JP5061850B2 - Hardening pattern measurement method - Google Patents
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Description
本発明は、炭素鋼の焼入状態を計測するための技術に関する。 The present invention relates to a technique for measuring the quenching state of carbon steel.
従来、高周波焼入が施される炭素鋼製部品について、焼入パターン（焼入範囲、焼入深さおよび焼入固さ等）を検査するためには切断検査が行われている。切断検査では生産ライン上から抜き取った製品を実際に切断し、表面硬度計等を用いて切断面の焼入固さを計測することにより焼入パターンを確認するようにしていた。
しかしながら、切断検査は検査結果を得るのに時間が掛かるため、焼入の不良が判明した時点では既に対象部品が後工程で使用されている場合が多く、大掛かりな手戻りが発生する場合があった。また切断検査では、検査に用いられた部品は廃却処分されるため、必然的に部品のロスが発生していた。
Conventionally, cutting inspection has been performed for inspecting a quenching pattern (such as a quenching range, a quenching depth, and a quenching hardness) of a carbon steel part subjected to induction hardening. In the cutting inspection, the product extracted from the production line was actually cut, and the quenching pattern was confirmed by measuring the quenching hardness of the cut surface using a surface hardness meter or the like.
However, since cutting inspection takes time to obtain the inspection result, the target part is often used in the subsequent process when a quenching defect is found, and a large rework may occur. It was. In the cutting inspection, the parts used for the inspection are disposed of, and the parts are inevitably lost.
また従来、以下に示す特許文献１において、ワークの焼入状態を検査する検査方法として、発振器に接続された貫通コイルを用いて、該貫通コイル内にワークを通過させて、発振器から出力される発振周波数の変化を測定することによりワークの焼入状態を検査する技術が知られており、その技術が開示されている。
しかしながら、係る従来技術では、貫通コイルによる測定範囲内で測定結果が平均化されてしまうため、焼入範囲の始端と終端を精度良く特定することができず、そのため焼入パターンの全体像を正確に把握することが困難であった。
However, in the related art, since the measurement results are averaged within the measurement range by the through coil, the start and end of the quenching range cannot be specified with high accuracy. It was difficult to grasp.
本発明は、係る現状を鑑みて成されたものであり、非破壊で焼入パターンの測定を精度良くかつ短時間に行うことができる焼入パターンの測定方法を提供し、焼入パターンのインライン測定を実現することを課題としている。 The present invention has been made in view of the present situation, and provides a quenching pattern measurement method capable of measuring a quenching pattern with high accuracy and in a short time in a non-destructive manner, and in-lining the quenching pattern. The challenge is to achieve measurement.
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problem to be solved by the present invention is as described above. Next, means for solving the problem will be described.
即ち、請求項１においては、軸対称形状を有するワークの軸線方向に複数の測定位置を設定し、該複数の測定位置で、前記ワークの焼入深さを測定する焼入深さ測定工程と、前記ワークの表面上で、前記ワークの焼入範囲を測定する焼入範囲測定工程と、を備え、前記焼入深さ測定工程における測定結果と、前記焼入範囲測定工程における測定結果を合成して、前記ワークに形成される焼入組織と未焼入組織との境界線である焼入パターンの全体像を求める、焼入パターンの測定方法であって、前記焼入深さ測定工程では、前記複数の測定位置において前記ワークの透磁率を測定し、該透磁率の測定結果から前記複数の測定位置における焼入深さを求め、さらに求めた焼入深さから、前記複数の測定位置における焼入組織と未焼入組織の境界点を求め、前記焼入範囲測定工程では、前記ワークの表面上の複数個所における表面硬度を測定し、各箇所における表面硬度の測定結果の差異から、前記ワークの表面上における焼入組織と未焼入組織の境界点を求め、前記焼入パターンの全体像は、前記複数の測定位置における焼入組織と未焼入組織の境界点と、前記ワークの表面上における焼入組織と未焼入組織の境界点と、を結ぶ線分を接続することにより、前記ワークの表面上における焼入組織と未焼入組織の境界点を端点とし、前記複数の測定位置における焼入組織と未焼入組織の境界点を中継点とする折れ線を形成して求めるものである。 That is, in claim 1, a plurality of measurement positions are set in the axial direction of a workpiece having an axially symmetric shape, and a quenching depth measurement step of measuring a quenching depth of the workpiece at the plurality of measurement positions; A quenching range measurement step for measuring the quenching range of the workpiece on the surface of the workpiece, and combining the measurement result in the quenching depth measurement step and the measurement result in the quenching range measurement step Then, a quenching pattern measuring method for obtaining an overall image of a quenching pattern which is a boundary line between a quenched structure and an unquenched structure formed on the workpiece, and in the quenching depth measuring step, The permeability of the workpiece is measured at the plurality of measurement positions, the quenching depth at the plurality of measurement positions is obtained from the measurement result of the permeability, and the plurality of measurement positions are further determined from the obtained quenching depth. Between hardened and unhardened structures in steel In the quenching range measurement step, the surface hardness at a plurality of locations on the surface of the workpiece is measured, and from the difference in the measurement results of the surface hardness at each location, the hardened structure on the surface of the workpiece and the unhardened surface are measured. The boundary point of the hardened structure is obtained, and the entire image of the hardened pattern is obtained by dividing the hardened and unhardened structure at the plurality of measurement positions, and the hardened and unhardened structure on the surface of the workpiece. By connecting a line segment connecting the boundary points, the boundary points between the hardened structure and the unhardened structure on the surface of the workpiece are used as end points, and the hardened structure and the unhardened structure at the plurality of measurement positions. It is obtained by forming a polygonal line with the boundary point as a relay point .
請求項２においては、前記複数の測定位置は、前記焼入パターンの変局点ごとに設定するものである。 In the present invention, the plurality of measurement positions are set for each inflection point of the quenching pattern .
請求項３においては、前記複数の測定位置には、それぞれの測定位置に対応する検量線が設定されるものである。 According to a third aspect of the present invention, calibration curves corresponding to the respective measurement positions are set at the plurality of measurement positions .
請求項４においては、前記表面硬度の測定は、前記ワークの表面上に設定する基準位置から軸線方向の一定範囲内に限定して行うものである。 According to a fourth aspect of the present invention, the measurement of the surface hardness is performed within a certain range in the axial direction from a reference position set on the surface of the workpiece .
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。 As effects of the present invention, the following effects can be obtained.
請求項１においては、焼入パターンの全体像を精度良くを得ることができる。
また、非破壊の方法によって、短時間に焼入深さを測定することができる。またこれにより、焼入パターンのインライン計測が実現可能となり、不良部品の流出を防止し、製品の品質を向上させることができる。
さらに、切断検査を廃止することが可能となり、部品の廃却量および検査工数の削減により製造コストの削減に寄与することができる。
また、非破壊の方法により焼入範囲を精度良く短時間で測定することができる。またこれにより、焼入パターンのインライン計測が実現可能となり、不良部品の流出を防止し、製品の品質を向上させることができる。
また、渦流測定では測定できない焼入範囲の情報を、表面硬度の測定で補って、精度良く短時間に焼入パターンを得ることができる。
According to the first aspect of the present invention, it is possible to obtain the entire image of the quenching pattern with high accuracy.
Further, the quenching depth can be measured in a short time by a non-destructive method. This also enables in-line measurement of the quenching pattern, prevents outflow of defective parts, and improves product quality.
Furthermore, cutting inspection can be abolished, and it is possible to contribute to reduction of manufacturing costs by reducing the amount of parts discarded and the number of inspection steps.
Further, the quenching range can be measured with high accuracy in a short time by a non-destructive method. This also enables in-line measurement of the quenching pattern, prevents outflow of defective parts, and improves product quality.
Moreover, the quenching pattern can be obtained with high accuracy in a short time by supplementing the information of the quenching range that cannot be measured by the eddy current measurement with the measurement of the surface hardness.
請求項２においては、精度良く短時間に焼入パターンを得ることができる。また、容易にリアルタイムに焼入パターンをモニタリングすることが可能となる。またこれにより、焼入工程の異常を早期に検出することが可能となり、焼入工程の自工程完結化および良品を製造するための製造要件および管理要件の知見化を促進することができる。 According to the second aspect, a quenching pattern can be obtained with high accuracy in a short time. In addition, it is possible to easily monitor the quenching pattern in real time. This also makes it possible to detect abnormalities in the quenching process at an early stage, and promote the completion of the self-process of the quenching process and the knowledge of manufacturing requirements and management requirements for manufacturing non-defective products.
請求項３においては、精度良く焼入パターンを得ることができる。 According to the third aspect, a quenching pattern can be obtained with high accuracy.
請求項４においては、焼入範囲を測定するのに要する時間を短縮することができる。 In Claim 4, the time required to measure the quenching range can be shortened.
次に、発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明の一実施例に係る焼入深さ測定装置の全体構成を示す模式図、図２は焼入組織の硬度と透磁率の関係を示す模式図、図３は本発明の一実施例に係る焼入深さの測定結果を示す模式図、図４は本発明の一実施例に係る焼入範囲の測定状況を示す模式図、図５は本発明の一実施例に係る焼入範囲の測定結果を示す模式図、図６は合成した焼入パターンを示す模式図である。
Next, embodiments of the invention will be described.
FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of a quenching depth measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram showing the relationship between the hardness of the quenched structure and the permeability, and FIG. FIG. 4 is a schematic diagram showing a measurement result of a quenching range according to one embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a quench diagram according to one embodiment of the present invention. FIG. 6 is a schematic diagram showing a synthesized quenching pattern. FIG.
まず始めに、本発明に係る測定方法に用いる焼入深さ測定装置１の構成について説明をする。
図１に示す如く、焼入深さ測定装置１は、貫通コイル２、渦流測定装置３等により構成され、貫通コイル２にワーク４を通過させることによって、ワーク４の各断面における焼入深さを測定するものである。
尚、本発明に係る測定方法の前提条件として、ワーク４の形状は軸対称形状を有しているものとしている。
First, the structure of the quenching depth measuring apparatus 1 used for the measuring method according to the present invention will be described.
As shown in FIG. 1, the quenching depth measuring device 1 includes a penetration coil 2 and a eddy current measuring device 3, and the penetration depth in each cross section of the workpiece 4 by passing the workpiece 4 through the penetration coil 2. Is to measure.
As a precondition for the measurement method according to the present invention, the shape of the workpiece 4 is assumed to have an axisymmetric shape.
また、焼入深さの測定結果は、渦流測定装置３からＰＣ１０に出力される。そして、ＰＣ１０によって後述する表面硬度計８による焼入範囲の測定結果とともに演算処理がなされ、その演算結果が後述する測定焼入パターン９・９としてＰＣ１０のディスプレイ１０ａ上にリアルタイムで表示される。尚、ディスプレイ１０ａはＰＣ１０と一体である必要はなく、離れた場所に別途ディスプレイ１０ａを設ける構成とすることももちろん可能である。 Further, the measurement result of the quenching depth is output from the eddy current measuring device 3 to the PC 10. Then, the PC 10 performs calculation processing together with the measurement result of the quenching range by the surface hardness meter 8 described later, and the calculation result is displayed in real time on the display 10a of the PC 10 as the measurement quenching patterns 9 and 9 described later. The display 10a does not need to be integrated with the PC 10, and it is of course possible to provide a separate display 10a at a remote location.
渦流測定装置３は、ワーク４の組織の透磁率を渦流により検出するものであり、この検出した透磁率から焼入深さを測定することができる。 The eddy current measuring device 3 detects the magnetic permeability of the structure of the workpiece 4 by eddy current, and can measure the quenching depth from the detected magnetic permeability.
焼入深さの測定原理について説明をする。
図２に示す如く、硬度と透磁率には相関関係が成立することが知られている。
炭素鋼製部材が高周波焼入されると、表面側からマルテンサイト、トルースタイト、ソルバイト、（フェライト＋パーライト）の順に焼入組織が形成される。
焼入組織と硬度の関係は、マルテンサイトの硬度が最も高く、トルースタイト、ソルバイト、（フェライト＋パーライト）の順に硬度が低下していく。
また、焼入組織と透磁率の関係は、硬度とは逆の関係を示し、マルテンサイトの透磁率が最も低く、トルースタイト、ソルバイト、（フェライト＋パーライト）の順に透磁率が増加していく。
そして、この関係を利用することにより、ワーク４の透磁率変化を渦流測定装置３で検出して、ワーク４の焼入深さを求めることができる。
The measurement principle of the quenching depth will be described.
As shown in FIG. 2, it is known that there is a correlation between hardness and magnetic permeability.
When the carbon steel member is induction hardened, a hardened structure is formed in the order of martensite, troostite, sorbite, (ferrite + pearlite) from the surface side.
As for the relationship between the hardened structure and the hardness, the hardness of martensite is the highest, and the hardness decreases in the order of troostite, sorbite, (ferrite + pearlite).
Further, the relationship between the hardened structure and the magnetic permeability is opposite to the hardness, the magnetic permeability of martensite is the lowest, and the magnetic permeability increases in the order of troostite, sorbite, (ferrite + pearlite).
And by utilizing this relationship, the magnetic permeability change of the workpiece 4 can be detected by the eddy current measuring device 3 and the quenching depth of the workpiece 4 can be obtained.
次に、焼入深さ測定工程について説明をする。
図３に示す如く、本実施例ではワーク４に高周波焼入を施し、実際の焼入パターンとして実焼入パターン６・６となる焼入組織が形成されている場合を取り上げる。尚、本発明では、焼入組織と未焼入組織との境界線を焼入パターンと呼んでいる。
Next, the quenching depth measurement process will be described.
As shown in FIG. 3, in the present embodiment, a case where induction hardening is performed on the workpiece 4 and a hardened structure that becomes actual hardened patterns 6 and 6 is formed as an actual hardened pattern will be taken up. In the present invention, the boundary line between the hardened structure and the unhardened structure is called a hardened pattern.
焼入深さの測定に際しては、予め測定位置を設定するようにしている。測定位置は、実焼入パターン６・６の変局点となる位置を選定するようにしており、本実施例では、ワーク４の形状から予測して５箇所の各測定位置Ａ・Ｂ・Ｃ・Ｄ・Ｅを設定するようにしている。ここで言う変局点とは、例えばワーク４の形状が湾曲する箇所等であって、焼入深さが変化する点を指すものである。
尚、測定位置の設定数を増やすほど、精度良く測定焼入パターン９を求めることができるが、ＰＣ１０による計算量も増えてしまうことから、許容できる計算時間を考慮して測定位置数を設定することが望ましい。また、本発明に係る測定方法を測定位置数によって限定するものではない。
When measuring the quenching depth, the measurement position is set in advance. As the measurement positions, positions that serve as inflection points of the actual quenching patterns 6 and 6 are selected. In this embodiment, five measurement positions A, B, and C predicted from the shape of the workpiece 4 are used. -D and E are set. The inflection point here refers to a point where the shape of the workpiece 4 is curved, for example, and a point at which the quenching depth changes.
In addition, although the measurement hardening pattern 9 can be calculated | required more accurately, so that the setting number of a measurement position is increased, since the calculation amount by PC10 will also increase, the number of measurement positions is set in consideration of the allowable calculation time. It is desirable. Further, the measurement method according to the present invention is not limited by the number of measurement positions.
即ち、本発明においては、複数の測定位置Ａ〜Ｅは、実焼入パターン６・６の変局点ごとに設定するようにしており、これにより、精度良く測定焼入パターン９を得ることができるのである。 That is, in the present invention, the plurality of measurement positions A to E are set for each inflection point of the actual quenching patterns 6 and 6, whereby the measurement quenching pattern 9 can be obtained with high accuracy. It can be done.
図１に示す如く、渦流測定装置３には、記憶装置５を設けており、記憶装置５には各測定位置Ａ〜Ｅに対応する検量線５ａ・５ｂ・５ｃ・５ｄ・５ｅの情報が記憶されている。尚、検量線５ａ〜５ｅは、各測定位置Ａ〜Ｅにおける測定周波数と透磁率（硬度）との相関を実験等から求めたものであり、測定位置ごとに準備しておく必要がある。 As shown in FIG. 1, the eddy current measuring device 3 is provided with a storage device 5, and the storage device 5 stores information on calibration curves 5a, 5b, 5c, 5d, and 5e corresponding to the respective measurement positions A to E. Has been. Note that the calibration curves 5a to 5e are obtained by experiment and the like to obtain the correlation between the measurement frequency and the magnetic permeability (hardness) at each measurement position A to E, and need to be prepared for each measurement position.
即ち、本発明において、複数の各測定位置Ａ〜Ｅには、それぞれの測定位置に対応する検量線５ａ〜５ｅを設定するようにしており、これにより、後述する測定焼入パターン９を精度良く得ることができるのである。 That is, in the present invention, the calibration curves 5a to 5e corresponding to the respective measurement positions are set for the plurality of measurement positions A to E, whereby the measurement quenching pattern 9 described later can be accurately obtained. You can get it.
そして、焼入深さ測定装置１によって、各測定位置Ａ〜Ｅにおける焼入深さを測定し、焼入深さの各測定点ａ１・ａ２・ｂ１・ｂ２・ｃ１・ｃ２・ｄ１・ｄ２・ｅ１・ｅ２を得るようにしている。 Then, the quenching depth measuring device 1 measures the quenching depth at each of the measurement positions A to E, and the quenching depth measurement points a1, a2, b1, b2, c1, c2, d1, d2,. e1 and e2 are obtained.
即ち、焼入深さ測定工程では、複数の測定位置Ａ〜Ｅにおいて、貫通コイル２を用いて透磁率を測定し、透磁率の測定結果から複数の測定位置Ａ〜Ｅにおける焼入深さを求め、さらに求めた焼入深さから、複数の測定位置Ａ〜Ｅにおける焼入組織と未焼入組織の境界点（即ち、各測定点ａ１・ａ２・ｂ１・ｂ２・ｃ１・ｃ２・ｄ１・ｄ２・ｅ１・ｅ２）を求めるようにしている。
これにより、非破壊の方法によって、短時間に焼入深さを測定することができるのである。またこれにより、測定焼入パターン９・９のインライン計測が実現可能となり、不良部品の流出を防止し、製品の品質を向上させることができるのである。
さらに、切断検査を廃止することが可能となり、部品の廃却量および検査工数の削減により製造コストの削減に寄与することができるのである。
That is, in the quenching depth measurement step, the permeability is measured using the through coil 2 at the plurality of measurement positions A to E, and the quench depth at the plurality of measurement positions A to E is determined from the measurement result of the permeability. Further, from the obtained quenching depth, boundary points between the quenched structure and the unquenched structure at a plurality of measurement positions A to E (that is, each measurement point a1, a2, b1, b2, c1, c2, d1,. d2 · e1 · e2) is obtained.
Thereby, the quenching depth can be measured in a short time by a non-destructive method. Thereby, in-line measurement of the measurement quenching patterns 9 and 9 can be realized, and the outflow of defective parts can be prevented and the quality of the product can be improved.
Furthermore, cutting inspection can be abolished, and it is possible to contribute to reduction of manufacturing costs by reducing the amount of parts discarded and the number of inspection steps.
しかしながら渦流測定では、測定結果には測定位置周辺の影響が含まれて平均化されてしまうため、実焼入パターン６・６の端部（即ち、各端点７ａ・７ｂ・７ｃ・７ｄ）を特定することができない。
つまり、焼入深さ測定装置１による測定結果のみでは情報不足であるため、精度良く実焼入パターン６・６の全体像を測定することができない。
このため本発明においては、不足した情報を後述する焼入範囲測定工程によって補完して、実焼入パターン６・６の全体像を測定できるようにしている。
However, in the eddy current measurement, the measurement results include the influence around the measurement position and are averaged. Therefore, the ends of the actual quenching patterns 6 and 6 (that is, the end points 7a, 7b, 7c, and 7d) are specified. Can not do it.
That is, since only the measurement result by the quenching depth measuring apparatus 1 is insufficient, it is impossible to accurately measure the entire image of the actual quenching patterns 6 and 6.
For this reason, in the present invention, the shortage information is supplemented by a quenching range measurement process described later so that the entire image of the actual quenching patterns 6 and 6 can be measured.
次に、焼入範囲測定工程について説明をする。
図４に示す如く、本発明に係る測定方法では、焼入範囲の測定に表面硬度計８を用いるようにしている。尚、本実施例では、説明の便宜上ワーク４の一端（即ち、各端点７ａ・７ｂが存在する側の端部）のみを取り上げて説明をしているが、他端（即ち、各端点７ｃ・７ｄが存在する側の端部）についても、同様に焼入範囲の測定が行われるものである。
Next, the quenching range measurement process will be described.
As shown in FIG. 4, in the measuring method according to the present invention, a surface hardness meter 8 is used for measuring the quenching range. In the present embodiment, only one end of the workpiece 4 (that is, the end portion on which the end points 7a and 7b exist) is described for convenience of explanation, but the other end (that is, each end point 7c For the end portion on the side where 7d is present, the quenching range is similarly measured.
本実施例では、焼入処理が施されるべき範囲（端点）の管理値Ｙを基準として、該管理値Ｙを含む一定範囲について、表面硬度計８によって一定の間隔Ｘで表面硬度(Ｈｖ)を測定するようにしている。尚間隔Ｘは、許容範囲Ｚを考慮して、許容範囲Ｚに比して小さくなるように設定することが望ましい。 In the present embodiment, the surface hardness (Hv) at a constant interval X by a surface hardness meter 8 with respect to a certain range including the management value Y with reference to the management value Y of the range (end point) to be quenched. To measure. The interval X is preferably set to be smaller than the allowable range Z in consideration of the allowable range Z.
即ち、表面硬度計８を用いた表面硬度の測定は、ワーク４の表面上における基準位置（管理値Ｙ）から軸線方向の一定範囲内（本実施例では、３Ｘの範囲）に限定して行うようにしている。
これにより、焼入組織の端部を測定により求めて、焼入範囲を特定するのに要する時間を短縮することができるのである。
That is, the measurement of the surface hardness using the surface hardness tester 8 is limited to a certain range in the axial direction from the reference position (management value Y) on the surface of the work 4 (in this embodiment, a range of 3X). I am doing so.
As a result, it is possible to reduce the time required to determine the end of the hardened structure by measurement and to specify the hardened range.
前述したように焼入組織（例えば、マルテンサイト）と未焼入組織（フェライト＋パーライト）では硬度に大きく差異があるため、表面硬度が極端に増加した位置を検出することにより、焼入範囲の端点（即ち、各端点７ａ・７ｂ・７ｃ・７ｄ）を特定することができる。 As described above, since there is a large difference in hardness between the hardened structure (for example, martensite) and the unhardened structure (ferrite + pearlite), by detecting the position where the surface hardness is extremely increased, The end points (that is, the end points 7a, 7b, 7c, and 7d) can be specified.
つまり、図５に示す如く、表面硬度計８による測定結果から、焼入範囲の端部となる各端点７ａ・７ｂ・７ｃ・７ｄを得ることができる。そして、表面硬度計８による測定結果は、ＰＣ１０に取り込まれて、前述した渦流測定装置３による焼入深さの測定結果とともに演算処理が施される。
尚、間隔Ｘを狭めるほど、精度良く焼入範囲の各端点７ａ・７ｂ・７ｃ・７ｄを求めることができるが、ＰＣ１０による計算量も増えてしまうことから、許容できる計算時間を考慮して間隔Ｘを設定することが望ましい。また、本発明に係る測定方法を表面硬度計８による測定位置数によって限定するものではない。
That is, as shown in FIG. 5, the end points 7 a, 7 b, 7 c, and 7 d that are the end portions of the quenching range can be obtained from the measurement result by the surface hardness meter 8. And the measurement result by the surface hardness tester 8 is taken in by PC10, and a calculation process is given with the measurement result of the quenching depth by the eddy current measuring apparatus 3 mentioned above.
Note that, as the interval X is narrowed, the end points 7a, 7b, 7c, and 7d of the quenching range can be obtained with higher accuracy. However, since the amount of calculation by the PC 10 also increases, the interval considering the allowable calculation time is taken into account. It is desirable to set X. Further, the measuring method according to the present invention is not limited by the number of measurement positions by the surface hardness meter 8.
即ち、焼入範囲測定工程では、表面硬度計８を用いた表面硬度の測定によって、ワーク４の表面上における表面硬度を測定し、表面硬度の測定結果の差異から、ワーク４の表面上における焼入組織と未焼入組織の境界点（即ち、各端点７ａ・７ｂ・７ｃ・７ｄ）を求めるようにしている。
これにより、非破壊の方法により焼入範囲を精度良く短時間で測定することができるのである。またこれにより、測定焼入パターン９・９のインライン計測が実現可能となり、不良部品の流出を防止し、製品の品質を向上させることができるのである。
さらに、切断検査を廃止することが可能となり、部品の廃却量および検査工数の削減により製造コストの削減に寄与することができるのである。
That is, in the quenching range measurement step, the surface hardness on the surface of the workpiece 4 is measured by measuring the surface hardness using the surface hardness meter 8, and the quenching on the surface of the workpiece 4 is determined from the difference in the measurement results of the surface hardness. The boundary points (i.e., the end points 7a, 7b, 7c and 7d) between the hardened tissue and the unhardened tissue are obtained.
Thereby, the quenching range can be accurately measured in a short time by a non-destructive method. Thereby, in-line measurement of the measurement quenching patterns 9 and 9 can be realized, and the outflow of defective parts can be prevented and the quality of the product can be improved.
Furthermore, cutting inspection can be abolished, and it is possible to contribute to reduction of manufacturing costs by reducing the amount of parts discarded and the number of inspection steps.
次に、焼入深さの測定結果と焼入範囲の測定結果を合成して測定焼入パターン９・９を求める方法について説明をする。
図６に示す如く、本発明に係る測定方法では、焼入深さ測定工程によって得た測定結果（即ち、各測定点ａ１・ａ２・ｂ１・ｂ２・ｃ１・ｃ２・ｄ１・ｄ２・ｅ１・ｅ２）と、焼入範囲測定工程によって得た測定結果（即ち、各端点７ａ・７ｂ・７ｃ・７ｄ）をともにＰＣ１０に取り込んで演算処理を施して合成するようにしている。
そして、各点（７ａ・ａ１・ｂ１・ｃ１・ｄ１・ｅ１・７ｃおよび７ｂ・ａ２・ｂ２・ｃ２・ｄ２・ｅ２・７ｄ）を線分で結ぶことによって、折れ線状の測定焼入パターン９・９を求め、ＰＣ１０のディスプレイ１０ａ上にリアルタイムに表示するようにしている。
Next, a method of obtaining the measured quenching patterns 9 and 9 by synthesizing the quenching depth measurement result and the quenching range measurement result will be described.
As shown in FIG. 6, in the measurement method according to the present invention, the measurement results obtained by the quenching depth measurement process (that is, the measurement points a1, a2, b1, b2, c1, c2, d1, d2, e1, e2). ) And the measurement results obtained by the quenching range measurement process (that is, the end points 7a, 7b, 7c, and 7d) are both taken into the PC 10 and subjected to arithmetic processing to be combined.
Then, by connecting each point (7a, a1, b1, c1, d1, e1, 7c and 7b, a2, b2, c2, d2, e2, 7d) with a line segment, a measurement hardening pattern 9 9 is obtained and displayed on the display 10a of the PC 10 in real time.
即ち、本発明においては、軸対称形状を有するワーク４の軸線方向に複数の測定位置Ａ〜Ｅを設定し、複数の測定位置Ａ〜Ｅで、ワーク４の焼入深さを測定する焼入深さ測定工程と、ワーク４の表面上で、ワーク４の焼入範囲を測定する焼入範囲測定工程と、から成る実焼入パターン６・６の測定方法であって、焼入深さ測定工程における測定結果（即ち、各測定点ａ１・ａ２・ｂ１・ｂ２・ｃ１・ｃ２・ｄ１・ｄ２・ｅ１・ｅ２）と、焼入範囲測定工程における測定結果（即ち、各端点７ａ・７ｂ・７ｃ・７ｄ）を合成して、測定焼入パターン９・９を求めるようにしている。
これにより、測定焼入パターン９・９の全体像を精度良く得ることができるのである。
That is, in the present invention, a plurality of measurement positions A to E are set in the axial direction of the workpiece 4 having an axisymmetric shape, and the quenching depth of the workpiece 4 is measured at the plurality of measurement positions A to E. A method for measuring an actual quenching pattern 6. 6 comprising a depth measuring step and a quenching range measuring step for measuring the quenching range of the workpiece 4 on the surface of the workpiece 4, wherein the quenching depth is measured. Measurement results in the process (ie, each measurement point a1, a2, b1, b2, c1, c2, d1, d2, e1, and e2) and measurement results in the quenching range measurement process (ie, each end point 7a, 7b, and 7c) 7d) is synthesized to obtain the measured quenching patterns 9 and 9.
Thereby, the whole image of the measurement quenching patterns 9 and 9 can be obtained with high accuracy.
また、本発明においては、焼入深さ測定工程では、複数の測定位置Ａ〜Ｅにおいて、焼入深さ測定装置１を用いてワーク４の透磁率を測定し、透磁率の測定結果から複数の測定位置Ａ〜Ｅにおける焼入深さを求め、さらに求めた焼入深さから、複数の測定位置Ａ〜Ｅにおける焼入組織と未焼入組織の境界点（即ち測定点ａ１・ａ２・ｂ１・ｂ２・ｃ１・ｃ２・ｄ１・ｄ２・ｅ１・ｅ２）を求め、かつ、焼入範囲測定工程では、表面硬度計８を用いた表面硬度の測定によって、ワーク４の表面上における表面硬度を測定し、表面硬度の測定結果の差異から、ワーク４の表面上における焼入組織と未焼入組織の境界点（即ち、各端点７ａ・７ｂ・７ｃ・７ｄ）を求めるようにしている。
これにより、渦流測定では測定できない焼入範囲の情報を、表面硬度の測定で補って、精度良く短時間に測定焼入パターン９・９を得ることができるのである。
In the present invention, in the quenching depth measurement step, the magnetic permeability of the workpiece 4 is measured using the quenching depth measuring device 1 at a plurality of measurement positions A to E, and a plurality of magnetic permeability measurement results are obtained. The quenching depths at the measurement positions A to E are obtained, and the boundary points between the quenched structure and the unquenched structure at the plurality of measurement positions A to E (that is, the measurement points a1, a2,. b1, b2, c1, c2, d1, d2, e1, e2), and in the quenching range measuring step, the surface hardness on the surface of the workpiece 4 is determined by measuring the surface hardness using the surface hardness meter 8. The boundary points between the hardened structure and the unhardened structure on the surface of the workpiece 4 (that is, the end points 7a, 7b, 7c, and 7d) are obtained from the difference in the measurement results of the surface hardness.
As a result, the information on the quenching range that cannot be measured by the eddy current measurement is supplemented by the measurement of the surface hardness, and the measurement quenching patterns 9 and 9 can be obtained with high accuracy in a short time.
また、測定焼入パターン９・９は、複数の測定位置Ａ〜Ｅにおける焼入組織と未焼入組織の境界点（即ち、各測定点ａ１・ａ２・ｂ１・ｂ２・ｃ１・ｃ２・ｄ１・ｄ２・ｅ１・ｅ２）と、ワーク４の表面上における焼入組織と未焼入組織の境界点（即ち、各端点７ａ・７ｂ・７ｃ・７ｄ）と、を結ぶ線分により求めるようにしている。
これにより、精度良く短時間に測定焼入パターン９・９を得ることができ、容易にリアルタイムに測定焼入パターン９・９をモニタリングすることが可能となるのである。またこれにより、焼入工程の異常を早期に検出することが可能となり、焼入工程の自工程完結化および良品を製造するための製造要件および管理要件の知見化を促進することができるのである。
Further, the measurement quenching patterns 9 and 9 include boundary points between the quenched structure and the unquenched structure at a plurality of measurement positions A to E (that is, the respective measurement points a1, a2, b1, b2, c1, c2, d1,. d2 · e1 · e2) and the boundary points between the hardened structure and the unhardened structure on the surface of the workpiece 4 (that is, the end points 7a, 7b, 7c, and 7d). .
Thereby, the measurement quenching patterns 9 and 9 can be obtained with high accuracy in a short time, and the measurement quenching patterns 9 and 9 can be easily monitored in real time. In addition, this makes it possible to detect abnormalities in the quenching process at an early stage, and promote the completion of the self-process of the quenching process and the knowledge of manufacturing requirements and management requirements for producing good products. .
尚、図６に示す如く、本実施例では、測定焼入パターン９・９を得る例を示しているが、本発明は軸対称形状のワーク４を対象としているため、実焼入パターン６・６もほぼ軸対称に形成されるため、必ずしも軸を挟む両側の測定焼入パターン９・９を得る必要はなく、例えば、図６中に示す上側の測定焼入パターン９のみを得て、ＰＣ１０のディスプレイ１０ａ上に表示することも可能である。 As shown in FIG. 6, the present embodiment shows an example in which the measured quenching patterns 9 and 9 are obtained. However, since the present invention is directed to the axisymmetric workpiece 4, the actual quenching pattern 6. 6 is also formed almost symmetrically, so it is not always necessary to obtain the measurement quenching patterns 9 and 9 on both sides sandwiching the axis. For example, only the upper measurement quenching pattern 9 shown in FIG. It is also possible to display on the display 10a.
４ ワーク
６ 実焼入パターン
９ 測定焼入パターン
Ａ 測定位置
Ｂ 測定位置
Ｃ 測定位置
Ｄ 測定位置
Ｅ 測定位置
4 Workpiece 6 Actual quenching pattern 9 Measurement quenching pattern A Measurement position B Measurement position C Measurement position D Measurement position E Measurement position
Claims (4)
該複数の測定位置で、
前記ワークの焼入深さを測定する焼入深さ測定工程と、
前記ワークの表面上で、
前記ワークの焼入範囲を測定する焼入範囲測定工程と、
を備え、
前記焼入深さ測定工程における測定結果と、
前記焼入範囲測定工程における測定結果を合成して、
前記ワークに形成される焼入組織と未焼入組織との境界線である焼入パターンの全体像を求める、焼入パターンの測定方法であって、
前記焼入深さ測定工程では、
前記複数の測定位置において前記ワークの透磁率を測定し、
該透磁率の測定結果から前記複数の測定位置における焼入深さを求め、
さらに求めた焼入深さから、
前記複数の測定位置における焼入組織と未焼入組織の境界点を求め、
前記焼入範囲測定工程では、
前記ワークの表面上の複数個所における表面硬度を測定し、
各箇所における表面硬度の測定結果の差異から、
前記ワークの表面上における焼入組織と未焼入組織の境界点を求め、
前記焼入パターンの全体像は、
前記複数の測定位置における焼入組織と未焼入組織の境界点と、前記ワークの表面上における焼入組織と未焼入組織の境界点と、を結ぶ線分を接続することにより、前記ワークの表面上における焼入組織と未焼入組織の境界点を端点とし、前記複数の測定位置における焼入組織と未焼入組織の境界点を中継点とする折れ線を形成して求める、
ことを特徴とする焼入パターンの測定方法。 Set multiple measurement positions in the axial direction of a workpiece with an axisymmetric shape,
At the plurality of measurement positions,
A quenching depth measuring step for measuring the quenching depth of the workpiece;
On the surface of the workpiece,
A quenching range measuring step for measuring the quenching range of the workpiece;
With
A measurement result in the quenching depth measurement step;
Synthesize the measurement results in the quenching range measurement process,
A method for measuring a quenching pattern, for obtaining an overall image of a quenching pattern which is a boundary line between a quenched structure and an unquenched structure formed on the workpiece ,
In the quenching depth measurement step,
Measuring the permeability of the workpiece at the plurality of measurement positions;
From the measurement result of the permeability, find the quenching depth at the plurality of measurement positions,
From the calculated quenching depth,
Finding the boundary point between the quenched structure and the unquenched structure at the plurality of measurement positions,
In the quenching range measurement step,
Measure the surface hardness at multiple points on the surface of the workpiece,
From the difference in measurement results of surface hardness at each location,
Find the boundary point between the hardened structure and the unhardened structure on the surface of the workpiece,
The overall image of the quenching pattern is:
By connecting a line segment connecting a boundary point between the hardened structure and the unhardened structure at the plurality of measurement positions, and a boundary point between the hardened structure and the unquenched structure on the surface of the work, The boundary point between the hardened structure and the unquenched structure on the surface of the surface is the end point, and is determined by forming a broken line with the boundary points between the hardened structure and the unquenched structure at the plurality of measurement positions as relay points.
A method for measuring a quenching pattern, characterized in that:
前記焼入パターンの変局点ごとに設定する、Set for each inflection point of the quenching pattern,
ことを特徴とする請求項１に記載の焼入パターンの測定方法。The method for measuring a quenching pattern according to claim 1.
それぞれの測定位置に対応する検量線が設定される、A calibration curve corresponding to each measurement position is set.
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の焼入パターンの測定方法。The method for measuring a quenching pattern according to claim 1 or 2, wherein:
前記ワークの表面上に設定する基準位置から軸線方向の一定範囲内に限定して行う、It is performed only within a certain range in the axial direction from a reference position set on the surface of the workpiece,
ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の焼入パターンの測定方法。The method for measuring a quenching pattern according to any one of claims 1 to 3, wherein:
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