[發(fā)明專利]熱處理方法以及機(jī)械部件的制造方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380068764.8
• 申請日: 2013-10-02
• 公開（公告）號: CN104903471A
• 公開（公告）日: 2015-09-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 藤田工;八木田和寬
• 申請（專利權(quán)）人: NTN株式會社
• 主分類號: C21D1/10
• 分類號: C21D1/10;C21D9/40
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 宋俊寅

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種熱處理方法以及機(jī)械部件的制造方法，更特定地是涉及對由鋼組成的被處理物進(jìn)行淬火硬化的熱處理方法、以及使用該熱處理方法的機(jī)械部件的制造方法。

背景技術(shù)

對由鋼組成的被處理物進(jìn)行的高頻熱處理、激光熱處理、電子束熱處理、火焰熱處理等高能量熱處理，由于是直接對被處理物質(zhì)進(jìn)行加熱的熱處理，所以與通過氣氛對被處理物進(jìn)行加熱的氣氛加熱爐的熱處理相比，具有能達(dá)到更高能量效率等優(yōu)點。例如，高頻熱處理與通過氣氛加熱爐的熱處理相比，作業(yè)環(huán)境更清潔，且可以對少量批次的制品進(jìn)行短時間高效處理。一般而言，鋼的高頻淬火中，通過改變相對于時間經(jīng)過的功率變化(功率模式)以對試驗片進(jìn)行熱處理，確認(rèn)熱處理后的試驗片的品質(zhì)，通過重復(fù)上述工序，從而不斷摸索地對功率模式(加熱條件)進(jìn)行設(shè)定。此時，對應(yīng)于被處理物的種類(材質(zhì)、形狀)，需要每一次都對熱處理條件的功率模式進(jìn)行設(shè)定。因此，會產(chǎn)生決定熱處理條件時步驟繁瑣的問題。

此外，由于包括高頻熱處理的高能量熱處理是對被處理物的一部分進(jìn)行加熱的部分加熱，因此在被處理物內(nèi)會產(chǎn)生溫度不均。因此，在對被處理物整體進(jìn)行整體淬火等的熱處理時，有可能會發(fā)生被處理物內(nèi)的品質(zhì)不均。特別是對于厚度大的被處理物，有時會產(chǎn)生如下問題：溫度不均容易變大，根據(jù)被處理物的部位不同會無法達(dá)到期望品質(zhì)。

由此，在使用高能量熱處理對被處理物整體進(jìn)行熱處理，例如對被處理物整體進(jìn)行淬火的情況下，存在決定熱處理條件過程繁瑣的問題，以及存在發(fā)生熱處理品質(zhì)不均的問題。

對此，有方法提出通過自動地決定熱處理條件以減少條件決定的繁瑣過程，并且抑制熱處理品質(zhì)不均(例如，參照日本專利特開2006-152430號公報(專利文獻(xiàn)1))。專利文獻(xiàn)1所揭示的方法中，對高頻加熱中溫度易于上升的被處理物的區(qū)域、和難以上升的區(qū)域同時進(jìn)行測溫，并從其測溫數(shù)據(jù)實時地對兩個區(qū)域是否達(dá)到規(guī)定熱處理品質(zhì)進(jìn)行判定，以使被處理材料整體的熱處理品質(zhì)都處于預(yù)定水準(zhǔn)。此外，專利文獻(xiàn)1所揭示的方法中，通過下式(A)的預(yù)測對被處理材料整體是否達(dá)到預(yù)定的熱處理品質(zhì)進(jìn)行判斷。

∂C/(∂t)=D∂2C/(∂x2)...(A)]]>

D：擴(kuò)散常熟，C：碳濃度(質(zhì)量％)，t：時間(秒)，x：距離

D＝D₀exp(－Q/RT)

D₀：擴(kuò)散系數(shù)的熵項，Q：活化能，R：氣體常數(shù)，T：絕對溫度(K)

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本專利特開2006-152430號公報

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的技術(shù)問題

使用所述式(A)的鋼中固溶碳含量分布的計算中需要計算模型。專利文獻(xiàn)1所采用的計算模型是碳從2種碳化物向基體固溶的同時擴(kuò)散的簡單的模型。此模型中對加熱中的碳的固溶行為進(jìn)行近似的計算。但是，在機(jī)械部件的制造工序等中采用此熱處理方法時，為了能夠?qū)Ρ惶幚砦锏臒崽幚砥焚|(zhì)進(jìn)行更高精度的預(yù)測，優(yōu)選改良熱處理方法。

本發(fā)明是為了解決所述問題而完成的，其目的在于提供一種熱處理方法以及使用此熱處理方法的機(jī)械部件的制造方法，該熱處理方法通過提高熱處理品質(zhì)的預(yù)測精度，從而在由鋼組成的被處理物的淬火硬化處理中，能夠更可靠地賦予該被處理物所期望的熱處理品質(zhì)。

解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案

按照本發(fā)明的熱處理方法是對由鋼組成的被處理物的表層進(jìn)行加熱并進(jìn)行淬火硬化的高能量熱處理方法。此熱處理方法具有：測定高溫部溫度的工序，該高溫部溫度是被處理物中溫度上升最大的部分的溫度；測定低溫部溫度的工序，該低溫部溫度是被處理物中溫度上升最小的部分的溫度；調(diào)節(jié)被處理物溫度的工序；以及決定被處理物淬火時機(jī)的工序。