高频热处理装置、高频热处理方法及高频热处理产品制造方法及图纸

为了得到所希望的热处理质量，能够进行利用温度控制的热处理的高频热处理装置，具有调节被处理物体（１）的温度用的温度控制单元；以及决定对被加热的被处理物体（１）进行冷却的时刻用的淬火单元。温度控制单元包含加热单元（２）；温度控制用测温单元（３）；以及温度调节单元（４）。淬火单元包含淬火用测温单元（５）；以及热处理调节单元（６）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及高频热处理装置、高频热处理方法及高频热处理产品，更特别涉及利用高频加热来对被处理物体进行加热从而淬火硬化的高频热处理装置、高频热处理方法和利用高频加热来进行加热从而淬火硬化的高频热处理产品。
技术介绍
高频热处理装置与一般使用的气氛加热炉相比，其优点是作业环境清洁，能够在短时间内高效处理小批量的产品。一般，在钢的高频淬火中，采用控制输入感应线圈的功率及通过时间等构成的参数，来控制被处理物体的热处理条件的功率控制。然后，以各种热处理条件实施淬火，确认淬火后的被处理物体的质量，从而通过实验决定适当的热处理条件。在这种情况下，存在的问题是，若被处理物体改变，则每次必须重新决定热处理条件，决定热处理条件很费事。引起该问题的原因是，在高频淬火中，很难进行根据温度及时间构成的参数来控制被处理物体的热处理条件的温度控制。从控制淬火后的被处理物体的质量、特别是控制被处理物体的金属组织的观点来看，在淬火处理中最好采用温度控制。但是，在高频淬火中，测温及温度的高速控制在技术上是比较困难的，现状是没有采用通过温度控制来进行淬火。在高频热处理中难以测温的理由在于，它与利用气氛来加热被处理物体的情况不同，由于被处理物体是直接加热，因此必须对被处理物体直接进行测温。另外，在高频热处理设备中，为了实现均匀加热，多数情况下设置了驱动被处理物体的驱动机构，在布置上难以设置接触式温度计，这也使测温困难。对此，例如若使用辐射温度计等非接触式温度计，则也可以认为容易测温。但是，以往的辐射温度计存在的问题是，响应速度慢，不适合于金属测温，不适于高频淬火的温度控制。最近，通过辐射温度计的信号输出速度的高速化、以及进行辐射率设定来提高温度计的测温精度，发现高频淬火中有可能使用辐射温度计进行高速温度控制。另外，即使假设能够利用温度控制进行高频淬火时，在基本上是对被处理物体的一部分进行加热的部分加热的高频加热中，在被处理物体内也产生温度不均匀。因此，有可能淬火后的质量因被处理物体的部位而异，在将高频淬火用于完全淬火时存在问题。特别是在厚度大的被处理物体中，由于温度不均匀增大，因此容易发生该问题。在不能均匀加热被处理物体时，发生的问题是，在加热充分的部分，虽达到所希望的质量，但在加热不充分的部分，没有达到所希望的质量。为了解决这样的问题，考虑了一种方法，该方法采用足够的加热时间，利用热传导，使被处理物体内的温度均匀。另外，还考虑了一种方法，该方法使用较低频率的高频电源，使磁通进入到被处理物体的内部，进行均匀加热。但是，这些方法中存在的共同问题是，如何决定充分的加热时间。
技术实现思路
如上所述，在高频淬火中难以利用温度控制进行淬火。特别是在利用温度控制的高频淬火实施完全淬火时，必须考虑为了得到所希望的热处理质量用的热处理方法。因此，本专利技术的课题在于提出能够进行温度控制、能够得到所希望的热处理质量的高频热处理装置及高频热处理方法。另外，本专利技术的课题在于提供具有所希望的质量的高频热处理产品。本专利技术的高频热处理装置，是利用高频加热来对被处理物体进行加热从而淬火硬化的高频热处理装置。而且，本专利技术的高频热处理装置，具有调节被处理物体的温度用的温度控制单元；以及决定对被加热的被处理物体进行冷却的时刻用的淬火单元。在上述高频热处理装置中，最好温度控制单元包含加热单元；温度控制用测温单元；以及温度调节单元。加热单元具有利用高频加热来对被处理物体进行加热的功能。温度控制用测温单元，具有测定被处理物体中利用加热单元进行加热的部位的温度的功能。温度调节单元与温度控制用测温单元连接，具有根据来自温度控制用测温单元的温度信息向加热单元输出温度控制信号的功能。再有，淬火单元包含淬火用测温单元；以及热处理调节单元。淬火用测温单元具有测定被处理物体中从利用加热单元进行加热的部位离开的部位的温度的功能。热处理调节单元与淬火用测温单元连接，具有根据来自淬火用测温单元的温度信息来调节加热时间、并输出冷却开始信号的功能。本专利技术的高频热处理方法，是利用高频加热来对被处理物体进行加热从而淬火硬化的高频热处理方法。而且，本专利技术的高频热处理方法，具有以下工序调节被处理物体的温度的温度控制工序；以及决定对被加热的被处理物体进行冷却的时刻的淬火控制工序。温度控制工序包含加热工序；温度控制用测温工序；以及温度调节工序。加热工序利用高频加热来对被处理物体进行加热。温度控制用测温工序测定被处理物体中被加热的部位的温度。温度调节工序根据测定的温度信息输出温度控制信号，控制对被处理物体的加热。再有，淬火控制工序具有淬火用测温工序；以及热处理调节工序。淬火用测温工序测定被处理物体中从被加热的部位离开的部位的温度。热处理调节工序根据测定的温度信息来调节加热时间，并输出冷却开始信号。本专利技术的高频热处理产品利用上述的高频热处理方法进行热处理。若使用本专利技术的高频热处理装置，则能够对任意形状的被处理物体赋予所希望的质量。另外，根据本专利技术的高频热处理方法，则能够对任意形状的被处理物体赋予所希望的质量。即，根据本专利技术的高频热处理装置及高频热处理方法，可以提供能够进行温度控制、能够得到所希望的热处理质量的高频热处理装置及高频热处理方法。另外，根据本专利技术的高频热处理产品，能够提供具有所希望的质量的高频热处理产品。附图说明图1所示为实施形态1的高频热处理装置的构成简图。图2所示为为了满足标准所必需的淬火温度与保持时间的关系的SUJ2材料的TTA(Time Temperature Austinitization，时间、温度、奥氏体化)转变图。图3为说明根据加热曲线(heat pattern)累计Dep值的方法用的说明图。图4所示为含有1质量％的碳的钢的升温速度与加热相变点的关系图。图5所示为决定考虑升温速度时的碳扩散长度的计算开始时间的方法的示意图。图6所示为d*ep的值和硬度及处理时间的关系图。图7所示为d*ep的值和硬度及处理时间的关系图。图8所示为被处理物体的加热曲线图。图9所示为图8所示的时间t＝0.4秒的两个边界点间的各位置的碳分布(固溶碳浓度的分布)图。图10所示为图8所示的时间t＝0.8秒的两个边界点间的各位置的碳分布(固溶碳浓度的分布)图。图11所示为图8所示的时间t＝1.2秒的两个边界点间的各位置的碳分布(固溶碳浓度的分布)图。图12所示为在用实施形态4的方法进行淬火时的、冷却开始时刻的温度控制侧(图1的温度控制用测温单元3的测温部位1a)及淬火时刻侧(图1的淬火用测温单元5的测温部位1b)的固溶碳浓度分布图。图13所示为实施例1的高频热处理方法的简图。标号说明1被处理物体，2加热单元，3温度控制用测温单元，4温度调节单元，5淬火用测温单元，6热处理调节单元，7淬火液喷射单元，10高频热处理方法，20温度控制工序，22加热工序，23温度控制用测温工序，24温度调节工序，30淬火控制工序，35淬火用测温工序，36热处理调节工序，37冷却工序。具体实施例方式(实施形态1)以下，根据附图说明本专利技术的实施形态1。参照图1，本实施形态1的高频热处理装置，具有调节被处理物体1的温度用的温度控制单元；以及决定冷却被加热的被处理物体1的时刻用的淬火单元。根据本实施形态1，能够将任意形状的被处理物体1进行热处理，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高频热处理装置，利用高频加热来对被处理物体（１）进行加热从而淬火硬化，其特征在于，具有调节所述被处理物体（１）的温度用的温度控制单元；以及决定对被加热的所述被处理物体进行冷却的时刻用的淬火单元。

【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：藤田工，铃木伸幸，
申请(专利权)人：NTN株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]