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2000年以来の誘導加熱

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最新の研究:軸受鋼の特性に対する誘導加熱条件の影響

  高炭素合金軸受鋼(SUJ2)は、炉内加熱と誘導加熱という独自の特性を持っています。 炉内加熱焼入れは生産効率が高く、オーステナイトとセメンタイトの二相焼入れです。 誘導加熱焼入れはより省エネルギーであり、通常は高温加熱を採用し、硬化はオーステナイト単相ゾーンから始まります。 最適な誘導加熱条件を見つけるために、さまざまなテストが実施され、加熱製品の特性が炉内のものと比較されました。

1。 試験方法

しかし、炭素含有量を直接測定することは非常に困難です。 したがって、固溶体の炭素量ではなく、炭化物の面積率を採用する。 試験条件を表1に示す(「900-4-180」のように加熱温度、炭化物面積率、焼戻し条件の順に加工状態をサンプルに表示)。 供試材は同バッチのSUJ1で、試験サイズは900mm×4mm×180mmです。 サンプルの加熱には高周波誘導ヒーターを使用しています。 試験片外径中央部の温度をフィードバック制御することで、試験片温度を一定に保ちます。 加熱終了後、試料温度が2℃になるまで60℃の冷却油で急冷する。

表1 誘導加熱の試験条件

誘導加熱の試験条件

誘導加熱と熱処理状態の基本的な特徴は次のとおりです。誘導焼入れ製品の炭化物分布を図 1 に示します。異なる熱処理条件の微細構造は異なります。 焼戻し後の硬さ、残留オーステナイト量、元オーステナイト粒径を表2に示します。

超硬分布

図。 1 超硬分布

表2 焼き戻し後の硬度、残留オーステナイト量、および元のオーステナイト粒径

焼き戻し後の硬度、残留オーステナイト量、および元のオーステナイト粒径

2. 最適な熱処理条件の選択

2.1 サイズ変化率試験

表 230 に示すように、温度を 2°C で 3 時間保持し、加熱後のサイズ変化率を測定しました。

サイズ変化率表

図。 3 サイズ変化率

2.2 定格静荷重試験

テスト結果を図 2 に示します。網掛け部分の製品の定格静荷重は、炉で加熱された製品の定格静荷重よりも低くなります (危険率は 5%)。 これは、1000℃に加熱すると定格静荷重が減少することを意味します。

定格静的負荷

図。 2 定格静荷重

2.3 静的破壊強度試験

寸法変化率試験不合格品、静定格荷重の小さい1000℃加熱品はサンプルに含みません。 静的破壊強度試験結果を図3に示します。斜線部分の製品の静的破壊強度は、炉で加熱された製品の静的破壊強度よりも低くなります(危険率は1%)。

静的破壊強度

図。 3 静的破壊強度

2.4 せん断疲労強度試験

図。 せん断疲労強度試験の結果を図4に、負荷サイクルが3×109Rのときの応力振幅を図5に示す。 4.

せん断疲労特性

図。 4 せん断疲労性能

3×109Rでの疲労強度

図。 5 3 ×109 R での疲労強度

2.5 適切な熱処理の決定

寸法変化率と強度の評価結果を表4に示す。製品を炉内で加熱する場合に使用する○印を下回らないこと。 製品を炉内で加熱する場合に使用される「×」マークより性能が低い。 未テストの製品は「-」でマークされています。

表 4 テスト結果

試験結果比較表

炉内加熱以上のすべての特性を持つ誘導加熱条件については、表 5 を参照してください。

表5 JIS-SUJ2の適切な高周波焼入れ条件

JIS-SUJ2に適した高周波焼入れ条件

3. 適切な高周波熱処理条件での軸受寿命試験

深溝玉軸受の溝面を高周波焼入れし、適切な高周波焼入れ熱処理条件で軸受寿命試験を行います。 試験条件と試験結果を表 6 と表 7 に示します。

表6 玉軸受RCFの寿命試験条件

ボールベアリングRCFの寿命試験条件

表 7 寿命試験結果

寿命試験結果

4. 結論

1) 適切な高周波焼入れ条件の下では、炉加熱焼入れと同等の性能が保証されます。

2) 表 5 に示す適切な誘導加熱および焼入れ条件の下で、軌道輪を処理し、寿命試験を実施するものとします。 誘導焼入れ寿命は基本定格寿命の4倍とする。

3) 加熱温度が 1000℃に達すると、記載の試験条件から寸法安定性が悪化します。 寸法安定性を向上させるために高温焼戻しを行うと、硬度や定格静荷重が低下します。

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