棒状工件的热处理方法技术

在将具有圆形剖面的外周面的棒状工件(W)沿着其轴线方向以规定速度搬运的同时感应加热到淬火温度时，利用与第一高频电源(3)电连接的输出固定的第一加热线圈(2A)，将搬运中的棒状工件(W)加热到淬火温度以下的规定温度，接着，利用与第二高频电源(4)电连接的输出固定的第二加热线圈(2B)，以使搬运中的棒状工件(W)维持为淬火温度的方式对棒状工件(W)进行加热。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】棒状工件的热处理方法
本专利技术涉及棒状工件的热处理方法。
技术介绍
例如，圆柱滚子、圆锥滚子等需要高机械强度和硬度的机械部件在其制造过程中被实施热处理(淬火硬化处理)。该热处理包括：将具有圆形剖面的外周面的棒状工件加热到规定温度(淬火温度)的加热工序；以及将加热后的棒状工件冷却的冷却工序等。能够使用具备网带型连续炉等气氛加热炉、或者具备高频电源及加热线圈以及使棒状工件相对于加热线圈相对移动的搬运装置等的感应加热装置来实施加热工序(例如专利文献1)。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2005-331005号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题棒状工件例如由含碳量为0.8质量％以上的钢材(例如，作为在JISG4805中规定的高碳铬轴承钢的一种的SUJ2)制作。在该情况下，加热工序通常以如下方式进行：在工件的金属组织(奥氏体)中熔入0.6质量％左右的碳，剩余以碳化物的形式残留。其主要原因是，若将碳的熔入量设为0.6质量％左右，则能够抑制成为引起硬度下降、经年劣化等问题的原因的残留奥氏体的产生量，另外，若残留碳化物，则在加热中能够抑制奥氏体的晶粒成长。需要说明的是，就控制碳相对于工件的熔入量而言，有效的是，如图7所示，对工件加热规定时间t1，直至达到规定温度(淬火温度)T，之后，以使工件维持为淬火温度T的方式将工件加热规定时间t2(对工件进行均热保持)。在使用气氛加热炉的情况下，若调整炉内温度和加热处理时间(t1+t2)，则能够以描绘图7所示的温度轨迹的方式对工件进行加热。然而，在气氛加热炉中，在使炉内温度升温至淬火温度T之前需要较多的能量及时间，因此，在成本方面存在困难。另一方面，若为感应加热装置，则能够仅对工件直接进行加热，相应地能够实现较高的能量效率，而且，加热处理时间与使用气氛加热炉的情况相比可以格外短。然而，在感应加热中，难以控制工件的温度，尤其是需要对用于均热保持工件的技术方案进行研究。另外，期望能够尽可能高效地制造圆柱滚子这种所谓的量产产品。对此，本专利技术人研究了在对棒状工件进行感应加热时、将棒状工件沿着其轴线方向以规定速度(连续地)搬运的技术，但在该情况下，也需要对用于均热保持棒状工件的技术方案进行研究。此外，工件的材质根据要求特性而适当选择。用于适当对工件进行加热的条件根据工件的材质、形状、大小等而变化，尤其是较大地依赖于工件的材质，因此，期望至少加热线圈的输出能够任意地调整。鉴于以上情况，本专利技术的目的在于，能够将热处理对象的棒状工件沿着其轴线方向以规定速度搬运的同时，以规定的方式对该棒状工件进行感应加热，而且还能够容易地应对棒状工件的型号变更等的技术方案，由此，能够以低成本量产具备所希望的机械强度的高品质的机械部件。用于解决课题的方案为了实现上述目的而完成的本专利技术是一种棒状工件的热处理方法，包括加热工序，在该加热工序中，将具有圆形剖面的外周面的棒状工件沿着其轴线方向以规定速度搬运的同时，将该棒状工件感应加热到淬火温度，其特征在于，在加热工序中，利用与第一高频电源电连接且输出保持为固定的第一加热线圈，将搬运中的棒状工件加热到淬火温度以下的规定温度，接着，利用与第二高频电源电连接且输出保持为固定的第二加热线圈，以使搬运中的棒状工件维持为淬火温度的方式对该棒状工件进行加热。需要说明的是，本专利技术所说的“棒状工件”是包含实心的棒状工件(例如圆柱状的工件)及空心的棒状工件(例如圆筒状的工件)的双方的概念。根据上述的方法，能够利用第一加热线圈，将沿着轴线方向以规定速度(固定速度)搬运的棒状工件感应加热至规定温度，之后利用第二加热线圈以淬火温度进行均热保持，即，能够对沿轴线方向连续搬运的棒状工件以描绘图7所示的温度轨迹的方式进行感应加热。由此，能够高效地将棒状工件感应加热到淬火温度。另外，作为升温用线圈发挥功能的第一加热线圈及作为均热保持用线圈发挥功能的第二加热线圈分别独立地与高频电源电连接，因此，各加热线圈的输出能够根据加热对象(热处理对象)的棒状工件的材质等而容易且适当地变更。若使第二加热线圈的尺寸比第一加热线圈的尺寸长，则能够适当地对搬运中的棒状工件进行均热保持。优选使棒状工件绕其轴线旋转的同时以规定速度对棒状工件进行搬运。由此，能够将棒状工件的周向、轴线方向及深度方向(径向)的各部分加热为均匀温度。若将多个棒状工件以沿轴线方向相互分离的状态搬运，则能够高效地对多个棒状工件进行加热处理，此外，能够不受相邻的棒状工件的热影响而高精度地对各棒状工件进行加热。本专利技术的热处理方法还能够包括对从加热工序排出的棒状工件进行冷却的冷却工序。由此，能够适当地使棒状工件淬火硬化。本专利技术的热处理方法能够在对由含碳量为0.8质量％以上的钢材(例如高碳钢、合金钢)构成的棒状工件实施热处理时优选应用。另外，作为棒状工件，能够举出滚子轴承用的滚子。需要说明的是，这里所说的“滚子轴承”是包含圆柱滚子轴承、圆锥滚子轴承、滚针轴承等的概念。因此，“滚子”是包含圆柱滚子、圆锥滚子、滚针等的概念。专利技术效果以上，根据本专利技术，能够将热处理对象的棒状工件沿着其长边方向以规定速度搬运的同时以规定的方式对其进行感应加热，而且还能够容易地应对棒状工件的型号变更等。由此，能够以低成本量产具备所希望的机械强度的高品质的机械部件。附图说明图1是概念性地示出在实施本专利技术的热处理方法时使用的热处理设备的整体结构的俯视图。图2是感应加热装置的局部放大俯视图。图3是感应加热装置的概要主视图。图4A是构成感应加热装置的搬运装置的局部放大俯视图。图4B是图4A的B-B线向视概要剖视图。图5是示出应用了本专利技术的情况下的棒状工件的温度轨迹的图。图6是示出构成搬运装置的第一轴构件及第二轴构件的支承方式的一例的概要图。图7是说明对棒状工件进行加热的情况下的优选温度轨迹的图。具体实施方式以下，基于附图对本专利技术的实施方式进行说明。图1是概念性地示出在实施本专利技术的热处理方法时使用的热处理设备A的整体结构的俯视图。该图所示的热处理设备A是由钢制的棒状工件W、更详细而言例如含碳量为0.8质量％以上的钢材(被分类为在JISG4805中规定的高碳铬轴承钢的SUJ2、SUJ3等)构成、且用于对具有圆形剖面的外周面的实心的棒状工件(在本实施方式中为圆锥滚子的基材)W实施淬火硬化处理的热处理设备，构成为连续地实施将棒状工件W加热到规定温度(淬火温度)的加热工序、以及对加热到淬火温度的棒状工件W进行冷却的冷却工序。如图1所示，热处理设备A具备：将在水平姿势(横向姿势)下沿着轴线方向(该图中箭头M所示的方向)搬运的棒状工件W感应加热到淬火温度的感应加热装置1；以及将加热到淬火温度而从感应加热装置1排出的棒状工件W冷却的作为冷却装置的冷却部20。冷却部20例如由贮存有淬火油等冷却液的冷却液槽构成。感应加热装置1具备：将水平姿势的棒状工件W沿着其轴线方向以规定速度搬运的搬运装置10；以及对搬运中的棒状工件W进行感应加热的加热线圈2，加热线圈2通过将与第一高频电源3电连接的第一加热线圈2A及与第二高频电源4电连接的第二加热线圈2B在轴线方向上连接配置(串联配置)而构成。两个高频电源3、4与控制装置5电连接，高频电源3、4分别基于从控制装置5输出的信号，向第一加热线圈2A及第二加热线圈2B供给本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种棒状工件的热处理方法，包括加热工序，在该加热工序中，将具有圆形剖面的外周面的棒状工件沿着其轴线方向以规定速度搬运的同时，将该棒状工件感应加热到淬火温度，其特征在于，在所述加热工序中，利用与第一高频电源电连接且输出保持为固定的第一加热线圈，将搬运中的所述棒状工件加热到所述淬火温度以下的规定温度，接着，利用与第二高频电源电连接且输出保持为固定的第二加热线圈，以使搬运中的所述棒状工件维持为所述淬火温度的方式对所述棒状工件进行加热。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.24 JP 2016-1257161.一种棒状工件的热处理方法，包括加热工序，在该加热工序中，将具有圆形剖面的外周面的棒状工件沿着其轴线方向以规定速度搬运的同时，将该棒状工件感应加热到淬火温度，其特征在于，在所述加热工序中，利用与第一高频电源电连接且输出保持为固定的第一加热线圈，将搬运中的所述棒状工件加热到所述淬火温度以下的规定温度，接着，利用与第二高频电源电连接且输出保持为固定的第二加热线圈，以使搬运中的所述棒状工件维持为所述淬火温度的方式对所述棒状工件进行加热。2.根据权利要求1所述的棒状工件的热处理方法，其中，所述第二加热线圈的尺寸比所述第一加热线圈...

【专利技术属性】
技术研发人员：平冈恒哲，铃木慎太郎，田渊勇辉，
申请(专利权)人：NTN株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP