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JP2017088911A - Quenching method - Google Patents

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JP2017088911A
JP2017088911A JP2015216292A JP2015216292A JP2017088911A JP 2017088911 A JP2017088911 A JP 2017088911A JP 2015216292 A JP2015216292 A JP 2015216292A JP 2015216292 A JP2015216292 A JP 2015216292A JP 2017088911 A JP2017088911 A JP 2017088911A
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jig
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steel part
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剛 杉本
Takeshi Sugimoto
剛 杉本
諭吉 岡山
Yukichi Okayama
諭吉 岡山
直人 徳原
Naoto Tokuhara
直人 徳原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of suppressing strain of a wall part 26a of a steel component 24A when hardening the steel component 24A having a pair of wall parts 26a and 26a.SOLUTION: In a hardening method of the present invention, a lowering upper 24a provided with a thick part 32, and a pair of tabular pin boss wall parts 26a and 26a erecting vertically from the thick part 32 is arranged on a tray 6. Here, the lowering upper 24a has a vertical attitude where a parting plane 28 stands up vertically from a flat surface 6a of the tray 6. Then, so as to surround a lower part of the lowering upper 24a on the tray 6, a thermal conductive tool 23 having four plate parts 19, 20, 21 and 22 is arranged. At this time, the plate part 19 covers an opening surface 33a of a groove 33, and the plate parts 20 and 21 stick fast to outer side surfaces 36 and 36 of the pin boss wall parts 26a and 26a. With the lowering upper 24A surrounded by the tool 23, nitrogen gas is supplied toward the tray 6.SELECTED DRAWING: Figure 7

Description

本発明は、鋼部品の焼入れ方法に関する。   The present invention relates to a method for quenching steel parts.

鋼部品の焼入れは、鋼部品を高温状態とした後に急冷してマルテンサイト組織を得る熱処理技術である。焼入れ時には、マルテンサイト変態に伴って鋼部品が膨張するため、膨張に応じた鋼部品の変形が生じる。鋼部品の変形(歪み)度合は、膨張量の程度、鋼部品の部位による膨張量の差、部位による膨張のタイミングの差等によって決定される。   The quenching of steel parts is a heat treatment technique for obtaining a martensite structure by rapidly cooling a steel part after it is brought to a high temperature state. At the time of quenching, the steel part expands with the martensitic transformation, so that the steel part is deformed according to the expansion. The degree of deformation (strain) of a steel part is determined by the degree of expansion, the difference in expansion amount due to the part of the steel part, the difference in expansion timing depending on the part, and the like.

特許文献1には、内部にヒータを有した一対の成形熱処理型を用いて鋼部品を急冷するオーステンパー処理方法が開示されている。この処理方法では、オーステナイト域まで加熱した鋼部品を、マルテンサイト変態開始温度よりも高い温度に冷却した後に、ヒータにより鋼部品の温度をある程度上昇させてから一定に維持する。そして、マルテンサイト変態開始温度よりも低い温度まで鋼部品を冷却する。   Patent Document 1 discloses an austempering method for rapidly cooling a steel part using a pair of forming heat treatment molds having a heater inside. In this processing method, after the steel part heated to the austenite region is cooled to a temperature higher than the martensitic transformation start temperature, the temperature of the steel part is raised to some extent by the heater and then kept constant. Then, the steel part is cooled to a temperature lower than the martensitic transformation start temperature.

特開平9−296214号公報JP-A-9-296214

しかし、特許文献1のオーステンパー処理方法では鋼部品の冷却を一度停止させるので、マルテンサイト組織を得る鋼部品の焼入れ方法に、特許文献1のオーステンパー処理方法を適用すると、鋼部品の冷却速度が遅くなる。   However, since the cooling of steel parts is once stopped in the austempering method of Patent Document 1, when the austempering method of Patent Document 1 is applied to the quenching method of steel parts to obtain a martensite structure, the cooling rate of the steel parts Becomes slower.

また、特許文献1では、鋼部品の形状に対応した専用の熱処理型を用いるので、冷却装置の構造が複雑になり、装置にかかるコストが増加する。   Moreover, in patent document 1, since the exclusive heat processing type | mold corresponding to the shape of steel parts is used, the structure of a cooling device becomes complicated and the cost concerning an apparatus increases.

本発明は、冷媒の通流が可能なトレー上に、一対の壁部を有した断面U字状の鋼部品を配置し、トレーに向かって冷媒を供給することにより鋼部品を冷却して焼入れする方法であって、鋼部品のU字状の面がトレー上で底面となるようにトレー上に上記鋼部品を配置し、上記鋼部品を囲む少なくとも3つの面を有し、熱伝導性を備えた治具を用いて、上記治具の1つの面でU字状の鋼部品の開口面を覆うとともに上記治具の2つの面を上記鋼部品の一対の壁部の外側面にそれぞれ密着させ、上記治具で上記鋼部品を囲んだ状態で上記トレーに向かって冷媒を供給する。   In the present invention, a steel part having a U-shaped cross section having a pair of walls is arranged on a tray capable of flowing refrigerant, and the steel part is cooled and quenched by supplying the refrigerant toward the tray. The steel part is disposed on the tray so that the U-shaped surface of the steel part becomes the bottom surface on the tray, and has at least three surfaces surrounding the steel part, and has a thermal conductivity. Using the provided jig, the one surface of the jig covers the opening surface of the U-shaped steel part, and the two surfaces of the jig are in close contact with the outer surfaces of the pair of wall portions of the steel part. The coolant is supplied toward the tray in a state where the steel part is surrounded by the jig.

従って、一対の壁部の間の開口面を治具の1つの面で覆うことで通路が形成され、この通路内を流れる冷媒により、壁部の内側面が確実に冷却される。   Therefore, a passage is formed by covering the opening surface between the pair of wall portions with one surface of the jig, and the inner surface of the wall portion is reliably cooled by the refrigerant flowing in the passage.

また、壁部の外側面は、治具を介して、壁部の外側を流れる冷媒により冷却される。   Moreover, the outer surface of the wall is cooled by the refrigerant flowing outside the wall via a jig.

本発明によれば、壁部の内側面の冷却速度と、外側面の冷却速度との差が小さくなるので、焼入れ時に壁部に生じる歪みが小さくなる。   According to the present invention, since the difference between the cooling rate of the inner side surface of the wall portion and the cooling rate of the outer side surface is reduced, the distortion generated in the wall portion during quenching is reduced.

一実施例のガス焼入れ炉の断面図である。It is sectional drawing of the gas quenching furnace of one Example. 一実施例の部品の説明図である。It is explanatory drawing of the components of one Example. 一実施例の部品の荷姿を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the package figure of the components of one Example. 比較例の部品の荷姿を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the package figure of the components of a comparative example. 比較例のガス焼入れ方法および一実施例のガス焼入れ方法における2つの壁部間の距離の変化量の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the variation | change_quantity of the distance between two wall parts in the gas quenching method of a comparative example, and the gas quenching method of one Example. 一実施例のロアリンクの説明図である。It is explanatory drawing of the lower link of one Example. 第2の実施例のガス焼入れ方法を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the gas quenching method of a 2nd Example.

以下、図面を参照しながら本発明の一実施例について説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1には、本発明のガス焼入れ方法に用いられるガス焼入れ炉1が示されている。このガス焼入れ炉1は、図示せぬ前壁と、後壁2と、一対の側壁3a,3bと、上部壁4と、下部壁5と、で六面が構成されたボックス型の装置である。ガス焼入れ炉1は、一方の側壁3aに、ガス焼入れの対象となる後述する鋼部品12(または24A)をトレー6と共にガス焼入れ炉1内部に搬入するための入口7を有しており、上記一方の側壁3aと対向する他方の側壁3bに、ガス焼入れ後の鋼部品12およびトレー6をガス焼入れ炉1外部に搬出するための出口8を有している。ガス焼入れ時には、1つまたは複数の鋼部品12(図1には1つのみを図示)が配置されたトレー6が、下部壁5の上方でかつ入口7と出口8との間に設けられている。   FIG. 1 shows a gas quenching furnace 1 used in the gas quenching method of the present invention. This gas quenching furnace 1 is a box-type device in which six faces are constituted by a front wall (not shown), a rear wall 2, a pair of side walls 3a, 3b, an upper wall 4, and a lower wall 5. . The gas quenching furnace 1 has, on one side wall 3a, an inlet 7 for carrying a steel part 12 (or 24A) to be gas quenching target, which will be described later, together with the tray 6 into the gas quenching furnace 1, The other side wall 3b opposite to one side wall 3a has an outlet 8 for carrying the steel part 12 and the tray 6 after gas quenching out of the gas quenching furnace 1. During gas quenching, a tray 6 on which one or more steel parts 12 (only one is shown in FIG. 1) is arranged is provided above the lower wall 5 and between the inlet 7 and the outlet 8. Yes.

ガス焼入れ炉1には、冷却用ガス(冷媒)、例えば窒素ガスをガス焼入れ炉1内に導入する図示せぬガス導入部が設けられている。ガス焼入れ時には、ガス焼入れ炉1は、ガス導入部により供給された窒素ガスで満たされている。   The gas quenching furnace 1 is provided with a gas introduction section (not shown) for introducing a cooling gas (refrigerant), for example, nitrogen gas into the gas quenching furnace 1. At the time of gas quenching, the gas quenching furnace 1 is filled with nitrogen gas supplied by the gas introduction unit.

ガス焼入れ炉1内部には、上部から下部へと図1に矢印で示すガス流れ方向Gに窒素ガスが流れるガス通路9が形成されている。   Inside the gas quenching furnace 1 is formed a gas passage 9 in which nitrogen gas flows from the upper part to the lower part in the gas flow direction G indicated by the arrow in FIG.

上記ガス通路9の上方には、モータ10により駆動される冷却ファン11が、設けられている。モータ10の駆動時には、冷却ファン11が、ガス通路9内でトレー6を垂直に横切るように窒素ガスをガス流れ方向Gに流し、トレー6上の鋼部品12の急冷つまり焼入れを行う。トレー6は、窒素ガスの通流が可能となるように格子状に構成されている。   A cooling fan 11 driven by a motor 10 is provided above the gas passage 9. When the motor 10 is driven, the cooling fan 11 causes the nitrogen gas to flow in the gas flow direction G so as to cross the tray 6 vertically in the gas passage 9, thereby rapidly cooling, ie quenching, the steel part 12 on the tray 6. The tray 6 is configured in a lattice shape so that nitrogen gas can flow therethrough.

図2には、本発明が適用される鋼部品の一例として、部品12が示されている。この部品12は、板状の連結部13と、部品12の断面が概ねU字状となるように上記連結部13から垂直に立ち上がる一対の壁部14,14と、を備えている。一対の壁部14,14の間には、図2の上方に開口した溝15が形成されている。このような構成の部品12では、ガス焼入れ時に、壁部14の外側面14aが、内側面14bに比較して冷却作用を受け易い。従って、壁部14は、両者の冷却速度差によって歪み易く、多くの場合は、外側面14a側に向かって互いに開くように歪む。   FIG. 2 shows a part 12 as an example of a steel part to which the present invention is applied. The component 12 includes a plate-like connecting portion 13 and a pair of wall portions 14 and 14 that rise vertically from the connecting portion 13 so that the cross section of the component 12 is substantially U-shaped. A groove 15 opened upward in FIG. 2 is formed between the pair of wall portions 14. In the component 12 having such a configuration, the outer side surface 14a of the wall portion 14 is more susceptible to cooling than the inner side surface 14b during gas quenching. Therefore, the wall part 14 is easily distorted due to the difference between the cooling rates of the two, and in many cases, the wall part 14 is distorted so as to open toward the outer side surface 14a.

上記部品12の材質は、例えばSCr420Hである。また、部品12の寸法については、例えば、壁部14の厚さTが3.8mmであり、一対の壁部14,14間の距離Dが28mmであり、壁部14の付け根16から先端17までの長さLが40mmである。   The material of the component 12 is, for example, SCr420H. As for the dimensions of the component 12, for example, the thickness T of the wall portion 14 is 3.8 mm, the distance D between the pair of wall portions 14, 14 is 28 mm, and the root 16 to the tip 17 of the wall portion 14. The length L is 40 mm.

次に、図3を参照して、本実施例の部品12のガス焼入れ方法について説明する。   Next, with reference to FIG. 3, the gas quenching method of the component 12 of a present Example is demonstrated.

まず、部品12の前面(図2の手前側の概ねU字状の面)12aがトレー6上で底面となり、かつ連結部13がトレー6の平面6aから垂直に立ち上がるような縦型の姿勢で、矩形のトレー6上に部品12を配置する。このとき、部品12の溝15は、図3の手前側に開口している。   First, in a vertical posture such that the front surface (generally U-shaped surface on the front side in FIG. 2) 12a of the component 12 is a bottom surface on the tray 6 and the connecting portion 13 stands vertically from the flat surface 6a of the tray 6. The component 12 is placed on the rectangular tray 6. At this time, the groove 15 of the component 12 is open to the near side in FIG.

トレー6は、矩形の複数の開口部18を有しており、トレー6の平面6aと垂直な方向から見たときに格子状となっている。   The tray 6 has a plurality of rectangular openings 18 and has a lattice shape when viewed from a direction perpendicular to the plane 6 a of the tray 6.

そして、トレー6上で部品12を囲むように、4つのプレート部19,20,21,22を有した四角形の枠型の治具23をトレー6上に配置する。この治具23は、4つのプレート部19,20,21,22により筒状に一体に形成されている。治具23の内側の寸法は、部品12の外形寸法に対応している。   Then, a rectangular frame-shaped jig 23 having four plate portions 19, 20, 21, and 22 is disposed on the tray 6 so as to surround the component 12 on the tray 6. The jig 23 is integrally formed in a cylindrical shape by four plate portions 19, 20, 21, and 22. The inner dimension of the jig 23 corresponds to the outer dimension of the component 12.

なお、最初にトレー6上に治具23を配置してから、治具23内に部品12を配置するようにしても良い。   Alternatively, the jig 12 may be first arranged on the tray 6 and then the component 12 may be arranged in the jig 23.

治具23により部品12を囲んだ状態では、プレート部19の内側面19bが、部品12の溝15の開口面15aを覆っており、プレート部19の両側の2つのプレート部20,21の内側面20b,21bが、一対の壁部14,14の外側面14a,14aにそれぞれ密着しており、さらに、残りのプレート部22の内側面22bが、連結部13の外側面13aに密着している。このとき、溝15の開口面15aが閉じられており、この溝15は、ガス焼入れ時に、窒素ガスが流れる通路となる。治具23で部品12を囲んだ状態では、部品12は、治具23によってトレー6上に保持されている。   In a state where the component 12 is surrounded by the jig 23, the inner side surface 19 b of the plate portion 19 covers the opening surface 15 a of the groove 15 of the component 12, and the two plate portions 20 and 21 on both sides of the plate portion 19 are inside. The side surfaces 20b and 21b are in close contact with the outer surfaces 14a and 14a of the pair of wall portions 14 and 14, respectively, and the inner side surface 22b of the remaining plate portion 22 is in close contact with the outer surface 13a of the connecting portion 13. Yes. At this time, the opening surface 15a of the groove 15 is closed, and this groove 15 becomes a passage through which nitrogen gas flows during gas quenching. In a state where the part 12 is surrounded by the jig 23, the part 12 is held on the tray 6 by the jig 23.

治具23は、熱伝導率および熱輻射率の比較的高い材料、例えばカーボンコンポジットから構成されている。   The jig 23 is made of a material having a relatively high thermal conductivity and thermal emissivity, for example, a carbon composite.

なお、本実施例では、治具23が4つのプレート部19,20,21,22を有した例を開示したが、治具23は、少なくとも3つのプレート部19,20,21を有し、部品12の少なくとも3つの面即ち溝15の開口面15aおよび一対の壁部14,14の外側面14a,14aを囲んでいれば十分である。治具23が3つのプレート部19,20,21を有する場合には、治具23は、概ねU字状に形成される。   In the present embodiment, an example in which the jig 23 has four plate portions 19, 20, 21, and 22 has been disclosed, but the jig 23 has at least three plate portions 19, 20, and 21, It is sufficient to enclose at least three surfaces of the component 12, that is, the opening surface 15a of the groove 15 and the outer surfaces 14a, 14a of the pair of walls 14,14. When the jig 23 has three plate portions 19, 20, 21, the jig 23 is generally U-shaped.

そして、ガス焼入れ可能な温度、例えば850℃まで部品12を加熱した後、トレー6を部品12および治具23とともに、ガス流れ方向Gに直交するようにガス焼入れ炉1内に配置する。このとき、部品12の一対の壁部14,14は、ガス流れ方向Gと平行に配置されている。なお、ガス焼入れ炉1に加熱機構を設けてガス焼入れ炉1内部で部品12を加熱しても良い。加熱後の部品12の金属組織は、オーステナイトとなっている。   Then, after heating the component 12 to a gas quenching temperature, for example, 850 ° C., the tray 6 is placed in the gas quenching furnace 1 together with the component 12 and the jig 23 so as to be orthogonal to the gas flow direction G. At this time, the pair of wall portions 14 of the component 12 are arranged in parallel with the gas flow direction G. Note that the gas quenching furnace 1 may be provided with a heating mechanism to heat the component 12 inside the gas quenching furnace 1. The metal structure of the heated part 12 is austenite.

トレー6上で治具23により部品12を囲んだ状態で、窒素ガスで部品12の急冷つまりガス焼入れを行う。このガス焼入れは、冷却ファン11(図1)を駆動することにより、ガス通路9を通して部品12に向かって窒素ガスを循環供給することで行われる。一例として、窒素ガスの温度は室温であり、冷却圧力は1MPaである。さらに、窒素ガスの流速は19m/秒であり、冷却時間は120秒である。ガス焼入れ後の部品12の金属組織は、マルテンサイトとなる。   While the component 12 is surrounded by the jig 23 on the tray 6, the component 12 is rapidly cooled with nitrogen gas, that is, gas quenching is performed. This gas quenching is performed by circulating and supplying nitrogen gas toward the component 12 through the gas passage 9 by driving the cooling fan 11 (FIG. 1). As an example, the temperature of nitrogen gas is room temperature, and the cooling pressure is 1 MPa. Furthermore, the flow rate of nitrogen gas is 19 m / second, and the cooling time is 120 seconds. The metal structure of the part 12 after gas quenching is martensite.

上記のように、本実施例では、高い熱伝導率および熱輻射率を有する治具23を用いて、部品12の溝15の開口面15aおよび一対の壁部14,14の外側面14a,14aを囲むようにしてある。部品12を治具23で囲むことにより、開口面15aが閉じられた溝15内で、窒素ガスが通流する。従って、部品12の一対の壁部14,14の内側面14b,14bは、溝15内を通流する窒素ガスにより確実に冷却される。また、2つの外側面14a,14aは、熱が一対の壁部14,14から治具23のプレート部20,21に伝達され、これらのプレート部20,21から、治具23の周囲を通流する窒素ガスにさらに伝達されることにより冷却される。これにより、窒素ガスによる内側面14bの冷却速度と、窒素ガスおよび治具23による外側面14aの冷却速度との差が小さくなるので、内側面14bと外側面14aとの間で生じる歪みが、小さくなる。さらに、壁部14の厚さの変更、治具23の熱伝導率の調整および治具23の熱輻射率の調整等により、外側面14a,14aの冷却速度を制御することで、内側面14bと外側面14aとの冷却速度差ひいては壁部14の歪みをさらに小さくすることができる。   As described above, in this embodiment, using the jig 23 having high thermal conductivity and thermal radiation rate, the opening surface 15a of the groove 15 of the component 12 and the outer surfaces 14a, 14a of the pair of wall portions 14, 14 are used. Is surrounded. By surrounding the component 12 with the jig 23, nitrogen gas flows in the groove 15 in which the opening surface 15a is closed. Accordingly, the inner side surfaces 14 b and 14 b of the pair of wall portions 14 and 14 of the component 12 are reliably cooled by the nitrogen gas flowing through the groove 15. In addition, heat is transmitted from the pair of wall portions 14 and 14 to the plate portions 20 and 21 of the jig 23 through the two outer surfaces 14 a and 14 a, and the periphery of the jig 23 is transmitted from these plate portions 20 and 21. It is cooled by being further transmitted to the flowing nitrogen gas. Thereby, since the difference between the cooling rate of the inner side surface 14b by nitrogen gas and the cooling rate of the outer side surface 14a by nitrogen gas and the jig 23 is reduced, the distortion generated between the inner side surface 14b and the outer side surface 14a is Get smaller. Further, by controlling the cooling rate of the outer surfaces 14a and 14a by changing the thickness of the wall portion 14, adjusting the thermal conductivity of the jig 23, adjusting the thermal radiation rate of the jig 23, etc., the inner side surface 14b And the cooling rate difference between the outer surface 14a and the distortion of the wall portion 14 can be further reduced.

また、本実施例では、ガス焼入れ炉1内に部品12およびトレー6を配置したときに一対の壁部14,14がガス流れ方向Gと平行になるようにしたことから、窒素ガスが壁部14,14の内側面14b,14bに平行に流れる。従って、窒素ガスによる内側面14bの冷却速度が、窒素ガスの流速に比例した安定したニュートン冷却となり、量産時に繰り返し部品12を焼入れする際も安定した冷却を行うことができる。   Further, in this embodiment, when the parts 12 and the tray 6 are arranged in the gas quenching furnace 1, the pair of wall portions 14 and 14 are made parallel to the gas flow direction G, so that the nitrogen gas is the wall portion. 14 and 14 flows parallel to the inner side surfaces 14b and 14b. Therefore, the cooling rate of the inner surface 14b by nitrogen gas becomes stable Newtonian cooling proportional to the flow rate of nitrogen gas, and stable cooling can be performed even when the part 12 is repeatedly quenched during mass production.

図4には、本実施例に対する比較例のガス焼入れ方法が示されている。比較例では、本実施例と同じ形状および材質を有した部品12が、連結部13の外側面13aがトレー6の底面となる姿勢(図2に示した部品12の姿勢)で、治具23を用いずに、トレー6上に配置されている。このとき、溝15は、ガス流れ方向Gに対向するように開口している。ガス焼入れ時に、溝15の開口面15a側から溝15内に流入した窒素ガスは、部品12の周囲、特に各壁部14の外側を通流する窒素ガスよりも低い速度で通流する。   FIG. 4 shows a gas quenching method of a comparative example for this embodiment. In the comparative example, the component 12 having the same shape and material as in the present embodiment is in a posture (outside surface of the component 12 shown in FIG. 2) in which the outer surface 13a of the connecting portion 13 is the bottom surface of the tray 6, and the jig 23 It is arrange | positioned on the tray 6 without using. At this time, the groove 15 is opened to face the gas flow direction G. During gas quenching, the nitrogen gas that has flowed into the groove 15 from the opening surface 15a side of the groove 15 flows at a lower speed than the nitrogen gas that flows around the part 12, particularly outside the walls 14.

図5に、比較例のガス焼入れ方法および本実施例のガス焼入れ方法により部品12のガス焼入れを行ったときの壁部14の歪みに関する試験結果を示す。図示したように、治具23を用いない比較例のガス焼入れ方法では、一対の壁部14,14間の距離Dの変化量が0.03〜0.18mmであった。これに対し、治具23を用いる本実施例のガス焼入れ方法では、距離Dの変化量が0.04〜0.12mmであった。従って、本実施例のガス焼入れ方法により、ガス焼入れ時の2つの壁部14,14間の距離Dの変化量を減少させることができた。   In FIG. 5, the test result regarding the distortion of the wall part 14 when gas quenching of the components 12 is performed by the gas quenching method of the comparative example and the gas quenching method of the present embodiment is shown. As illustrated, in the gas quenching method of the comparative example that does not use the jig 23, the amount of change in the distance D between the pair of wall portions 14 and 14 was 0.03 to 0.18 mm. In contrast, in the gas quenching method of the present example using the jig 23, the amount of change in the distance D was 0.04 to 0.12 mm. Therefore, the amount of change in the distance D between the two wall portions 14 and 14 during gas quenching can be reduced by the gas quenching method of the present embodiment.

図6には、本発明が適用される他の鋼部品を有する構成要素として、例えば複リンク式ピストンクランク機構で用いられるロアリンク24が示されている。上記ロアリンク24は、例えば特開2015−42849号公報に開示されているように、ピストンピンに一端が連結されたアッパリンクとクランクシャフトのクランクピンとを連結するものであって、図2に示すように、図示せぬクランクピンに嵌合する円筒形のクランクピン軸受穴25を中央に有し、かつこのクランクピン軸受穴25を挟んで互いにほぼ180°反対側となる位置に、アッパピン用ピンボス部26およびコントロールピン用ピンボス部27がそれぞれ設けられている。このロアリンク24は、全体として、菱形に近い平行四辺形をなしており、クランクピン軸受穴25の中心を通る分割面28において、アッパピン用ピンボス部26を含むロアリンクアッパ24Aと、コントロールピン用ピンボス部27を含むロアリンクロア24Bと、の2部品に分割して形成されている。ロアリンク24は、図示したように、上面29と、下面30と、分割面28と直交する一対の側面31,31と、を備えている。これらのロアリンクアッパ24Aおよびロアリンクロア24Bは、クランクピン軸受穴25をクランクピンに嵌め込んだ上で、図示せぬ複数本のボルトによって互いに締結されている。   FIG. 6 shows a lower link 24 used in, for example, a multi-link piston crank mechanism as a component having other steel parts to which the present invention is applied. The lower link 24 connects an upper link having one end connected to a piston pin and a crank pin of a crankshaft as disclosed in, for example, JP-A-2015-42849, and is shown in FIG. Thus, a pin boss for the upper pin has a cylindrical crank pin bearing hole 25 fitted in a crank pin (not shown) at the center and at positions almost 180 ° opposite to each other with the crank pin bearing hole 25 interposed therebetween. A portion 26 and a control pin pin boss portion 27 are provided. The lower link 24 has a parallelogram shape close to a rhombus as a whole, and a lower link upper 24A including an upper pin pin boss portion 26 and a control pin for a split surface 28 passing through the center of the crank pin bearing hole 25. The lower link lower 24B including the pin boss portion 27 is divided into two parts. As illustrated, the lower link 24 includes an upper surface 29, a lower surface 30, and a pair of side surfaces 31, 31 orthogonal to the dividing surface 28. The lower link upper 24A and the lower link lower 24B are fastened to each other by a plurality of bolts (not shown) after the crank pin bearing hole 25 is fitted into the crank pin.

第2の実施例では、本発明のガス焼入れ方法に適した鋼部品として、ロアリンクアッパ24Aの焼入れが行われる。ロアリンクアッパ24Aは、分割面28およびクランクピン軸受穴25の円弧に沿って両側面31,31の間に延びる厚肉部32と、この厚肉部32から垂直に立ち上がる一対の板状のピンボス壁部26a,26aと、を備えている。上記一対のピンボス壁部26a,26aの間には、溝33が形成されている。ピンボス壁部26a,26aは、図示せぬアッパピンと嵌合するアッパピン用穴34,34をそれぞれ備えている。   In the second embodiment, the lower link upper 24A is quenched as a steel part suitable for the gas quenching method of the present invention. The lower link upper 24A includes a thick portion 32 extending between the side surfaces 31 and 31 along the arc of the dividing surface 28 and the crank pin bearing hole 25, and a pair of plate-like pin bosses rising vertically from the thick portion 32. Wall portions 26a, 26a. A groove 33 is formed between the pair of pin boss wall portions 26a, 26a. The pin boss wall portions 26a and 26a are provided with upper pin holes 34 and 34, respectively, which are fitted with upper pins (not shown).

次に、図7を参照して、第2の実施例のガス焼入れ方法を説明する。   Next, the gas quenching method of the second embodiment will be described with reference to FIG.

まず、ロアリンクアッパ24Aの側面31がトレー6上で底面となり、かつ分割面28がトレー6の平面6aから垂直に立ち上がるような縦型の姿勢で、トレー6上にロアリンクアッパ24Aを配置する。   First, the lower link upper 24A is arranged on the tray 6 in a vertical posture such that the side surface 31 of the lower link upper 24A becomes the bottom surface on the tray 6 and the dividing surface 28 rises vertically from the flat surface 6a of the tray 6. .

そして、トレー6上でロアリンクアッパ24Aの下部を囲むように、高い熱伝導率および熱輻射率を有した治具23を配置する。治具23は、図3の実施例と同様に、四角形の枠型で構成されている。治具23は、長方形のプレート部19,22と、プレート部19,22よりも大きい長方形のプレート部20,21と、を備えている。プレート部19,22の長方形の長辺の長さは、ロアリンクアッパ24Aの厚み(外側面36,36の間の長さ)に対応しており、プレート部20,21の長方形の長辺の長さは、分割面22と、ピンボス壁部26a,26aのアッパピン用穴34,34付近の湾曲部分37,37(図6)と、の間の長さに対応している。プレート部19,20,21,22の長方形の短辺の長さ(ガス流れ方向Gに沿った高さ)は、ガス流れ方向Gに沿ったアッパピン用穴34の位置よりも高くなるように設定されている。   And the jig | tool 23 which has high heat conductivity and heat radiation rate is arrange | positioned so that the lower part of the lower link upper 24A may be enclosed on the tray 6. FIG. The jig 23 has a rectangular frame shape, as in the embodiment of FIG. The jig 23 includes rectangular plate portions 19 and 22 and rectangular plate portions 20 and 21 that are larger than the plate portions 19 and 22. The lengths of the long sides of the rectangles of the plate portions 19 and 22 correspond to the thickness of the lower link upper 24A (the length between the outer side surfaces 36 and 36). The length corresponds to the length between the dividing surface 22 and the curved portions 37, 37 (FIG. 6) in the vicinity of the upper pin holes 34, 34 of the pin boss wall portions 26a, 26a. The length of the rectangular short side (height along the gas flow direction G) of the plate portions 19, 20, 21, and 22 is set to be higher than the position of the upper pin hole 34 along the gas flow direction G. Has been.

治具23によりロアリンクアッパ24Aの下部を囲んだ状態では、プレート部19の内側面19bが、溝33の一部を覆っている。このとき、プレート部19の内側面19bの一部が、ピンボス壁部26a,26aの湾曲部分37,37と接触している。プレート部20,21の内側面20b,21bは、傾斜した上面29およびクランクピン軸受穴25の円弧にかかる部分を除いて、ロアリンクアッパ24Aの下部において、ピンボス壁部26a,26aの外側面36,36と接触している。ここで、アッパピン用穴34は、ピンボス壁部26a,26aの外側からプレート部20,21で覆われている。プレート部22の内側面22bは、該内側面22bの上部を除いて、ロアリンクアッパ24Aの下部において、ロアリンクアッパ24Aの分割面28と接触している。このように治具23内にロアリンクアッパ24Aを配置した状態では、ロアリンクアッパ24Aは、トレー6上に適宜保持されている。   In a state where the lower portion of the lower link upper 24 </ b> A is surrounded by the jig 23, the inner side surface 19 b of the plate portion 19 covers a part of the groove 33. At this time, a part of the inner side surface 19b of the plate portion 19 is in contact with the curved portions 37, 37 of the pin boss wall portions 26a, 26a. The inner side surfaces 20b and 21b of the plate portions 20 and 21 are formed on the outer surface 36 of the pin boss wall portions 26a and 26a at the lower portion of the lower link upper 24A, except for the inclined upper surface 29 and the portion of the crank pin bearing hole 25 that is in the arc. , 36 is in contact. Here, the upper pin hole 34 is covered with the plate portions 20 and 21 from the outside of the pin boss wall portions 26a and 26a. The inner side surface 22b of the plate part 22 is in contact with the dividing surface 28 of the lower link upper 24A at the lower part of the lower link upper 24A except for the upper part of the inner side surface 22b. Thus, in a state where the lower link upper 24 </ b> A is disposed in the jig 23, the lower link upper 24 </ b> A is appropriately held on the tray 6.

仮に治具23を用いずにガス焼入れを行った場合には、マルテンサイト変態に伴ってロアリンクアッパ24Aが膨張し、ピンボス壁部26aが歪むため、一対のピンボス壁部26a,26a間の距離Dが変化する。これを防止するために、第2の実施例のように、ロアリンクアッパ24Aの下部において、ロアリンクアッパ24Aの溝33の開口面33aおよび一対のピンボス壁部26a,26aの外側面36,36を治具23で囲む。これにより、第1の実施例と同様に、開口面33aが閉じられた溝33内で、窒素ガスが通流し、溝33の内側、特に内側面35,35が確実に冷却される。さらに、第1の実施例と同様に、外側面36,36は、熱が一対のピンボス壁部26a,26aから治具23のプレート部20,21に伝達され、ここから、治具23の周囲の窒素ガスにさらに伝達されることにより冷却される。このように、第1の実施例と同様に、ガス焼入れ時に変形し易いピンボス壁部26a,26aの下部(アッパピン用穴34,34付近)において、内側面35,35と外側面36,36との冷却速度のバランスを治具23により制御することができる。従って、窒素ガスによる内側面35の冷却速度と、窒素ガスおよび治具23による外側面36の冷却速度との差が小さくなるので、内側面35と外側面36との間で生じる歪みが、小さくなる。   If gas quenching is performed without using the jig 23, the lower link upper 24A expands due to the martensite transformation and the pin boss wall portion 26a is distorted, so the distance between the pair of pin boss wall portions 26a, 26a. D changes. In order to prevent this, as in the second embodiment, at the lower part of the lower link upper 24A, the opening surface 33a of the groove 33 of the lower link upper 24A and the outer surfaces 36, 36 of the pair of pin boss wall portions 26a, 26a. Is surrounded by a jig 23. Thereby, similarly to the first embodiment, nitrogen gas flows in the groove 33 with the opening surface 33a closed, and the inside of the groove 33, in particular, the inner side surfaces 35 and 35 are reliably cooled. Further, as in the first embodiment, the outer surfaces 36 and 36 are configured such that heat is transmitted from the pair of pin boss wall portions 26 a and 26 a to the plate portions 20 and 21 of the jig 23, and from here, the periphery of the jig 23. It is cooled by being further transmitted to the nitrogen gas. In this manner, as in the first embodiment, the inner side surfaces 35, 35 and the outer side surfaces 36, 36 are located below the pin boss wall portions 26a, 26a (in the vicinity of the upper pin holes 34, 34) that are easily deformed during gas quenching. The cooling rate balance can be controlled by the jig 23. Accordingly, the difference between the cooling rate of the inner side surface 35 by nitrogen gas and the cooling rate of the outer side surface 36 by nitrogen gas and the jig 23 is reduced, so that the distortion generated between the inner side surface 35 and the outer side surface 36 is reduced. Become.

また、治具23によりロアリンクアッパ24Aの残りの部分を囲わないことで、ガス焼入れ後に、作業性を悪化せずに、ロアリンクアッパ24Aの取り出しを行うことができる。   Further, by not enclosing the remaining portion of the lower link upper 24A by the jig 23, the lower link upper 24A can be taken out without deteriorating workability after gas quenching.

なお、上記各実施例では、ロアリンクアッパ24Aを焼入れする例を開示したが、本発明は、ロアリンクアッパ24Aと相似形をなすロアリンクロア24Bの焼入れにも好適であり、その他種々の部品の焼入れに適用することが可能である。   In each of the above embodiments, the example in which the lower link upper 24A is quenched is disclosed. However, the present invention is also suitable for quenching the lower link lower 24B having a similar shape to the lower link upper 24A, and quenching various other parts. It is possible to apply to.

また、上記各実施例では、窒素ガスを用いて部品12やロアリンクアッパ24Aの焼入れを行う例を開示したが、冷媒は、他のガスでも良く、さらには油、水等の液体であっても良い。   Further, in each of the above embodiments, an example in which the part 12 and the lower link upper 24A are quenched using nitrogen gas is disclosed, but the refrigerant may be another gas, and further, a liquid such as oil or water. Also good.

1・・・ガス焼入れ炉
6・・・トレー
G・・・ガス流れ方向
12・・・部品
13・・・連結部
14・・・壁部
15・・・溝
19,20,21,22・・・プレート部
23・・・治具
24・・・ロアリンク
24A・・・ロアリンクアッパ
26a・・・ピンボス壁部
33・・・溝
34・・・アッパピン用穴
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Gas quenching furnace 6 ... Tray G ... Gas flow direction 12 ... Part 13 ... Connection part 14 ... Wall part 15 ... Groove 19, 20, 21, 22, ... -Plate part 23 ... Jig 24 ... Lower link 24A ... Lower link upper 26a ... Pin boss wall part 33 ... Groove 34 ... Upper pin hole

Claims (4)

冷媒の通流が可能なトレー上に、一対の壁部を有した断面U字状の鋼部品を配置し、トレーに向かって冷媒を供給することにより鋼部品を冷却して焼入れする方法であって、
鋼部品のU字状の面がトレー上で底面となるようにトレー上に上記鋼部品を配置し、
上記鋼部品を囲む少なくとも3つの面を有し、熱伝導性を備えた治具を用いて、上記治具の1つの面でU字状の鋼部品の開口面を覆うとともに上記治具の2つの面を上記鋼部品の一対の壁部の外側面にそれぞれ密着させ、
上記治具で上記鋼部品を囲んだ状態で上記トレーに向かって冷媒を供給する、焼入れ方法。
This is a method in which a steel part having a U-shaped cross section having a pair of wall portions is arranged on a tray capable of flowing refrigerant, and the steel part is cooled and quenched by supplying the refrigerant toward the tray. And
Place the above steel parts on the tray so that the U-shaped surface of the steel parts becomes the bottom surface on the tray,
Using a jig having at least three surfaces surrounding the steel part and having thermal conductivity, one surface of the jig covers the opening surface of the U-shaped steel part and 2 of the jig. One surface is brought into close contact with the outer surfaces of the pair of wall portions of the steel part,
A quenching method in which a coolant is supplied toward the tray in a state where the steel part is surrounded by the jig.
上記一対の壁部を、冷媒の流れ方向と平行に配置することを特徴とする請求項1に記載の焼入れ方法。   The quenching method according to claim 1, wherein the pair of wall portions are arranged in parallel with the flow direction of the refrigerant. 上記冷媒は、窒素ガスであることを特徴とする請求項1または2に記載の焼入れ方法。   The quenching method according to claim 1 or 2, wherein the refrigerant is nitrogen gas. 上記治具は、4つのプレート部を有した四角形の枠型をなすことを特徴とする請求項1に記載の焼入れ方法。   The quenching method according to claim 1, wherein the jig has a quadrangular frame shape having four plate portions.
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