热处理设备及热处理方法技术

本发明专利技术提供热处理设备(1)，其具备：将棒状工件(W)沿着其轴线方向以规定速度搬运的搬运装置(10)；以及具有将搬运中的棒状工件(W)感应加热到淬火温度的加热线圈(3)的加热装置(2)，加热线圈(3)具有沿着轴线方向串联连结的第一加热部(3A)及第二加热部(3B)，且与单一的高频电源(4)电连接，相对地配置于棒状工件(W)的搬运方向前方侧的第二加热部(3B)的线圈节距(D2)被设定为大于相对地配置于棒状工件(W)的搬运方向后方侧的第一加热部(3A)的线圈节距(D1)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】热处理设备及热处理方法
本专利技术涉及热处理设备及热处理方法，尤其是涉及在对具有圆形剖面的外周面且生产批量大的棒状工件实施热处理(淬火硬化处理)时能够适合使用的热处理设备及热处理方法。
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。例如能够使用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上述的加热工序(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上述的棒状工件例如由含碳量为0.8质量％以上的钢材(例如作为JISG4805中规定的高碳铬轴承钢的一种的SUJ2)制作。在该情况下，加热工序优选通过如下方式进行：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12所示，对工件进行加热，直至工件达到规定温度(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(将工件均热保持规定时间)。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12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，因此，加热处理时间(t1+t2)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等所谓的量产产品。对此，本专利技术人研究了将棒状工件沿着其轴线方向以规定速度连续地搬运的同时对棒状工件进行感应加热的技术，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，期望用于对棒状工件进行感应加热的加热装置、进而具备该加热装置的热处理设备尽可能简单且低成本。鉴于以上的情况，本专利技术的目的在于，实现一种在为比较简单的结构的同时、能够高效地且以描绘规定的温度轨迹的方式对热处理对象的棒状工件进行感应加热的热处理设备，因此，能够以低成本量产具备所希望的机械强度和硬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热处理设备，其具备：搬运装置，其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；以及加热装置，其具有用于将搬运中的棒状工件感应加热到淬火温度的加热线圈，加热线圈具有沿着轴线方向串联连结的第一加热部及第二加热部，且与单一的高频电源电连接，相对地配置于棒状工件的搬运方向前方侧的第二加热部的线圈节距大于相对地配置于棒状工件的搬运方向后方侧的第一加热部的线圈节距。需要说明的是，本专利技术中所说的“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。另外，本专利技术中所说的“轴线方向”是指棒状工件的轴线方向。用于对工件进行感应加热的加热线圈具有线圈节距越密则输出越高、线圈节距越松则输出越低这一特性。因此，若在加热线圈设置沿着棒状工件的轴线方向串联连结的第一加热部及第二加热部，且使相对地配置于棒状工件的搬运方向前方侧的第二加热部的线圈节距大于相对地配置于棒状工件的搬运方向后方侧的第一加热部的线圈节距，则在沿第一加热部的对置区域搬运棒状工件的期间，能够使棒状工件积极地升温，另一方面，在沿第二加热部的对置区域搬运棒状工件的期间，能够将棒状工件保持为规定温度(淬火温度)。因此，能够以使棒状工件描绘所希望的温度轨迹(图12所示的温度轨迹)的方式对棒状工件进行感应加热。另外，由于第一加热部及第二加热部串联连结，因此，即便采用对加热线圈电连接单一的高频电源这样的简单结构，也能够以上述方式对棒状工件进行感应加热。若第二加热部的轴线方向尺寸比第一加热部的轴线方向尺寸长，则容易设定用于适当地对搬运中的棒状工件进行均热保持的条件。第一加热部与第二加热部也可以以能够分离的方式连结。这样，例如即便在伴随着热处理对象的棒状工件的变更而需要调整两个加热部的任一方或双方的线圈节距等时，也能够通过更换线圈来应对。作为搬运装置，例如能够使用如下的搬运装置：具备相互分离地沿轴线方向平行延伸、且与对方侧协作地对棒状工件的外周面进行接触支承的第一轴构件及第二轴构件；以及使两个轴构件绕其轴线向相同的方向旋转的旋转机构，第一轴构件及第二轴构件中的至少一方具有沿着其外周延伸的螺旋状的凸部，棒状工件的外周面与由该凸部划分形成的螺旋状槽的槽底面接触。若采用这样的搬运装置，则能够使棒状工件绕其轴线旋转的同时对棒状工件进行搬运。由此，能够尽可能地防止在棒状工件的周向、轴线方向及径向的各部分产生温度差(在棒状工件产生温度不均)，因此，能够对棒状工件适当地赋予所希望的机械的强度和硬度。上述的搬运装置可以构成为，能够在使多个棒状工件沿轴线方向相互分离的状态下对多个棒状工件进行搬运。在该情况下，能够对多个棒状工件高效地进行加热处理，此外，能够不受到相邻的棒状工件的热影响而对各棒状工件高精度地进行加热。优选第一轴构件及第二轴构件中的任一方由具有上述凸部的螺旋轴构成，另一方由直径固定的圆柱轴构成。这样，能够避免搬运装置的复杂化和高成本化。在本专利技术的热处理设备中，还能够设置对由加热装置加热到淬火温度的棒状工件进行冷却的冷却装置。由此，能够适当地对棒状工件进行淬火硬化。本专利技术的热处理设备能够在对由含碳量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使用。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。另外，为了实现上述目的而完成的本专利技术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，使其通过通电状态的加热线圈的对置区域，由此将棒状工件感应加热到淬火温度，其特征在于，在上述的加热工序中，使用与单一的高频电源电连接的加热线圈，该加热线圈具有沿着轴线方向串联连结的第一加热部及第二加热部，相对地配置于棒状工件的搬运方向前方侧的第二加热部的线圈节距大于相对地配置于棒状工件的搬运方向后方侧的第一加热部的线圈节距。在加热工序中，优选使棒状工件绕其轴线旋转的同时对棒状工件进行搬运。另外，在加热工序中，也可以在使多个棒状工件沿轴线方向相互分离的状态下对多个棒状工件进行搬运。专利技术效果以上，根据本专利技术，在为比较简单的结构的同时，能够高效地且以描绘所希望的温度轨迹的方式对热处理对象的棒状工件进行感本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种热处理设备，其具备：搬运装置，其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；以及加热装置，其具有用于将搬运中的所述棒状工件感应加热到淬火温度的加热线圈，所述热处理设备的特征在于，所述加热线圈具有沿着轴线方向串联连结的第一加热部及第二加热部，且与单一的高频电源电连接，相对地配置于所述棒状工件的搬运方向前方侧的所述第二加热部的线圈节距大于相对地配置于所述棒状工件的搬运方向后方侧的所述第一加热部的线圈节距。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.24 JP 2016-1257171.一种热处理设备，其具备：搬运装置，其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；以及加热装置，其具有用于将搬运中的所述棒状工件感应加热到淬火温度的加热线圈，所述热处理设备的特征在于，所述加热线圈具有沿着轴线方向串联连结的第一加热部及第二加热部，且与单一的高频电源电连接，相对地配置于所述棒状工件的搬运方向前方侧的所述第二加热部的线圈节距大于相对地配置于所述棒状工件的搬运方向后方侧的所述第一加热部的线圈节距。2.根据权利要求1所述的热处理设备，其中，所述第二加热部的轴线方向的尺寸比所述第一加热部的轴线方向尺寸长。3.根据权利要求1或2所述的热处理设备，其中，所述第一加热部与所述第二加热部以能够分离的方式连结。4.根据权利要求1至3中任一项所述的热处理设备，其中，所述搬运装置具备：相互分离地沿轴线方向平行延伸、且与对方侧协作地对所述棒状工件的外周面进行接触支承的第一轴构件及第二轴构件；以及使两个轴构件绕其轴线向相同的方向旋转的旋转机构，所述第一轴构件及所述第二轴构件中的至少一方具有沿着其外周延伸的螺旋状的凸部，所述棒状工件的外周面与由该凸部划分形成的螺旋状槽的槽底面接触。5.根据权利要求4所述的热处理设备，其中，所述第一轴构件及所...

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