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JP2010209395A - Method and apparatus for improving surface stress of high frequency-induction hardened article - Google Patents

Method and apparatus for improving surface stress of high frequency-induction hardened article Download PDF

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JP2010209395A
JP2010209395A JP2009056110A JP2009056110A JP2010209395A JP 2010209395 A JP2010209395 A JP 2010209395A JP 2009056110 A JP2009056110 A JP 2009056110A JP 2009056110 A JP2009056110 A JP 2009056110A JP 2010209395 A JP2010209395 A JP 2010209395A
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JP
Japan
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induction
surface stress
improving
heat
cavitation
Prior art date
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Pending
Application number
JP2009056110A
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Japanese (ja)
Inventor
Keitaro Aono
圭太朗 青野
Hiroki Matsunae
宏樹 松苗
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for improving the surface stress in a high frequency-induction hardened article by which the improvement of the surf stress at the hardening-boundary part can simply and effectively be performed and the occupancy space can be saed. <P>SOLUTION: The high frequency-induction hardening is performed with Joule-heat developed by flowing electric alternating current into a coil 2 wound around a heat-treatment portion of the article 1 to be heat-treated. Thereafter, low-speed water injecting-flow is injected from an injecting nozzle 4 arranged toward the hardening-boundary part 7 developed near the hardening part 6, and a cavitation injecting-flow 10 developed by injecting high-speed water injecting-flow into the low-speed water injecting-flow, is injected toward the hardening-boundary part. The surface stress is improved so that the hardening-boundary part 7 developed to a tension-stress by performing the high frequency-induction hardening, becomes the compress-stress with this cavitation injecting-flow 10. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、高周波焼入れ品の表面応力改善方法及びその表面応力改善装置に関する。   The present invention relates to a method for improving the surface stress of an induction-hardened product and a surface stress improving apparatus therefor.

例えば、特許文献1には、窒化処理したクランクシャフトのフィレットR部の疲労強度を向上させることを目的として、高圧ノズルとそれを取り囲む低圧ノズルのそれぞれから噴射される高圧流体と低圧流体とにより発生させたキャビテーション気泡を被処理物に噴射させ、その被処理物表面でキャビテーション気泡が崩壊する際の衝撃力を利用して被処理物に圧縮残留応力を付与する表面応力改善処理技術であるキャビテーションピーニングを行うことが記載されている。   For example, in Patent Document 1, for the purpose of improving the fatigue strength of the fillet R portion of the nitrided crankshaft, it is generated by a high-pressure fluid and a low-pressure fluid injected from a high-pressure nozzle and a low-pressure nozzle surrounding the high-pressure nozzle. Cavitation peening is a surface stress improvement processing technology that applies compressed residual stress to a processed object by using the impact force when the cavitation bubbles collapse on the processed object surface. It is described to do.

この一方、高周波焼入れ処理では、残留応力が圧縮となることで疲労強度が向上するが、部分的な加熱により焼入れ部近傍に焼き境部が発生する。焼き境部は、引っ張り残留応力が付与されるため、疲労破壊の起点になる。   On the other hand, in the induction hardening treatment, the fatigue strength is improved by compressing the residual stress, but a boundary portion is generated near the quenched portion due to partial heating. Since the tensile boundary stress is given to the boundary portion, it becomes a starting point of fatigue failure.

前記焼き境部の表面応力を改善するために、特許文献1のキャビテーションピーニングを使用すれば、焼き境部の引っ張り残留応力を取り除くことができる。   If the cavitation peening of Patent Document 1 is used to improve the surface stress of the boundary portion, the tensile residual stress in the boundary portion can be removed.

特開2008−213067号公報JP 2008-213067 A

しかし、特許文献1に記載されるように高周波焼入れ処理をした後に、この高周波焼入れ装置とは別の場所にあるキャビテーションピーニング装置へワークを運んでキャビテーションピーニングを行う必要があるため、段取りが面倒且つスペースを広く必要となるという課題が残る。   However, since it is necessary to carry out cavitation peening by carrying the work to a cavitation peening apparatus in a place different from the induction hardening apparatus after performing induction hardening as described in Patent Document 1, the setup is troublesome and The problem of requiring a lot of space remains.

そこで、本発明は、焼き境部の表面応力改善を簡単に段取り良く行うことができると共に省スペースで実現できる高周波焼入れ品の表面応力改善方法及びその表面応力改善装置を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for improving the surface stress of an induction-hardened product and a surface stress improving apparatus thereof that can easily improve the surface stress at the boundary portion and can be well-prepared and can be realized in a small space. .

本発明の高周波焼入れ品の表面応力改善方法では、被熱処理部品の熱処理部位を高周波焼入れした後、その焼入れ部近傍に発生する焼き境部に向けて配置した噴射ノズルから、大気中に低速水噴流を噴射しその低速水噴流内に高速水噴流を噴射して発生させたキャビテーション噴流を吹き付ける。   In the method of improving the surface stress of the induction-hardened product of the present invention, after heat-treating the heat-treated part of the heat-treated part, a low-speed water jet is introduced into the atmosphere from an injection nozzle disposed toward the quenching part generated in the vicinity of the quenching part. And a cavitation jet generated by jetting a high-speed water jet into the low-speed water jet.

本発明の高周波焼入れ品の表面応力改善装置は、高周波焼入れ装置で焼入れされる焼入れ部近傍に発生する焼き境部に向けて配置される、高圧ノズルを中心としてその周囲を低圧ノズルで取り囲んでなる噴射ノズルを有し、前記低圧ノズルからの低速水噴流とその中心に前記高圧ノズルから噴射される高速水噴流とによるキャビテーション噴流を噴射するキャビテーションピーニング装置を備えている。   The apparatus for improving surface stress of an induction-hardened product according to the present invention is arranged with a low-pressure nozzle around the high-pressure nozzle, which is arranged toward a quenching portion generated in the vicinity of a quenching portion that is quenched by an induction hardening device. A cavitation peening device having an injection nozzle and injecting a cavitation jet formed by a low-speed water jet from the low-pressure nozzle and a high-speed water jet injected from the high-pressure nozzle at the center thereof is provided.

本発明の高周波焼入れ品の表面応力改善方法によれば、高周波焼入れを行った直後に、この焼入れ部近傍に発生した焼き境部に向けて配置される噴射ノズルからキャビテーション噴流が噴射されるため、引っ張り残留応力となった焼き境部7がキャビテーション噴流によって圧縮残留応力へと応力改善される。したがって、本発明方法によれば、焼き境部の表面応力改善をスピーディーに行うことができると共に、疲労強度も高めることができる。   According to the method of improving the surface stress of the induction-hardened product of the present invention, immediately after performing induction hardening, a cavitation jet is jetted from the jet nozzle arranged toward the quenching zone generated in the vicinity of the quenching portion. The boundary 7 that has become the tensile residual stress is improved to the compressive residual stress by the cavitation jet. Therefore, according to the method of the present invention, it is possible to speedily improve the surface stress at the burned-in portion and increase the fatigue strength.

本発明の高周波焼入れ品の表面応力改善装置によれば、高周波焼入れ装置で焼入れされる焼入れ部近傍に発生する焼き境部に向けてキャビテーションピーニング装置の噴射ノズルを配置しているので、高周波焼入れをした後に別の場所に被熱処理部品を運んでキャビテーションピーニングをする面倒な段取りをせずに、焼入れ後直ぐにキャビテーションピーニングすることができる。また、本発明によれば、高周波焼入れ装置とキャビテーションピーニング装置を独立して別の場所に配置するシステムに対して省スペース化することができる。   According to the surface stress improving apparatus for induction hardening of the present invention, since the injection nozzle of the cavitation peening apparatus is arranged toward the quenching part generated in the vicinity of the quenching part quenched by the induction hardening apparatus, induction hardening is performed. Then, the cavitation peening can be performed immediately after quenching without carrying out the troublesome setup of carrying the heat-treated part to another place and performing cavitation peening. Moreover, according to this invention, space saving can be carried out with respect to the system which arrange | positions an induction hardening apparatus and a cavitation peening apparatus independently in another place.

図1は被熱処理部品の表面応力を改善する一例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an example of improving the surface stress of a part to be heat-treated. 図2は被熱処理部品としてコンロッドの表面応力を改善する例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an example of improving the surface stress of a connecting rod as a part to be heat treated. 図3は被熱処理部品としてクランクシャフトのフィレットR部の表面を改善する例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an example in which the surface of the fillet R portion of the crankshaft is improved as a heat-treated part. 図4は被熱処理部品として歯車の表面応力を改善する例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of improving the surface stress of a gear as a heat-treated part.

以下、本発明を適用した具体的な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.

「実施形態1」
図1には、一般的な被熱処理部品に対して高周波焼入れを行った後にキャビテーションピーニングを行って表面応力を改善する高周波焼入れ品の表面応力改善方法及びその装置を示す。先ず、表面応力改善装置について説明する。
“Embodiment 1”
FIG. 1 shows a surface stress improving method and apparatus for an induction hardened product in which surface stress is improved by performing cavitation peening after induction hardening is performed on a general heat-treated part. First, the surface stress improving apparatus will be described.

実施形態1の表面応力改善装置は、被熱処理部品1に対して高周波焼入れを行う高周波焼入れ装置と、キャビテーションピーニング装置と、を有している。   The surface stress improving apparatus according to the first embodiment includes an induction hardening apparatus that performs induction hardening on the heat-treated component 1 and a cavitation peening apparatus.

高周波焼入れ装置は、被熱処理部品1の熱処理部位に巻回されるコイル2と、このコイル2へ交流電流を流す交流電流供給部3と、から構成されている。交流電流供給部3は、被熱処理部品1の材質に応じた所定強さの交流電流をコイル2に通電するようになっている。この高周波焼入れ装置では、コイル2に交流電流を通電して発生するジュール熱により熱処理部位を焼入れする。   The induction hardening apparatus includes a coil 2 wound around a heat treatment part of the component 1 to be heat treated, and an AC current supply unit 3 for supplying an AC current to the coil 2. The alternating current supply unit 3 supplies the coil 2 with an alternating current having a predetermined strength according to the material of the heat-treated component 1. In this induction hardening apparatus, the heat treatment site is quenched by Joule heat generated by applying an alternating current to the coil 2.

キャビテーションピーニング装置は、焼入れ部近傍に発生する焼き境部に向けてキャビテーション噴流を噴射する噴射ノズル4と、この噴射ノズル4に流体を供給する流体供給部5と、から構成されている。   The cavitation peening apparatus includes an injection nozzle 4 that injects a cavitation jet toward a quenching portion that is generated in the vicinity of the quenching portion, and a fluid supply unit 5 that supplies fluid to the injection nozzle 4.

噴射ノズル4は、前記高周波焼入れ装置で焼入れされた焼入れ部6の近傍に発生する焼き境部7に向けてそのノズル先端を配置させている。この噴射ノズル4は、高速水噴流を噴射する高圧ノズル8と、低速水噴流を噴射する低圧ノズル9とからなる。高圧ノズル8と低圧ノズル9は、同芯軸上に配置されており、高圧ノズル8を中心としてその周囲を低圧ノズル9が取り囲むように配置されている。   The nozzle tip of the spray nozzle 4 is disposed toward the quenching zone 7 generated in the vicinity of the quenching zone 6 quenched by the induction hardening apparatus. The injection nozzle 4 includes a high-pressure nozzle 8 that injects a high-speed water jet and a low-pressure nozzle 9 that injects a low-speed water jet. The high-pressure nozzle 8 and the low-pressure nozzle 9 are arranged on a concentric axis, and are arranged so that the low-pressure nozzle 9 surrounds the periphery of the high-pressure nozzle 8 as a center.

流体供給部5は、水やクーラント或いはこれらに防錆剤を含ませた流体を高圧ノズル8と低圧ノズル9に所定圧で供給するようになっている。高圧ノズル8には、高圧水が供給される。低圧ノズル9には、高圧ノズル8へ供給される高圧水よりも低い低圧水が供給される。圧力に高低差を持たせるのは、キャビテーション噴流を発生させるためである。   The fluid supply unit 5 supplies water, coolant, or a fluid containing a rust inhibitor to the high pressure nozzle 8 and the low pressure nozzle 9 at a predetermined pressure. High pressure water is supplied to the high pressure nozzle 8. Low pressure water lower than the high pressure water supplied to the high pressure nozzle 8 is supplied to the low pressure nozzle 9. The reason why the pressure has a height difference is to generate a cavitation jet.

このキャビテーションピーニング装置では、高圧ノズル8から高速水噴流を噴射すると共にこの高圧ノズル8を中心としてその周囲を取り囲んで設けられた低圧ノズル9から低速水噴流を噴射させると、噴射ノズル4のノズル先端からはキャビテーション噴流が焼き境部7に向けて噴射される。ここでのキャビテーション噴流は、水中ではなく大気中に直接噴射するものとする。   In this cavitation peening apparatus, when a high-speed water jet is jetted from the high-pressure nozzle 8 and a low-speed water jet is jetted from the low-pressure nozzle 9 provided around the high-pressure nozzle 8, the nozzle tip of the jet nozzle 4 The cavitation jet is jetted toward the burning boundary part 7 from. The cavitation jet here is assumed to be jetted directly into the atmosphere, not underwater.

次に、表面応力改善方法について説明する。初めに、丸棒等からなる被熱処理部品1の熱処理部位にコイル2を巻回する。次に、交流電流供給部3からコイル2に交流電流を供給する。すると、交流電流が通電されたコイル2は発熱し、その発熱したジュール熱によってこのコイル2が巻回された部位と対応する熱処理部位が加熱されて焼入れされる。図1では、焼入れ部6を斜線で示してある。   Next, a method for improving surface stress will be described. First, the coil 2 is wound around the heat treatment part of the heat treated part 1 made of a round bar or the like. Next, an alternating current is supplied from the alternating current supply unit 3 to the coil 2. Then, the coil 2 to which the alternating current is applied generates heat, and the heat treatment portion corresponding to the portion where the coil 2 is wound is heated and quenched by the generated Joule heat. In FIG. 1, the quenching part 6 is indicated by oblique lines.

次に、流体供給部5から高圧ノズル8に高圧水を供給し、低圧ノズル9に低圧水を供給する。すると、焼入れ部6の近傍に発生する焼き境部7に向けて配置された噴射ノズル4からは、キャビテーション噴流10が噴射される。焼き境部7は、焼入れがされた部位と未熱処理された部位の境目に生じる。キャビテーションピーニングは、キャビテーション噴流10に含まれる気泡が被処理部品1の表面で崩壊する時の衝撃力を利用して、被処理部品1に圧縮残留応力を付与する表面応力改善技術である。   Next, high pressure water is supplied from the fluid supply unit 5 to the high pressure nozzle 8, and low pressure water is supplied to the low pressure nozzle 9. Then, a cavitation jet 10 is jetted from the jet nozzle 4 arranged toward the quenching zone 7 generated in the vicinity of the quenching zone 6. The quenching boundary portion 7 occurs at the boundary between the quenched part and the unheated part. Cavitation peening is a surface stress improvement technique that applies a compressive residual stress to the component 1 to be processed by using an impact force when bubbles contained in the cavitation jet 10 collapse on the surface of the component 1 to be processed.

焼き境部7に向けてキャビテーション噴流10が噴射されると、高周波焼入れにより引っ張り残留応力が付与された焼き境部7には、気泡崩壊時の衝撃力を受けて圧縮残留応力が付与される。焼き境部7の表面応力は、キャビテーション噴流10の噴射を受けることで、引っ張り残留応力から圧縮残留応力に表面応力が改善される。焼き境部7は、その表面応力が圧縮残留応力に改善されることにより、疲労強度が向上する。   When the cavitation jet 10 is jetted toward the border 7, the compressive residual stress is applied to the border 7 to which the tensile residual stress is applied by induction hardening in response to the impact force at the time of bubble collapse. The surface stress of the boundary 7 is improved from the tensile residual stress to the compressive residual stress by receiving the jet of the cavitation jet 10. The fatigue strength of the boundary 7 is improved by improving the surface stress to compressive residual stress.

以上のように、実施形態1の表面応力改善方法によれば、高周波焼入れを行った直後に、この焼入れ部6の近傍に発生した焼き境部7に向けて配置される噴射ノズル4からキャビテーション噴流10が噴射されるため、引っ張り残留応力となった焼き境部7がキャビテーション噴流10によって圧縮残留応力へと応力改善される。したがって、本実施形態方法によれば、焼き境部7の表面応力改善をスピーディーに行うことができると共に、疲労強度も高めることができる。   As described above, according to the surface stress improving method of the first embodiment, immediately after performing induction hardening, a cavitation jet flows from the injection nozzle 4 disposed toward the quenching boundary 7 generated in the vicinity of the quenching section 6. Since 10 is injected, the boundary 7 that has become the tensile residual stress is improved by the cavitation jet 10 to the compressive residual stress. Therefore, according to the method of the present embodiment, the surface stress of the boundary 7 can be improved speedily and the fatigue strength can be increased.

一方、実施形態1の表面応力改善装置によれば、高周波焼入れ装置で焼入れされる焼入れ部6の近傍に発生する焼き境部7に向けてキャビテーションピーニングの噴射ノズル4を配置しているので、高周波焼入れをした後に別の場所に被熱処理部品1を運んでキャビテーションピーニングをする面倒な段取りをせずに、焼入れ後直ぐにキャビテーションピーニングすることができる。また、実施形態1の装置によれば、高周波焼入れ装置とキャビテーションピーニング装置を独立して別の場所に配置するシステムに対して省スペース化することができる。   On the other hand, according to the surface stress improving apparatus of the first embodiment, the cavitation peening injection nozzle 4 is disposed toward the quenching part 7 generated in the vicinity of the quenching part 6 quenched by the induction hardening apparatus. Cavitation peening can be performed immediately after quenching without carrying out the troublesome preparation of carrying out cavitation peening by carrying the heat-treated part 1 to another place after quenching. Moreover, according to the apparatus of Embodiment 1, space saving can be carried out with respect to the system which arrange | positions an induction hardening apparatus and a cavitation peening apparatus independently in another place.

「実施形態2」
実施形態2は、被熱処理部品をコンロッドとし、そのコンロッドの焼き境部を狙ってキャビテーション噴流を吹き付ける例である。図2に示すように、コンロッド11の熱処理部位に巻回したコイル2に交流電流を発生するジュール熱によって高周波焼入れを行った後、焼入れ部近傍に発生する焼き境部に向けて配置した噴射ノズル4からキャビテーション噴流10を吹き付ける。
Embodiment 2”
The second embodiment is an example in which a heat-treated part is a connecting rod, and a cavitation jet is sprayed aiming at a burning boundary portion of the connecting rod. As shown in FIG. 2, after performing induction hardening by the Joule heat which generate | occur | produces alternating current to the coil 2 wound around the heat processing part of the connecting rod 11, the injection nozzle arrange | positioned toward the quenching part produced | generated in the vicinity of a hardening part 4. Cavitation jet 10 is sprayed from 4.

具体的には、コンロッド11のIセクション部(ピストンが取り付けられる円形をなす小端部位とクランクシャフトが取り付けられる半円形をなす大端部位との棒形状をなす連結部位部)をコイル2の内側に挿入配置させた状態で、該コイル2への通電によってIセクション部を高周波焼入れした後、噴射ノズル4からキャビテーション噴流10を焼き境部に吹き付ける。   Specifically, the I section portion of the connecting rod 11 (the connecting portion portion in the form of a rod with the circular small end portion to which the piston is attached and the semicircular large end portion to which the crankshaft is attached) is connected to the inside of the coil 2. In the state where the coil 2 is inserted and disposed, the I section portion is induction-quenched by energization of the coil 2, and then the cavitation jet 10 is blown from the injection nozzle 4 to the boundary portion.

実施形態2では、高周波焼入れを行う部位が広いため、2箇所の焼き境部にそれぞれ向けて噴射ノズル4を配置してある。この実施形態2の高周波焼入れ装置とキャビテーションピーニング装置は、実施形態1の装置と同一構成であるため、その説明は省略するものとする。   In Embodiment 2, since the site | part which induction-hardens is wide, the injection nozzle 4 is arrange | positioned toward each of the two quenching boundary parts. Since the induction hardening apparatus and the cavitation peening apparatus according to the second embodiment have the same configuration as the apparatus according to the first embodiment, description thereof will be omitted.

この実施形態2では、コンロッド11を高周波焼入れした後、直ちにキャビテーション噴流10を噴射すれば、実施形態1と同様、引っ張り圧縮となった焼き境部の表面応力を圧縮残留応力に改善することができ、疲労強度を高めることができる。   In the second embodiment, if the cavitation jet 10 is injected immediately after induction hardening of the connecting rod 11, the surface stress of the boundary portion that has been subjected to tensile compression can be improved to a compressive residual stress as in the first embodiment. , Fatigue strength can be increased.

「実施形態3」
実施形態3は、被熱処理部品をクランクシャフトとし、そのクランクシャフト1の焼き境部となるフィレットR部を狙ってキャビテーション噴流を吹き付ける例である。図3に示すように、クランクシャフト12の熱処理部位に巻回したコイル2に交流電流を発生するジュール熱によって高周波焼入れを行った後、焼入れ部近傍に発生する焼き境部(フィレットR部)に向けて配置した噴射ノズル4からキャビテーション噴流10を吹き付ける。
Embodiment 3”
The third embodiment is an example in which a heat treatment component is a crankshaft, and a cavitation jet is sprayed aiming at a fillet R portion that becomes a burned-in portion of the crankshaft 1. As shown in FIG. 3, after performing induction hardening by Joule heat that generates an alternating current on the coil 2 wound around the heat treatment portion of the crankshaft 12, in the boundary portion (fillet R portion) generated in the vicinity of the quenched portion. The cavitation jet 10 is sprayed from the jet nozzle 4 arranged so as to face.

実施形態3では、実施形態2と同様、2箇所のフィレットR部にそれぞれ向けて噴射ノズル4を配置してある。この実施形態3の高周波焼入れ装置とキャビテーションピーニング装置は、実施形態1の装置と同一構成であるため、その説明は省略するものとする。   In the third embodiment, as in the second embodiment, the injection nozzles 4 are arranged toward the two fillet R portions, respectively. Since the induction hardening apparatus and the cavitation peening apparatus according to the third embodiment have the same configuration as the apparatus according to the first embodiment, the description thereof is omitted.

この実施形態3では、クランクシャフト12を高周波焼入れした後、直ちにフィレットR部にキャビテーション噴流10を吹き付ければ、実施形態1及び2と同様、引っ張り圧縮となった焼き境部の表面応力を圧縮残留応力に改善することができ、疲労強度を高めることができる。また、実施形態3によれば、引っ張り残留応力を取り除くフィレットロール加工(ローラをフィレットR部に加圧して転動させる処理)が不要となるため、大型設備のフィレットロール加工装置を使用する必要が無くなる。   In the third embodiment, if the cavitation jet 10 is blown immediately on the fillet R portion after induction hardening of the crankshaft 12, the surface stress of the boundary portion that has been subjected to tensile compression is compressed and retained as in the first and second embodiments. Stress can be improved, and fatigue strength can be increased. Moreover, according to Embodiment 3, the fillet roll process (process which presses and rolls a roller to a fillet R part) which removes a tensile residual stress becomes unnecessary, and therefore it is necessary to use a large-scale facility fillet roll processing apparatus. Disappear.

「実施形態4」
実施形態4は、被熱処理部品を歯車部品とし、その歯車部品の歯面を狙ってキャビテーション噴流を吹き付ける例である。図4に示すように、歯車部品13の熱処理部位(外周に形成される歯面)に巻回したコイル2に交流電流を発生するジュール熱によって高周波焼入れを行った後、焼入れ部近傍に発生する焼き境部(歯先及び歯底)に向けて配置した噴射ノズル4からキャビテーション噴流10を吹き付ける。
Embodiment 4”
The fourth embodiment is an example in which a heat-treated part is a gear part and a cavitation jet is sprayed aiming at a tooth surface of the gear part. As shown in FIG. 4, the coil 2 wound around the heat treatment portion (tooth surface formed on the outer periphery) of the gear part 13 is induction-quenched by Joule heat that generates an alternating current, and then is generated near the quenched portion. A cavitation jet 10 is sprayed from the injection nozzle 4 arranged toward the border (tooth tip and tooth bottom).

実施形態4では、実施形態1〜3とは異なり、回転軸14に装着させた歯車部品13の歯面を外周から覆うようにしてコイル2を配置させている。また、実施形態4では、実施形態1と同様、歯面(歯先及び歯底)に向けて噴射ノズル4を配置してある。この実施形態4のキャビテーションピーニング装置は、実施形態1の装置と同一構成であるため、その説明は省略するものとする。   In the fourth embodiment, unlike the first to third embodiments, the coil 2 is arranged so as to cover the tooth surface of the gear component 13 attached to the rotating shaft 14 from the outer periphery. Further, in the fourth embodiment, as in the first embodiment, the injection nozzle 4 is arranged toward the tooth surface (tooth tip and tooth bottom). Since the cavitation peening apparatus according to the fourth embodiment has the same configuration as the apparatus according to the first embodiment, the description thereof will be omitted.

この実施形態4では、歯車部品13を回転させながら高周波焼入れした後、同じく歯車部品13を回転させながら直ちに歯先及び歯底にキャビテーション噴流10を吹き付ける。こうすることで、実施形態4では、引っ張り圧縮となった歯先及び歯底の表面応力を圧縮残留応力に改善することができ、疲労強度を高めることができる。   In the fourth embodiment, after the gear part 13 is rotated and induction-hardened, the cavitation jet 10 is sprayed immediately on the tooth tip and the tooth bottom while the gear part 13 is also rotated. By carrying out like this, in Embodiment 4, the surface stress of the tooth tip and root which became tension compression can be improved into compression residual stress, and fatigue strength can be raised.

本発明は、キャビテーションピーニングにより高周波焼入れ品の表面応力を改善する技術に利用することができる。   The present invention can be used for a technique for improving the surface stress of an induction-hardened product by cavitation peening.

1…被熱処理部品
2…コイル(高周波熱処理装置)
3…交流電流供給部(高周波熱処理装置)
4…噴射ノズル(キャビテーションピーニング装置)
5…流体供給部(キャビテーションピーニング装置)
6…焼入れ部
7…焼き境部
8…高圧ノズル(噴射ノズル)
9…低圧ノズル(噴射ノズル)
10…キャビテーション噴流
11…コンロッド(被熱処理部品)
12…クランクシャフト(被熱処理部品)
13…歯車部品(被熱処理部品)
1 ... Heat-treated parts 2 ... Coils (high-frequency heat treatment equipment)
3… AC current supply unit (high frequency heat treatment equipment)
4 ... Injection nozzle (cavitation peening device)
5. Fluid supply part (cavitation peening device)
6 ... Quenching part 7 ... Quenching part 8 ... High pressure nozzle (jet nozzle)
9 ... Low pressure nozzle (jet nozzle)
10 ... Cavitation jet 11 ... Connecting rod (heat treated part)
12 ... Crankshaft (heat treated parts)
13. Gear parts (heat treated parts)

Claims (6)

被熱処理部品の熱処理部位に巻回したコイルに交流電流を流して発生するジュール熱によって高周波焼入れを行った後、
焼入れ部近傍に発生する焼き境部に向けて配置した噴射ノズルから、大気中に低速水噴流を噴射しその低速水噴流内に高速水噴流を噴射して発生させたキャビテーション噴流を、前記焼き境部に吹き付ける
ことを特徴とする高周波焼入れ品の表面応力改善方法。
After performing induction hardening by Joule heat generated by passing an alternating current through the coil wound around the heat treatment part of the heat treated part,
A cavitation jet generated by injecting a low-speed water jet into the atmosphere and injecting a high-speed water jet into the low-speed water jet from an injection nozzle arranged toward the quenching zone near the quenching section A method of improving the surface stress of an induction-hardened product, characterized by spraying on the part.
請求項1に記載の高周波焼入れ品の表面応力改善方法であって、
前記被熱処理部品をコンロッドとし、そのコンロッドの焼き境部を狙ってキャビテーション噴流を吹き付ける
ことを特徴とする高周波焼入れ品の表面応力改善方法。
A method for improving the surface stress of an induction-hardened product according to claim 1,
A method for improving the surface stress of an induction-hardened product, wherein the heat-treated part is a connecting rod, and a cavitation jet is blown toward the burned-out portion of the connecting rod.
請求項2に記載の高周波焼入れ品の表面応力改善方法であって、
前記コンロッドのIセクション部を前記コイルの内側に挿入配置した状態で、前記焼き境部にキャビテーション噴流を吹き付ける
ことを特徴とする高周波焼入れ品の表面応力改善方法。
A method for improving the surface stress of an induction-hardened product according to claim 2,
A method for improving the surface stress of an induction-hardened product, characterized in that a cavitation jet is blown onto the quenching area in a state where the I section of the connecting rod is inserted and arranged inside the coil.
請求項1に記載の高周波焼入れ品の表面応力改善方法であって、
前記被熱処理部品をクランクシャフトとし、そのクランクシャフトのフィレットR部を狙ってキャビテーション噴流を吹き付ける
ことを特徴とする高周波焼入れ品の表面応力改善方法。
A method for improving the surface stress of an induction-hardened product according to claim 1,
A method for improving the surface stress of an induction-hardened product, wherein the heat-treated component is a crankshaft and a cavitation jet is sprayed toward a fillet R portion of the crankshaft.
請求項1に記載の高周波焼入れ品の表面応力改善方法であって、
前記被熱処理部品を歯車部品とし、その歯車部品の歯面を狙ってキャビテーション噴流を吹き付ける
ことを特徴とする高周波焼入れ品の表面応力改善方法。
A method for improving the surface stress of an induction-hardened product according to claim 1,
A method for improving the surface stress of an induction-hardened product, characterized in that the heat-treated component is a gear component and a cavitation jet is blown toward the tooth surface of the gear component.
被熱処理部品の熱処理部位に巻回されるコイルを有し、このコイルに交流電流を通電して発生するジュール熱により前記熱処理部位を焼入れする高周波焼入れ装置と、
前記焼入れ部近傍に発生する焼き境部に向けて配置される、高圧ノズルを中心としてその周囲を低圧ノズルで取り囲んでなる噴射ノズルを有し、前記低圧ノズルからの低速水噴流とその中心に前記高圧ノズルから噴射される高速水噴流とによるキャビテーション噴流を噴射するキャビテーションピーニング装置とを備えた
ことを特徴とする高周波焼入れ品の表面応力改善装置。
An induction hardening apparatus that has a coil wound around a heat treatment part of a part to be heat treated, and quenches the heat treatment part by Joule heat generated by applying an alternating current to the coil;
It has an injection nozzle that is arranged toward the quenching zone generated in the vicinity of the quenching section and surrounds the periphery of the high-pressure nozzle with a low-pressure nozzle, and the low-speed water jet from the low-pressure nozzle and the center An apparatus for improving the surface stress of an induction-hardened product, comprising a cavitation peening device for injecting a cavitation jet generated by a high-speed water jet injected from a high-pressure nozzle.
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