环状构件的热处理方法以及环状构件的热处理设备技术

在将由钢制成的外圈(OR)感应加热至目标温度的加热工序(S1)中，使通过保持部(3)而同轴地保持的多个外圈(OR)依次通过输出可变的预热线圈(22)的对置区域、以及同轴配置在该预热线圈(22)的出口侧的恒定输出的正式加热线圈(21)的对置区域，从而将多个外圈(OR)依次感应加热至目标温度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及环状构件的热处理方法以及环状构件的热处理设备。
技术介绍
如公知那样，在钢制的环状构件(例如，滚动轴承的滚道圈)的制造过程中，为了赋予环状构件所需的机械强度等而实施热处理(淬火硬化处理)。该淬火硬化处理包括将环状构件加热至目标温度(例如,A1相变点以上的温度区域)的加热工序、以及对加热至目标温度后的环状构件进行冷却的冷却工序等。加热工序能够使用例如网带型连续炉等的气氛加热炉来实施。气氛加热炉具有能够同时加热多个工件的优点。然而，气氛加热炉因不仅需要加热工件还需要加热环境气体而存在能量效率低的问题。因此，在加热工序中，有时通过感应加热(高频感应加热)而将工件加热至目标温度(例如，参照专利文献I)。若进行感应加热，由于能够对工件直接加热，因此能够实现高能量效率。另外，在加热对象的工件是滚道圈这样的环状构件的情况下，如专利文献I记载那样，采用在加热线圈的对置区域沿轴向排列并保持多个环状构件，在该状态下向加热线圈通电的方法。若这样做，由于能够同时对多个环状构件进行感应加热，因此能够提高热处理效率。在先技术文献专利文献专利文献I:日本特开2006-200019号公报然而，通过使纵长的工件(例如钢坯)相对于通电状态的加热线圈在轴向上相对移动，由此对工件的长边方向各部分连续地进行加热的连续加热法具有能够高效地将纵长的工件均匀加热的优点。因此，本申请专利技术人尝试利用上述的连续加热法对环状构件进行感应加热。即，通过使同轴地保持的多个环状构件与相比各个环状构件更长且以达到恒定输出的方式被通电的加热线圈在轴向上相对移动，由此将多个环状构件依次感应加热至目标温度。然而，若这样做，多个环状构件中的、特别是配置在加热处理的开始侧以及结束侧的端部(及其附近)的一个或者多个环状构件被过加热。被过加热的环状构件因难以确保所希望的机械强度等而不得不废弃处置，因此，导致产品成品率降低的问题。需要说明的是，认为上述的过加热的问题是因为如下理由而产生的。连续加热法中的加热线圈的输出通常设定为恒定值，以便在加热线圈的对置区域整个区域中存在有环状构件的状态(加热线圈的内周被环状构件充满的状态)下能够将各环状构件加热至目标温度。因此，在仅在加热线圈的对置区域的一部分存在有环状构件的加热工序的刚刚开始之后以及即将结束之前的阶段，产生于各个环状构件的感应电流量增加而导致过加热。上述的过加热的问题能够通过降低加热线圈的输出而尽可能地避免，但在这种情况下，难以将沿轴向排列的多个环状构件全部感应加热至目标温度。
技术实现思路
专利技术要解决的课题鉴于这样的实际情况，本专利技术的目的在于，能够高效地并且在尽量不产生不良品的情况下适当地实施对于钢制的环状构件的淬火硬化处理。用于解决课题的手段为了实现上述目的而完成的本专利技术涉及包括将钢制的环状构件感应加热至目标温度的加热工序，其特征在于，在加热工序中，使通过保持部而同轴地保持的多个环状构件依次通过输出可变的预热线圈的对置区域以及同轴地配置在该预热线圈的出口侧的恒定输出的正式加热线圈的对置区域，由此将多个所述环状构件依次感应加热至目标温度。若这样做，能够在使同轴地保持的多个环状构件通过输出可变的预热线圈的对置区域时将环状构件预加热至适当温度。因此，能够可靠地防止产生加热不足的环状构件。另夕卜，若采用上述方法，与利用单一的加热线圈将环状构件感应加热至目标温度的以往方法相比，能够降低正式加热线圈的输出，因此在环状构件通过正式加热线圈的对置区域时，能够减少产生于环状构件的感应电流量。因此，能够尽可能防止沿轴向排列的多个环状构件中的、特别是配置在加热工序的开始侧以及结束侧的一个或者多个环状构件被过加热的情况。另外，若能够降低正式加热线圈的输出，则能够减小正式加热线圈的劣化速度，故而还具有能够减少维护成本的优点。另一方面，加热工序通过使沿轴向排列并保持的多个环状构件相对于加热线圈(预热线圈以及正式加热线圈)在轴向上相对移动的所谓连续加热法而实施。因此，能够有效地获得能通过采用连续加热法而得到的作用效果、具体地说是能够将各环状构件均匀加热、能够高效地进行加热处理等作用效果。因此，根据本专利技术，能够高效地在尽量不产生不良品的情况下适当地实施对于钢制的环状构件的淬火硬化处理。作为用于有效地获得上述作用效果的具体手段，可以考虑在加热工序中设置使预热线圈的输出分阶段增加的输出增加步骤、以及使预热线圈的输出分阶段减少的输出减少步骤。在这种情况下，优选使输出增加步骤中的预热线圈的输出增加方式与输出减少步骤中的预热线圈的输出减少方式相互不同。其原因在于，由于要加热的工件的导电率、磁性随着温度上升而变化，因此在配置于加热开始侧的环状构件与配置于加热结束侧的环状构件之间使温度上升方式不同。需要说明的是，“使输出增加步骤中的预热线圈的输出增加方式与输出减少步骤中的预热线圈的输出减少方式相互不同”是指，在使两个步骤中的预热线圈的输出波形的任一方反转而与另一方重叠时，两个输出波形不一致(例如参照图3)。在上述结构中，预热线圈的输出能够根据保持部相对于正式加热线圈的相对位置而变化。特别是，输出增加步骤以及输出减少步骤中的、至少输出增加步骤中的预热线圈的输出能够根据存在于正式加热线圈的对置区域的环状构件的个数而变化。在以上结构中，若将预热线圈与正式加热线圈预先与分别独立的高频电源连接，则容易将各线圈的输出设定为适当值，因此通用性提高。本专利技术的热处理方法可以还具有对感应加热至目标温度后的环状构件进行冷却的冷却工序。由此，能够适当地对环状构件进行淬火硬化。作为本专利技术的热处理方法的应用对象即环状构件，例如，能够列举出由含碳量为0.8质量％以上的钢材构成的滚动轴承的滚道圈(外圈以及内圈)。需要说明的是，针对含有0.8质量％以上的碳的钢材进行的加热处理通常通过以如下方式进行，即，在奥氏体中溶入0.6质量％左右的碳，其余部分作为碳化物残留。其原因在于，即便溶入0.6质量％以上的碳，马氏体的硬度的变化也较小，此外，溶入过度的碳会成为残留奥氏体的原因、即引起硬度降低、经年老化的原因。另外，其原因在于，通过残留有碳化物，从而有助于加热过程中的奥氏体结晶粒生长的抑制、工件的耐磨损性提高。并且，碳向钢材中溶入的溶入量取决于加热温度以及加热时间，本专利技术所采用的加热法能够利用线圈(预热线圈以及正式加热线圈)的输出调整加热温度，并且能够利用相对于线圈的相对移动速度调整加热时间。因此，本专利技术的热处理方法适于作为针对由含有0.8质量％以上的碳的钢材构成的滚动轴承的滚道圈的热处理方法。另外，上述目的能够通过环状构件的热处理设备而实现，该环状构件的热处理设备具有将钢制的环状构件感应加热至目标温度的加热部，其特征在于，所述环状构件的热处理设备具备将环状构件以沿轴向排列多个环状构件的状态保持的保持部、以及使保持部相对于加热部在轴向上相对移动的驱动机构，加热部具有输出可变的预热线圈、以及同轴地配置在该预热线圈的出口侧的恒定输出的正式加热线圈，驱动机构使保持部与加热部在轴向上相对移动，以便使通过保持部在轴向上排列而被保持的多个环状构件依次通过预热线圈的对置区域以及正式加热线圈的对置区域。专利技术效果由此，根据本专利技术，能够高效并且在尽量不产生不良品的情况下适当地实施对于钢制的环状构件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环状构件的热处理方法，包括将钢制的环状构件感应加热至目标温度的加热工序，其特征在于，在加热工序中，使通过保持部而同轴地保持的多个环状构件依次通过输出可变的预热线圈的对置区域以及同轴地配置在该预热线圈的出口侧的恒定输出的正式加热线圈的对置区域，由此将多个所述环状构件依次感应加热至目标温度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：平冈恒哲，平山惠理，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