
and a pin portion protruding to be inserted into the hole;
The fin part is formed of a hollow shaft and is made of a brass material,
When the heating part is transferred to the workpiece to heat the workpiece, the distance between the heating part and the workpiece is 0.2mm to 0.5mm, and the distance between the pin part and the workpiece is maintained at 0.05mm to 0.3mm,
After the temperature of the surface of the workpiece reaches 850 ° C or higher and the heating is completed and the heating part is separated from the workpiece, the workpiece is left for a preset time so that the heat energy in the workpiece is conducted to the fin and self-cooling , High frequency heat treatment apparatus for forming a martensitic structure using magnetism, characterized in that the hardness of HRC54 to HRC56 is secured when the temperature of the surface of the workpiece reaches 200 °C or less and cooling is completed. 제1항에 있어서,
상기 가열부는,
전자유도에 의해 유도된 전류를 이용하여 열이 발생되도록 하는 코일; 및
상기 코일의 상부에 구비되어, 열이 상기 가공물로 집중될 수 있도록 하는 코아;를 포함하는 것을 특징으로 하는 자경성을 이용하여 마르텐사이트조직을 형성하는 고주파 열처리 장치.According to claim 1,
The heating unit,
a coil for generating heat using a current induced by electromagnetic induction; and
A high-frequency heat treatment apparatus for forming a martensitic structure using self-hardening, characterized in that it comprises a; core provided on the coil so that heat can be concentrated on the workpiece. 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007262549A (en) * 2006-03-30 2007-10-11 High Frequency Heattreat Co Ltd Coil for induction-heating drive plate, quenching holder and quenching method
KR101708271B1 (en) * 2016-09-26 2017-02-20 류준석 Coil assembly for high frequency heat treatment apparatus

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101187444B1 (en) 2010-02-08 2012-10-26 주식회사 메탈텍 Frequency heat treatment apparatus for hurb ring

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007262549A (en) * 2006-03-30 2007-10-11 High Frequency Heattreat Co Ltd Coil for induction-heating drive plate, quenching holder and quenching method
KR101708271B1 (en) * 2016-09-26 2017-02-20 류준석 Coil assembly for high frequency heat treatment apparatus

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