(57)【要約】【課題】熱処理品質向上を可能とする熱処理部材の部分熱処理方法とその装置の提供。【解決手段】熱処理部材１の特定部分１ａのみを熱処理する部分熱処理方法とその装置であって、前記熱処理は、前記特定部分のみを誘導加熱する誘導加熱工程２０Ｐと、ついで行われる冷却工程３０とを含んでおり、前記誘導加熱工程２０Ｐが、第１段階の加熱２１と、該第１段階の加熱２１に続く加熱休止２２と、該加熱休止２２に続く第２段階の加熱２３とを有している、熱処理部材１の部分熱処理方法。部分熱処理は、部分焼入れに適用されてもよいし、部分焼もどしに適用されてもよいし、部分焼入れと部分焼もどしの両方に適用されてもよい。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱処理部材の特定部分のみを熱処理する部分熱処理方法であって、
前記熱処理は、前記特定部分のみを誘導加熱する誘導加熱工程と、ついで行われる冷却工程とを含んでおり、
前記誘導加熱工程が、第１段階の加熱と、該第１段階の加熱に続く加熱休止と、該加熱休止に続く第２段階の加熱を含んでいる、
熱処理部材の部分熱処理方法。
【請求項２】
前記第１段階の加熱の加熱出力は前記第２段階の加熱の加熱出力と等しいかそれよりも高く設定されている請求項１記載の熱処理部材の部分熱処理方法。
【請求項３】
前記熱処理部材の特定部分の加熱中、前記熱処理部材を固定する請求項１記載の熱処理部材の部分熱処理方法。
【請求項４】
１つの加熱コイルが１つの熱処理部材を加熱する請求項１記載の熱処理部材の部分熱処理方法。
【請求項５】
前記第１段階の加熱と前記第２段階の加熱を別個の加熱コイルを用いて行う請求項４記載の熱処理部材の部分熱処理方法。
【請求項６】
前記第１段階の加熱を行う加熱コイルと前記第２段階の加熱を行う加熱コイルが互いに異なる形状を有している請求項５記載の熱処理部材の部分熱処理方法。
【請求項７】
前記第１段階の加熱を行う加熱コイルと前記第２段階の加熱を行う加熱コイルは同一の形状を有している請求項５記載の熱処理部材の部分熱処理方法。
【請求項８】
前記第１段階の加熱と前記第２段階の加熱を同じ加熱コイルを用いて行う請求項４記載の熱処理部材の部分熱処理方法。
【請求項９】
１つの加熱コイルが熱処理部材を２つ加熱する請求項１記載の熱処理部材の部分熱処理方法。
【請求項１０】
前記冷却工程では、前記熱処理部材の全体を冷却液槽内の冷却液中の定位置に浸漬して静止させる請求項１記載の熱処理部材の部分熱処理方法。
【請求項１１】
前記冷却工程では、噴射ジャケットより流出する冷却液流を前記特定部分に噴射する請求項１記載の熱処理部材の部分熱処理方法。
【請求項１２】
前記熱処理部材が無限軌道帯用リンクである請求項１記載の熱処理部材の部分熱処理方法。
【請求項１３】
前記特定部分が前記リンクのローラー踏面部である請求項１２記載の熱処理部材の部分熱処理方法。
【請求項１４】
前記熱処理が部分焼入れである請求項１記載の熱処理部材の部分熱処理方法。
【請求項１５】
前記熱処理が部分焼もどしである請求項１記載の熱処理部材の部分熱処理方法。
【請求項１６】
前記熱処理が部分焼入れと部分焼もどしである請求項１記載の熱処理部材の部分熱処理方法。
【請求項１７】
熱処理部材の特定部分のみを熱処理する部分熱処理装置であって、
前記特定部分のみを誘導加熱する誘導加熱装置と、前記特定部分が加熱された熱処理部材を冷却する冷却装置とを含んでおり、
前記誘導加熱装置が、第１段階の加熱、加熱休止、第２段階の加熱を順に行う１つ以上の加熱コイルを有している、
熱処理部材の部分熱処理装置。
【請求項１８】
前記第１段階の加熱の加熱出力を前記第２段階の加熱の加熱出力と等しいかそれ以上に設定可能である請求項１７記載の熱処理部材の部分熱処理装置。
【請求項１９】
前記熱処理部材の特定部分の加熱中、前記熱処理部材を固定するクランプ装置を備えている請求項１７記載の熱処理部材の部分熱処理装置。
【請求項２０】
１つの加熱コイルが１つの熱処理部材を加熱する請求項１７記載の熱処理部材の部分熱処理装置。
【請求項２１】
前記第１段階の加熱を行う加熱コイルと前記第２段階の加熱を行う加熱コイルが別個になっている請求項２０記載の熱処理部材の部分熱処理装置。
【請求項２２】
前記第１段階の加熱を行う加熱コイルと前記第２段階の加熱を行う加熱コイルが互いに異なる形状を有している請求項２１記載の熱処理部材の部分熱処理装置。
【請求項２３】
前記第１段階の加熱を行う加熱コイルと前記第２段階の加熱を行う加熱コイルが同一の形状を有している請求項２１記載の熱処理部材の部分熱処理装置。
【請求項２４】
前記第１段階の加熱を行う加熱コイルと前記第２段階の加熱を行う加熱コイルが同一である請求項２０記載の熱処理部材の部分熱処理装置。
【請求項２５】
１つの加熱コイルが熱処理部材を２つ加熱する請求項１７記載の熱処理部材の部分熱処理装置。
【請求項２６】
前記冷却装置が、搬送される前記熱処理部材を冷却液槽内の冷却液中の定位置に浸漬して静止させるローラーコンベヤーを備えている請求項１７記載の熱処理部材の部分熱処理装置。
【請求項２７】
前記冷却装置が、流出する冷却液流を前記特定部分に噴射する噴射ジャケットを備えている請求項１７記載の熱処理部材の部分熱処理装置。
【請求項２８】
前記熱処理部材が無限軌道帯用リンクである請求項１７記載の熱処理部材の部分熱処理装置。
【請求項２９】
前記特定部分が前記リンクのローラー踏面部である請求項２８記載の熱処理部材の部分熱処理装置。
【請求項３０】
前記熱処理が部分焼入れである請求項１７記載の熱処理部材の部分熱処理装置。
【請求項３１】
前記熱処理が部分焼もどしである請求項１７記載の熱処理部材の部分熱処理装置。
【請求項３２】
前記熱処理が部分焼入れと部分焼もどしである請求項１７記載の熱処理部材の部分熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱処理部材の部分熱処理方法とその装置に関する。
熱処理部材は、たとえば建設機械の無限軌道帯用リンクであり、その場合、部分熱処理される部分は、ローラー踏面部である。ただし、熱処理部材は、建設機械の無限軌道帯用リンクに限るものではない。
また、部分熱処理は、部分焼入れ、または部分焼もどし、または部分焼入れおよび部分焼もどしの何れかである。
【０００２】
【従来の技術】
鉄鋼部材は、圧延または鍛造または鋳造のままで使用されるものもあるが、耐摩耗性（硬さ）、強度、靱性が要求される部材は、熱処理が施される。このように、熱処理を施して使用される部材を「熱処理部材」という。
代表的な熱処理部材として、図１２に示す、油圧ショベルおよびブルドーザー等の建設機械の無限軌道帯に使用される履板２、リンク１、ピン３、ブッシュ４、およびブルドーザー等の建設機械および除雪機械に使用される刃先（図示せず）などがある。その他、各種産業機械に使用される機械構造用部品の多くは熱処理部材である。
無限軌道帯用リンクは、過酷な条件下で使用されるため、リンク全体として耐摩耗性、強度および靱性が要求される。また、建設機械の下部走行体のローラー（転輪、図示せず）との接触面領域である、リンク１のローラー踏面部１ａ（図１３、図１４）には、特に耐摩耗性が要求される。
【０００３】
これらの要求特性を備えるために、無限軌道帯用リンクは、以下の▲１▼〜▲５▼の工程により、▲１▼〜▲５▼の工程順で、製造されている。
▲１▼  中炭素合金鋼からなる素材を熱間鍛造してリンク形状のリンク素材とする。
▲２▼  熱間鍛造の残熱または再加熱でＡｃ３  変態点以上の温度になっている、リンク素材の全体を急冷して焼入れする。
▲３▼  焼入れしたリンク素材全体を高温焼もどしする。
▲４▼  高温焼もどししたリンク素材のローラ踏面部のみを誘導加熱焼入れする（いわゆる、部分焼入れ）。
▲５▼  リンク素材のローラ踏面部のみを誘導加熱により低温焼もどしする（いわゆる部分焼もどし）か、または、リンク素材全体を炉中にて低温焼もどしする。
なお、▲４▼、▲５▼の工程の前後で、他の部品と組み立てるために機械加工を実施する。
【０００４】
したがって、リンク素材には、▲２▼、▲３▼の第１段階の熱処理と、▲４▼、▲５▼の第２段階の熱処理との、２段階の熱処理が施される。第１段階の熱処理は、リンク全体に強度および靱性を付与するための熱処理であり、第２段階の熱処理は、リンクの一部分であるローラー踏面部に耐摩耗性を付与するための熱処理である。このように、２段階の熱処理を施す理由は、リンクの部位によって要求される機械的性質が異なるためである。ここで、第１段階の熱処理のようにリンク素材全体に施される熱処理を「全体熱処理」といい、第２段階の熱処理のようにリンク素材の一部分に施される熱処理を「部分熱処理」という。
【０００５】
本発明は、上記▲１▼〜▲５▼のリンクの製造工程のうち、部分熱処理工程に係るものである。すなわち、本発明は、
（ｉ）  ▲４▼の工程、すなわち、部分焼入れ工程と、▲５▼の工程、すなわち、部分焼もどし工程との両方の工程、または、
（ｉｉ）  ▲４▼の工程、すなわち、部分焼入れ工程、もしくは、
（ｉｉｉ）    ▲５▼の工程、すなわち、部分焼もどし工程、
の何れかに関するものである。
【０００６】
リンク素材の部分熱処理（▲４▼の部分焼入れ、▲５▼の部分焼もどし）には、従来、つぎの方法がある。
〔部分焼入れ〕
イ．  リンク素材全体を冷却液槽内の冷却液中に浸漬する方法
ロ．  冷却槽内でリンク素材を搬送しつつ、リンク素材のローラー踏面部のみに、大気中または液中にて、噴射ジャケットより冷却液を噴射する方法（ジェット冷却、たとえば特開昭５８−１６７７２７号公報）
ハ．  リンク素材のローラー踏面部のみに、大気中にて、高圧の空気により、冷却液を噴射する方法（高圧スプレー冷却）
〔部分焼もどし〕
ニ．  １工程の誘導加熱方法（たとえば、特開昭５７−５１５８３号公報）
ホ．  炉中加熱方法（たとえば、特開昭５７−５１５８３号公報における従来の技術の説明）
【０００７】
【特許文献１】
特開昭５８−１６７７２７号公報
【特許文献２】
特開昭５７−５１５８３号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の部分熱処理方法には、つぎの問題がある。
〔従来の部分焼入れ方法の問題点〕
イ．の方法では、リンク素材全体は常に冷却液に接触しているが、液流がないため、冷却能力が低く、また、冷却が不均一になりやすい。その結果、焼入れ硬さ不足（いわゆる、不完全焼入れ）、焼入れ硬さ不均一（いわゆる、焼むら）、焼割れ等の品質不良が発生しやすい。
ロ．の方法では、とくに液中噴射では、冷却液中をリンクが移動するので、冷却したい部位に冷却液流を噴射して効果的に冷却するのが困難である。また、リンクのような複雑な形状の部材の場合、冷却が不均一になりやすく、焼割れ等の品質不良が発生しやすい。
ハ．の方法では、高圧噴射装置、ワーククランパー、大容量液槽、大型カバーなどが必要になるため、設備が大型になり、設備製作コストおよび設備保全コストが高くなる。
〔従来の部分焼もどし方法の問題点〕
ニ．の方法では、特定部分の、表面と芯部との温度差が大きくなり、特定部分全体を均一な温度に加熱することが困難である。
ホ．の方法では、加熱時間が長くなるため、焼もどし工程がネックとなり、インラインによる一貫生産が非常に困難である。
【０００９】
本発明の目的は、従来の部分熱処理の上記問題点の１つ以上を解消できる、熱処理部材の部分熱処理方法（部分焼入れ方法、または部分焼もどし方法、または部分焼入れ方法と部分焼もどし方法の両方、の何れであってもよい）とその装置を提供することにある。
【００１０】
より具体的には、つぎの通りである。
本発明の第１の目的は、部分熱処理の加熱工程において、短時間の加熱で、特定部分を均一な温度に加熱することを可能とする、熱処理部材の部分熱処理方法とその装置を提供することにある。
本発明の第２の目的は、部分熱処理の冷却工程において、熱処理硬さ不足、熱処理硬さ不均一、および熱処理割れ等の品質不良の発生を防止し、かつ、設備関連コストの低減を可能とする、熱処理部材の部分熱処理方法とその装置を提供することにある。
本発明の第３の目的は、部分熱処理の加熱工程において、短時間の加熱で、特定部分を均一な温度に加熱することを可能とし、部分熱処理の冷却工程において、熱処理硬さ不足、熱処理硬さ不均一、および熱処理割れ等の品質不良の発生を防止し、かつ、設備関連コストの低減を可能とする、熱処理部材の部分熱処理方法とその装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的は以下の本発明によって達成される。
（１）  熱処理部材の特定部分のみを熱処理する部分熱処理方法であって、
前記熱処理は、前記特定部分のみを誘導加熱する誘導加熱工程と、ついで行われる冷却工程とを含んでおり、
前記誘導加熱工程が、第１段階の加熱と、該第１段階の加熱に続く加熱休止と、該加熱休止に続く第２段階の加熱を含んでいる、
熱処理部材の部分熱処理方法。
（２）  前記第１段階の加熱の加熱出力は前記第２段階の加熱の加熱出力と等しいかそれよりも高く設定されている（１）記載の熱処理部材の部分熱処理方法。
（３）  前記熱処理部材の特定部分の加熱中、前記熱処理部材を固定する（１）記載の熱処理部材の部分熱処理方法。
（４）  １つの加熱コイルが１つの熱処理部材を加熱する（１）記載の熱処理部材の部分熱処理方法。
（５）  前記第１段階の加熱と前記第２段階の加熱を別個の加熱コイルを用いて行う（４）記載の熱処理部材の部分熱処理方法。
（６）  前記第１段階の加熱を行う加熱コイルと前記第２段階の加熱を行う加熱コイルが互いに異なる形状を有している（５）記載の熱処理部材の部分熱処理方法。
（７）  前記第１段階の加熱を行う加熱コイルと前記第２段階の加熱を行う加熱コイルは同一の形状を有している（５）記載の熱処理部材の部分熱処理方法。
（８）  前記第１段階の加熱と前記第２段階の加熱を同じ加熱コイルを用いて行う（４）記載の熱処理部材の部分熱処理方法。
（９）  １つの加熱コイルが熱処理部材を２つ加熱する（１）記載の熱処理部材の部分熱処理方法。
（１０）  前記冷却工程では、前記熱処理部材の全体を冷却液槽内の冷却液中の定位置に浸漬して静止させる（１）記載の熱処理部材の部分熱処理方法。
（１１）  前記冷却工程では、噴射ジャケットより流出する冷却液流を前記特定部分に噴射する（１）記載の熱処理部材の部分熱処理方法。
（１２）  前記熱処理部材が無限軌道帯用リンクである（１）記載の熱処理部材の部分熱処理方法。
（１３）  前記特定部分が前記リンクのローラー踏面部である（１２）記載の熱処理部材の部分熱処理方法。
（１４）  前記熱処理が部分焼入れである（１）記載の熱処理部材の部分熱処理方法。
（１５）  前記熱処理が部分焼もどしである（１）記載の熱処理部材の部分熱処理方法。
（１６）  前記熱処理が部分焼入れと部分焼もどしである（１）記載の熱処理部材の部分熱処理方法。
（１７）  熱処理部材の特定部分のみを熱処理する部分熱処理装置であって、
前記特定部分のみを誘導加熱する誘導加熱装置と、前記特定部分が加熱された熱処理部材を冷却する冷却装置とを含んでおり、
前記誘導加熱装置が、第１段階の加熱、加熱休止、第２段階の加熱を順に行う１つ以上の加熱コイルを有している、
熱処理部材の部分熱処理装置。
（１８）  前記第１段階の加熱の加熱出力を前記第２段階の加熱の加熱出力と等しいかそれ以上に設定可能である（１７）記載の熱処理部材の部分熱処理装置。
（１９）  前記熱処理部材の特定部分の加熱中、前記熱処理部材を固定するクランプ装置を備えている（１７）記載の熱処理部材の部分熱処理装置。
（２０）  １つの加熱コイルが１つの熱処理部材を加熱する（１７）記載の熱処理部材の部分熱処理装置。
（２１）  前記第１段階の加熱を行う加熱コイルと前記第２段階の加熱を行う加熱コイルが別個になっている（２０）記載の熱処理部材の部分熱処理装置。
（２２）  前記第１段階の加熱を行う加熱コイルと前記第２段階の加熱を行う加熱コイルが互いに異なる形状を有している（２１）記載の熱処理部材の部分熱処理装置。
（２３）  前記第１段階の加熱を行う加熱コイルと前記第２段階の加熱を行う加熱コイルが同一の形状を有している（２１）記載の熱処理部材の部分熱処理装置。
（２４）  前記第１段階の加熱を行う加熱コイルと前記第２段階の加熱を行う加熱コイルが同一である（２０）記載の熱処理部材の部分熱処理装置。
（２５）  １つの加熱コイルが熱処理部材を２つ加熱する（１７）記載の熱処理部材の部分熱処理装置。
（２６）  前記冷却装置が、搬送される前記熱処理部材を冷却液槽内の冷却液中の定位置に浸漬して静止させるローラーコンベヤーを備えている（１７）記載の熱処理部材の部分熱処理装置。
（２７）  前記冷却装置が、流出する冷却液流を前記特定部分に噴射する噴射ジャケットを備えている（１７）記載の熱処理部材の部分熱処理装置。
（２８）  前記熱処理部材が無限軌道帯用リンクである（１７）記載の熱処理部材の部分熱処理装置。
（２９）  前記特定部分が前記リンクのローラー踏面部である（２８）記載の熱処理部材の部分熱処理装置。
（３０）  前記熱処理が部分焼入れである（１７）記載の熱処理部材の部分熱処理装置。
（３１）  前記熱処理が部分焼もどしである（１７）記載の熱処理部材の部分熱処理装置。
（３２）  前記熱処理が部分焼入れと部分焼もどしである（１７）記載の熱処理部材の部分熱処理装置。
【００１２】
上記（１）の部分熱処理方法および上記（１７）の部分熱処理装置では、加熱工程において、誘導加熱が２段階の加熱で行われ、１段目の加熱と２段目の加熱との間に加熱休止時間を設けたので、１段目の加熱で特定部分の表面に偏在した熱が芯部に伝導して表面と芯部との温度差が減少し、熱処理部材の特定部分全体を均一な温度に加熱することができる。
上記（２）の部分熱処理方法および上記（１８）の部分熱処理装置では、２段目の加熱は１段目の加熱と等しいかまたはそれより低い出力での加熱のため、表面と芯部との温度差がさらに減少し、その結果、熱処理部材の特定部分全体を均一な温度に加熱することができる。
上記（３）の部分熱処理方法および上記（１９）の部分熱処理装置では、熱処理部材の特定部分の加熱中、熱処理部材を固定するので、熱処理部材が加熱コイルに対して変位せず、特定部分を所定深さで所定温度に加熱することができる。
上記（４）〜（７）の部分熱処理方法および上記（２０）〜（２３）の部分熱処理装置では、ワークを第１段階の加熱の加熱コイル（第１加熱コイル）で加熱し、加熱休止中にワークを第２段階の加熱の加熱コイル（第２加熱コイル）に送り、ワークを第２加熱コイルで加熱するが、ワークを第２加熱コイルで加熱中につぎのワークを第１加熱コイルで加熱することができ、生産性の向上をはかることができる。
上記（８）の部分熱処理方法およびおよび上記（２４）の部分熱処理装置では、同じ（単一の）加熱コイルで、第１段階の加熱、加熱休止、第２段階の加熱を行うので、加熱コイルの数量が削減され、その結果、加熱コイルの製作費用が削減される。
上記（９）の部分熱処理方法および上記（２５）の部分熱処理装置では、ワークを１つの加熱コイルの上流部で加熱し、加熱休止中にワークを前記１つの加熱コイルの下流部に送り、ワークを加熱コイルの下流部で加熱するが、ワークを加熱コイルの下流部で加熱中につぎのワークを加熱コイルの上流部で加熱することができ、生産性を倍増することができる。
上記（１０）の部分熱処理方法および上記（２６）の部分熱処理装置では、とりわけ、冷却工程で、熱処理部材の全体を冷却液槽内の冷却液中の定位置に浸漬して静止させるので、特定部分を狙って冷却液を噴射でき、熱処理の品質を向上できる。また、ワーク搬送方向に熱処理装置がコンパクトになり、設備関連コストを低減することができる。
上記（１１）の部分熱処理方法および上記（２７）の部分熱処理装置では、とりわけ、冷却工程で、噴射ジャケットより流出する冷却液流を特定部分に噴射するので、十分な冷却能力が確保されるとともに、冷却が均一になり、熱処理の品質を向上できる。
上記（１２）、（１３）の部分熱処理方法および上記（２８）、（２９）の部分熱処理装置では、本発明を無限軌道帯用リンクのローラー踏面に適用して、機械的品質の向上をはかることができる。
上記（１４）〜（１６）の部分熱処理方法および上記（３０）〜（３２）の部分熱処理装置では、熱処理は、部分焼入れであってもよいし、部分焼もどしであってもよいし、部分焼入れと部分焼もどしの両方であってもよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の熱処理部材の部分熱処理方法とその装置を、図１〜図１４（図１２〜図１４は従来技術の説明と共用）を参照して説明する。
熱処理部材１として、建設機械の無限軌道帯用リンクを例にとる。ただし、熱処理部材は建設機械の無限軌道帯用リンクに限るものではない。また、熱処理部材１が建設機械の無限軌道帯用リンク１である場合、熱処理が施される特定部分１ａはローラー踏面部である。
【００１４】
まず、本発明の熱処理部材の部分熱処理方法を説明する。
図１に示すように、本発明の熱処理部材の部分熱処理方法は、熱処理部材１の特定部分１ａのみを熱処理する部分熱処理方法である。
本発明の熱処理部材の部分熱処理方法は、熱処理部材１の特定部分１ａのみを誘導加熱する誘導加熱工程２０と、ついで行われる冷却工程３０を含む。誘導加熱では、高周波誘導電流により特定部分１ａのみを局部的に加熱する。
誘導加熱工程２０において、本発明方法による誘導加熱工程に符号２０Ｐを付し、従来方法による誘導加熱工程に符号２０Ｃを付す。
【００１５】
本発明の誘導加熱工程２０Ｐは、第１段階の加熱２１と、該第１段階の加熱に続く加熱休止２２と、該加熱休止に続く第２段階の加熱２３を有している。すなわち、第１段階の加熱２１と第２段階の加熱２３との２段階の加熱の間に加熱休止（放熱時間）２２が設けられている。加熱休止（放熱時間）２２は約５〜１５秒程度である。本発明の２段階の加熱では、第１段階の加熱２１の加熱出力が第２段階の加熱２３の加熱出力と等しいかそれよりも高く設定されている。
【００１６】
第１段階の加熱２１で熱処理部材１の特定部分１ａを急速加熱し、ほぼ所定の温度まで上昇させる。第１段階の加熱２１の加熱終了後では、加熱コイル１１に近い熱処理部材１の特定部分１ａの表面近傍部の加熱温度は加熱コイル１１と離れている特定部分１ａの芯部の温度と比較して高くなっている。すなわち、第１段階の加熱２１の加熱終了後では、熱処理部材１には比較的大きな温度差を有する温度分布（温度ムラ）があり、特定部分１ａにおいても表面部と芯部とで温度差がある。
つぎに、第１段階の加熱２１と第２段階の加熱２３との間の加熱休止（放熱時間）２２において、特定部分１ａの表面近傍部から大気への熱放散と、特定部分１ａの表面部から特定部分１ａの芯部への熱伝導とにより、特定部分１ａにおける温度ムラが減少し、特定部分１ａを均熱化することができる。
さらに、第２段階の加熱２３で、第１段階の加熱２１の加熱に比べて加熱出力を同一もしくは低くし、かつ、加熱コイル１１の形状も均熱化しやすいコイル形状とすることで、熱処理部材１の特定部分１ａをより均熱化することができる。
【００１７】
２段加熱とその間の放熱時間により、従来存在した温度ムラがほとんどなくなり、焼入れ硬さや焼もどし硬さなど、製品の品質が安定する。また、加熱時間も各段（第１段階の加熱も第２段階の加熱もそれぞれ）３０〜６０秒程度と短く、加熱休止も約５〜１５秒程度と短く、炉加熱による焼もどしのような３〜４時間といった長時間の処理は不要となる。
【００１８】
図９に示すように、熱処理部材１の特定部分１ａの加熱中、熱処理部材１をクランプ装置１２によって固定する。また、加熱中、熱処理部材１は搬送されず、静止している。クランプによって、誘導加熱コイル（単に、加熱コイルともいう）１１と熱処理部材１との位置関係が固定され、特定部分１ａの安定した加熱が行われる。
【００１９】
誘導加熱においては、１つの加熱コイル１１が１つの熱処理部材１を加熱してもよいし（図５）、加熱コイル１１を長くしておいて１つの加熱コイル１１が２つの熱処理部材１を加熱してもよい（図６）。
【００２０】
１つの加熱コイル１１が１つの熱処理部材１を加熱する場合、第１段階の加熱２１と第２段階の加熱２３を別々の加熱コイル１１を用いて行ってもよい。その場合は、加熱コイル１１は２セットとなる（図５）。
【００２１】
第１段階の加熱２１と第２段階の加熱２３を別々の加熱コイル１１を用いて行う場合、第１段階の加熱２１で用いる加熱コイル１１（図７）と第２段階の加熱２３で用いる加熱コイル１１（図８）の形状が異なってもよいし、あるいは、第１段階の加熱２１で用いる加熱コイルと第２段階の加熱２３で用いる加熱コイルの形状が同じであってもよい。また、この場合は、熱処理部材１の、第１段階の加熱２１の加熱コイル１１（図７）から第２段階の加熱２２の加熱コイル１１への搬送（移動）時間が加熱休止時間（放熱時間）２２になる。
【００２２】
１つの加熱コイル１１が１つの熱処理部材１を加熱する場合、第１段階の加熱２１と第２段階の加熱２３を同一の（単一の）加熱コイル１１を用いて行ってもよい。その場合は、加熱コイル１１は１セットとなる。
加熱コイル１１が１セットの場合、ハード面で、１段目加熱用タイマー、放冷用タイマー、２段目加熱用タイマー、および、１段目加熱出力、２段目加熱出力をそれぞれ設定し、ソフト面で、それぞれを規定時間ずつ順に動作させる。ただし、この方法は、均熱化が同一加熱コイルで得られる場合にのみ適用される。
【００２３】
１つの加熱コイル１１が２つの熱処理部材１を加熱する場合は（図６）、熱処理部材１を１つの加熱コイル１１の上流部１１ａで加熱し、加熱休止２２中に熱処理部材１を加熱コイル１１の上流部１１ａから加熱コイル１１の下流部１１ｂに送り、熱処理部材１を加熱コイル１１の下流部１１ｂで加熱する。この場合は、当然のことながら、１段目の加熱出力と２段目の加熱出力は、同一である。また、１段目の加熱時間と２段目の加熱時間も同一である。さらに、ハード面、ソフト面で、加熱休止時間において、加熱電源が切れると同時にクランプ装置１２が解除されて熱処理部材１がコイル１１の上流部１１ａからコイル１１の下流部１１ｂへ移動し始め、熱処理部材１がコイル１１の下流部１１ｂの所定位置に到達すると同時にクランプ装置１２が作動して熱処理部材１をコイル１１の下流部１１ｂの所定位置に固定するとともに、加熱電源が入って第２段階の加熱２３が開始されるようにする。こうすることにより、熱処理部材１を加熱コイル１１の下流部１１ｂで加熱中につぎの熱処理部材１を加熱コイル１１の上流部１１ａで加熱することができ、生産性を倍増することができる。すなわち、同じ時間で２倍の数の熱処理部材１を処理することができる。
【００２４】
冷却工程３０では、とりわけ部分熱処理が部分焼入れの場合（ただし、部分熱処理が部分焼もどしの場合に適用してもよい）、図１０、図１１に示すように、加熱工程２０で特定部分１ａのみが所定温度以上に誘導加熱された熱処理部材１の全体を、冷却液槽５内の冷却液６中の定位置に浸漬して静止させたまま、噴射ジャケット７の噴射穴より流出する冷却液流８を特定部分１ａに噴射し、冷却する。
【００２５】
熱処理部材１が、冷却液槽５の上方位置にある該部材１を搬送するローラーコンベヤー９の一部のローラー１０の上に搬送されて来た時に、一部のローラー１０および噴射ジャケット７ごと熱処理部材１の全体を冷却液槽５内の冷却液６中に機械的に浸漬し、なおかつ、噴射ジャケット７より大量の冷却液を３方向（左右２方向および上方）から流出させて熱処理部材１の特定部分１ａに噴射し、浸漬および液流により冷却する。冷却が完了すると、熱処理部材１を一部のローラー１０および噴射ジャケット７ごと下降前の位置に上昇させ、ついで搬出する。冷却および搬入・搬出のすべての工程は、自動制御で行われる。
焼入れに用いる冷却液としては、水、水溶性焼入れ液、油等があり、いずれの冷却液を用いてもよい。コスト面および作業環境面からは、水を使用することが望ましい。
【００２６】
浸漬および液流により冷却することで、十分な冷却速度を確保するとともに、均一な冷却を確保する。冷却速度を十分確保することで、必要な品質（焼入れ硬さ、焼もどし硬さなど）が得られ、かつ、冷却速度を均一とすることで、焼割れ防止をはかることができる。また、熱処理部材１を冷却液槽５内の冷却液６中の定位置に静止させて冷却するので、熱処理部材１が冷却中に冷却液槽を移動する冷却方法に比べて、噴射ジャケット７と熱処理部材１の干渉がなくなり、噴射ジャケット７の噴射穴と熱処理部材１との間隔を短くとることができるようになるので、噴射液流の流れが弱まらず、十分な速度の液流を噴射することができ、高い冷却速度を確保することができるので、必要な品質が得られる。また、熱処理部材１を静止させて冷却するので、熱処理部材１が冷却中に冷却液槽を移動する冷却方法に比べて、冷却液槽５の、熱処理部材１の搬送方向の長さが短縮され、設備製作費、設備ランニングコストが低減する。
【００２７】
本発明の第１段階の加熱２１、加熱休止２２、第２段階の加熱２３の加熱工程２０Ｐを有する本発明の部分熱処理は、部分焼入れに適用されてもよいし（図３）、または部分焼もどしに適用されてもよいし（図２）、または部分焼入れおよび部分焼もどしの両方に適用されてもよい（図４）。
【００２８】
図２の本発明の部分熱処理方法（本発明の部分加熱２０Ｐが焼もどしの部分加熱に適用された場合）は、部分焼入れ工程１００と部分焼もどし工程２００とを有する。
部分焼入れ工程１００は、熱処理部材１の特定部分１ａのみをＡｃ３  変態点以上の温度に誘導加熱する工程２０Ｃと、特定部分のみがＡｃ３  変態点以上の温度に誘導加熱された熱処理部材１の全体を冷却液槽５内の冷却液６中の定位置に浸漬して静止させたまま、噴射ジャケット７の噴射穴より流出する冷却液流８を特定部分１ａに噴射する冷却工程３０を有する。
部分焼もどし工程２００は、熱処理部材１の特定部分１ａのみを大気中で約２００〜３００℃の温度に誘導加熱する誘導加熱工程２０Ｐと、冷却工程（強制冷却でも自然冷却であってもよい）３０を含む。この部分焼もどし工程の誘導加熱工程２０Ｐは、第１段階の加熱２１と、第１段階の加熱２１に続く加熱休止（放熱時間）２２と、該加熱休止２２に続く第２段階の加熱２３とを有する。
【００２９】
図３の本発明の部分熱処理方法（本発明の部分加熱２０Ｐが焼入れの部分加熱に適用された場合）は、部分焼入れ工程１００と部分焼もどし工程２００とを有する。
部分焼入れ工程１００は、熱処理部材１の特定部分１ａのみをＡｃ３  変態点以上の温度に誘導加熱する工程２０Ｐと、特定部分のみがＡｃ３  変態点以上の温度に誘導加熱された熱処理部材１の全体を冷却液槽５内の冷却液６中の定位置に浸漬して静止させたまま、噴射ジャケット７の噴射穴より流出する冷却液流８を特定部分１ａに噴射する冷却工程３０を有する。この部分焼入れ工程の誘導加熱工程２０Ｐは、第１段階の加熱２１と、第１段階の加熱２１に続く加熱休止（放熱時間）２２と、該加熱休止２２に続く第２段階の加熱２３とを有する。
部分焼もどし工程２００は、熱処理部材１の特定部分１ａのみを大気中で約２００〜３００℃の温度に誘導加熱する誘導加熱工程２０Ｃと、冷却工程（強制冷却でも自然冷却であってもよい）３０を含む。
【００３０】
図４の本発明の部分熱処理方法（本発明の部分加熱２０Ｐが焼入れの部分加熱と焼もどしの部分加熱の両方に適用された場合）は、部分焼入れ工程１００と部分焼もどし工程２００とを有する。
部分焼入れ工程１００は、熱処理部材１の特定部分１ａのみをＡｃ３  変態点以上の温度に誘導加熱する工程２０Ｐと、特定部分のみがＡｃ３  変態点以上の温度に誘導加熱された熱処理部材１の全体を冷却液槽５内の冷却液６中の定位置に浸漬して静止させたまま、噴射ジャケット７の噴射穴より流出する冷却液流８を特定部分１ａに噴射する冷却工程３０を有する。この部分焼入れ工程の誘導加熱工程２０Ｐは、第１段階の加熱２１と、第１段階の加熱２１に続く加熱休止（放熱時間）２２と、該加熱休止２２に続く第２段階の加熱２３とを有する。
部分焼もどし工程２００は、熱処理部材１の特定部分１ａのみを大気中で約２００〜３００℃の温度に誘導加熱する誘導加熱工程２０Ｐと、冷却工程（強制冷却でも自然冷却であってもよい）３０を含む。この部分焼もどし工程の誘導加熱工程２０Ｐは、第１段階の加熱２１と、第１段階の加熱２１に続く加熱休止（放熱時間）２２と、該加熱休止２２に続く第２段階の加熱２３とを有する。
【００３１】
つぎに、上記の部分熱処理方法を実施する、本発明の部分熱処理装置を、図５〜図１４を参照して説明する。
本発明の部分熱処理装置は、熱処理部材１の特定部分１ａのみを熱処理する部分熱処理装置であって、特定部分１ａのみを誘導加熱する誘導加熱装置（誘導加熱コイル１１を含む）と、特定部分１ａが加熱された熱処理部材１を冷却する冷却装置５〜１０とを含んでいる。誘導加熱装置は、第１段階の加熱２１、加熱休止２２、第２段階の加熱２３を順に行う１つ以上の加熱コイル１１を有している。
【００３２】
第１段階の加熱２１の加熱出力は第２段階の加熱２３の加熱出力と同一もしくはそれ以上に設定可能である。
部分熱処理装置は、熱処理部材１の特定部分１ａの加熱中、熱処理部材１を固定するクランプ装置１２を備えている。
１つの加熱コイル１１が１つの熱処理部材１を加熱してもよい（図５）。
１つの加熱コイル１１が１つの熱処理部材１を加熱する場合は、第１段階の加熱２１を行う加熱コイル１１と第２段階の加熱２３を行う加熱コイル１１は別々の加熱コイルであってもよいし、同じ（単一の）加熱コイル１１であってもよい。
第１段階の加熱２１を行う加熱コイル１１と第２段階の加熱２３を行う加熱コイル１１が別個の加熱コイルである場合は、第１段階の加熱２１を行う加熱コイル１１と第２段階の加熱２３を行う加熱コイル１１が互いに異なる形状を有していてもよいし、同一の形状を有していてもよい。
１つの加熱コイル１１が熱処理部材１を２つ加熱するものであってもよい（図６）。
【００３３】
冷却装置は、搬送される熱処理部材１を冷却液槽５内の冷却液６中の定位置に浸漬して静止させるローラーコンベヤー１０を備えている。
冷却装置は、流出する冷却液流８を熱処理部材１の特定部分１ａに噴射する噴射ジャケット７を備えている。
熱処理部材１は、たとえば、無限軌道帯用リンクである。熱処理部材１が無限軌道帯用リンクである場合、特定部分１ａはリンクのローラー踏面部である。
部分熱処理は、部分焼入れであってもよいし、部分焼もどしであってもよいし、部分焼入れと部分焼もどしの両方であってもよい。
【００３４】
【発明の効果】
請求項１の部分熱処理方法および請求項１７の部分熱処理装置によれば、加熱工程において、誘導加熱が２段階の加熱で行われ、１段目の加熱と２段目の加熱との間に加熱休止時間を設けたので、熱処理部材の特定部分全体を均一な温度に加熱することができる。
請求項２の部分熱処理方法および請求項１８の部分熱処理装置によれば、２段目の加熱は１段目の加熱と同一またはそれより低い出力での加熱のため、熱処理部材の特定部分全体を均一な温度に加熱することができる。
請求項３の部分熱処理方法および請求項１９の部分熱処理装置によれば、加熱中、熱処理部材を固定するので、特定部分を所定深さで所定温度に加熱でき、熱処理部材の品質が向上する。
請求項４〜７の部分熱処理方法および請求項２０〜２３の部分熱処理装置によれば、生産性を高めることができる。
請求項８の部分熱処理方法および請求項２４の部分熱処理装置によれば、加熱コイルの数量が削減され、その結果、加熱コイルの製作費用が削減される。
請求項９の部分熱処理方法および請求項２５の部分熱処理装置によれば、生産性を倍増することができる。
請求項１０の部分熱処理方法および請求項２６の部分熱処理装置によれば、冷却工程で、熱処理部材の全体を冷却液槽内の冷却液中の定位置に浸漬して静止させるので、特定部分を狙って噴射でき、熱処理の品質の向上をはかることができる。また、ワーク搬送方向に熱処理装置がコンパクトになり、設備関連コストを低減することができる。
請求項１１の部分熱処理方法および請求項２７の部分熱処理装置によれば、とりわけ、焼入れ冷却工程で、噴射ジャケットより流出する冷却液流を特定部分に噴射するので、十分な冷却能力が確保されるとともに、冷却が均一になる。
請求項１２、１３の部分熱処理方法および請求項２８、２９の部分熱処理装置によれば、本発明を無限軌道帯用リンクのローラー踏面に適用することにより、機械的品質の向上をはかることができる。
請求項１４〜１６の部分熱処理方法および請求項３０〜３２の部分熱処理装置によれば、熱処理は、部分焼入れであってもよいし、部分焼もどしであってもよいし、部分焼入れと部分焼もどしの両方であってもよく、適用の自由度が高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の熱処理部材の部分熱処理方法の工程図である。
【図２】本発明の熱処理部材の部分熱処理方法を、部分焼もどしに適用した場合の工程図である。
【図３】本発明の熱処理部材の部分熱処理方法を、部分焼入れに適用した場合の工程図である。
【図４】本発明の熱処理部材の部分熱処理方法を、部分焼入れと部分焼もどしの両方に適用した場合の工程図である。
【図５】本発明の熱処理部材の部分熱処理方法とその装置において、１つの加熱コイルで１つの熱処理部材を加熱する場合の加熱コイルの配置図（側面図）である。
【図６】本発明の熱処理部材の部分熱処理方法とその装置において、長めの１つの加熱コイルで２つの熱処理部材を加熱する場合の加熱コイルの配置図（側面図）である。
【図７】本発明の熱処理部材の部分熱処理方法とその装置において、焼もどしに係る部分の、第１段階の加熱の加熱コイルの断面図である。
【図８】本発明の熱処理部材の部分熱処理方法とその装置において、焼もどしに係る部分の、第２段階の加熱の加熱コイルの断面図である。
【図９】本発明の熱処理部材の部分熱処理方法とその装置において、クランプ装置と加熱コイルの平面図（上から見た図）である。
【図１０】本発明の熱処理部材の部分熱処理方法とその装置の、冷却（図は焼入れの冷却の場合を示す）に係る部分の断面図である。
【図１１】図１０の部分の横断面図である。
【図１２】建設機械の無限軌道帯の一部の斜視図である。
【図１３】図１２のうちリンクの正面図である。
【図１４】図１２のうちリンクの側面図である。
【符号の説明】
１  熱処理部材（たとえば、建設機械の無限軌道帯用リンク）
１ａ  特定部分（たとえば、建設機械の無限軌道帯用リンクのローラー踏面部）
５  冷却液槽
６  冷却液
７  噴射ジャケット
８  冷却液流
９  ローラーコンベヤー
１０  一部のローラー
１１  加熱コイル
１２  クランプ装置
２０  誘導加熱工程
２０Ｐ  第１段階の加熱、加熱休止、第２段階の加熱を有する本発明の誘導加熱工程
２０Ｃ  一般の加熱工程
２１  第１段階の加熱
２２  加熱休止
２３  第２段階の加熱
３０  冷却工程
１００  部分焼入れ工程
２００  部分焼もどし工程
【図１】
2004218064.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004218064.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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