(57)【要約】【課題】高周波誘導加熱を利用して、任意の硬化層深さまでの硬化層を精度良く形成する熱処理を提供する。【解決手段】軸対称形状の鋼からなる被熱処理品を高周波誘導加熱によって加熱して表面の硬化層深さを調整した後で焼入れを行う高周波誘導加熱方法である。加熱によって、硬化層が必要とされる深さｘ１［ｍｍ］においてＡ１点を越えてから、さらに下記（１）式を満足する時間ｔ１となるまで加熱した後に、加熱を終了して焼入れを行う。【数１】2009203498.tif 000009ただし、Ｔ：被熱処理品の位置ｘ１における絶対温度［Ｋ］、ｔ：被熱処理品の位置ｘ１においてＡ１点を超えてからの時間［ｓｅｃ］、Ａ：補正定数（１０〜２０）【選択図】        図１
2009203498.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼からなる被熱処理品を高周波誘導加熱によって加熱して表面の硬化層深さを調整した後で焼入れを行う高周波誘導加熱方法において、
加熱によって、硬化層が必要とされる深さｘ１［ｍｍ］においてＡ１点を越えてから、さらに下記（１）式を満足する時間ｔ１となるまで加熱した後に、加熱を終了して焼入れを行うことを特徴とする高周波誘導加熱方法。
【数１】
2009203498.tif 000007
ただし、
Ｔ  ：被熱処理品の位置ｘ１における絶対温度［Ｋ］
ｔ  ：被熱処理品の位置ｘ１においてＡ１点を超えてからの時間［ｓｅｃ］
Ａ  ：補正定数
【請求項２】
上記被熱処理品は軸対称形状の被熱処理品であり、
誘導加熱コイルを、被熱処理品の軸方向及び周方向に複数配置すると共に各コイルの出力を個別に調整可能に設定し、上記被熱処理品を軸回転させながら加熱を行い、熱処理中の表面から予測される温度分布から、被熱処理品内部の必要とされる深さｘ１［ｍｍ］において、（１）式を満足するＡ１点を超えてからの最小の加熱時間ｔ１を求め、
必要とされる深さｘ１［ｍｍ］でＡ１点を超えてから上記加熱時間ｔ１を経過したと判定すると加熱を終了し、その後に冷媒を被熱処理品に噴射冷却して焼入れを行うことを特徴とする請求項１に記載した高周波誘導加熱方法。
【請求項３】
上記加熱は、被熱処理品の硬化層を形成する表面が目標とする焼入れ温度まで加熱した後は、表面温度をその焼入れ温度に保持するように各誘導加熱コイルの出力を調整することを特徴とする請求項２に記載した高周波誘導加熱方法。
【請求項４】
軸対称形状の鋼からなる被熱処理品を高周波誘導加熱で加熱する加熱装置であって、
上記被熱処理品を軸回転可能に支持する支持装置と、
それぞれが被熱処理品における硬化層を形成する表面に対向配置して、当該被熱処理品の軸方向及び周方向に沿って複数個配置する複数の誘導加熱コイルと、
上記誘導加熱コイルに個別に高周波電力を出力する電源装置と、
上記被熱処理品の複数箇所の温度を検出する温度検出手段と、
被熱処理品に向けて冷媒を噴射可能な冷却手段と、
上記温度検出手段の検出値に基づき上記各誘導加熱コイルに供給する高周波電力を個別に調整して誘導加熱を制御するコントローラと、を備え、
上記加熱は、被熱処理品を軸回転させながら実施され、
上記コントローラは、温度検出手段の検出値に基づき、熱処理中の上記表面温度から予測される温度分布から、被熱処理品内部の必要とされる深さｘ１［ｍｍ］において、（１）式を満足するＡ１点を超えてからの最小の加熱時間ｔ１を算出し、
温度検出手段の検出値に基づき必要とされる深さｘ１［ｍｍ］でＡ１点を超えたと判定したら、その判定後さらに加熱時間ｔ１だけ経過後に加熱を終了し、冷却手段による冷媒に噴射による焼入れに移行させることを特徴とする加熱装置。
【数２】
2009203498.tif 000008
ただし、
Ｔ  ：被熱処理品の位置ｘ１における絶対温度［Ｋ］
ｔ  ：被熱処理品の位置ｘ１においてＡ１点を超えてからの時間［ｓｅｃ］
Ａ  ：補正定数
【請求項５】
外輪、内輪、転動体の少なくとも一つの軸受部品を上記被熱処理品として、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載した高周波誘導加熱方法で熱処理を施したことを特徴とする軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼製の部品、特に軸受部品に好適な高周波誘導加熱による熱処理方法、及びそれに使用可能な加熱装置、その熱処理を施した軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
誘導加熱による熱処理は、低コスト・低熱処理変形、短時間でクリーンな熱処理が可能であるとして、ギアやシャフト類をはじめとして多くの鋼からなる機械部品に適用されている。
しかし、軸受の分野においては、誘導加熱による熱処理は、車軸支持用軸受など限定された用途でのみ使用されてきている。限定の理由は、同じ形式で、ある程度の数量が生産される必要があるためであった。そしてそれは、一つの誘導加熱コイルは、特定の形状の被熱処理品専用に設計・作製され、誘導加熱コイルと被熱処理品の位置、出力、加熱時間は固定して熱処理するという方式であるためである。
【０００３】
また、現在、風車減速機や鉄鋼圧延機で用いられるような大型・超大型軸受において、靭性や特に長寿命が要求される場合では、軸受鋼ではなく浸炭鋼が用いられ、これに長時間の浸炭あるいは浸炭窒化を施して硬化層を形成している。
このような浸炭軸受は、心部硬度が低く靭性を高めることができるといった利点がある。しかし浸炭あるいは浸炭窒化処理で必要な硬化層深さを表面に得るためには、非常に長時間の熱処理が必要であることから、熱処理歪も大変に大きなものとなっている。こうした点について、生産性とコストの両面で向上させる方法が求められている。
【０００４】
一方、誘導加熱によって大型の機械部品を熱処理する方法も模索されてきている。大径薄肉であるほど大きくなるリングについて、熱処理変形を抑制して表面焼入れする技術として特許文献１に記載のものがある。また、特許文献２や特許文献３に記載のように、リング状の被熱処理品に対して、Ｕ字型や馬蹄形といった形状のコイルで加熱する方法がある。この場合は全体を均一に加熱し、ずぶ焼きすることになる。また、特許文献４に記載の方法では、ずぶ焼きの品質を高めるために、複数点で温度を測定し、その温度差が小さくなった時点で焼入を行う技術が示されている。更に、特許文献５の方法では、さらにずぶ焼きの品質を高めるために、加熱部から離れた位置の温度から炭素の拡散長を計算し、十分に炭素がマトリックス中に溶け込んだ時点で焼入れするという方法を取っている。
【特許文献１】特開平１１−１４０５４３号公報
【特許文献２】特開２００５−３２５４０９号公報
【特許文献３】特開２００６−１７９３５９号公報
【特許文献４】特開２００５−３１０６４５号公報
【特許文献５】特開２００６−１５２４２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
大型肉厚の被熱処理品を、誘導加熱を利用して、重荷重に耐えるような深さまで焼入することができれば、生産性を大幅に向上させることができる。また任意の深さまで焼入れすることで、最も優れた強度と靭性のバランスを実現することができる。
しかし、上記従来技術では、高周波誘導加熱を利用して、任意の硬化層深さまでの硬化層を精度良く形成する熱処理方法について開示がない。
本発明は、このような点について着目してなされたもので、高周波誘導加熱を利用して、任意の硬化層深さまでの硬化層を精度良く形成する熱処理を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のうち請求項１に記載した発明は、鋼からなる被熱処理品を高周波誘導加熱によって加熱して表面の硬化層深さを調整した後で焼入れを行う高周波誘導加熱方法において、
加熱によって、硬化層が必要とされる深さｘ１［ｍｍ］においてＡ１点を越えてから、さらに下記（１）式を満足する時間ｔ１となるまで加熱した後に、加熱を終了して焼入れを行うことを特徴とするものである。
【０００７】
【数３】
2009203498.tif 000003
【０００８】
ただし、
Ｔ  ：被熱処理品の位置ｘ１における絶対温度［Ｋ］
ｔ  ：被熱処理品の位置ｘ１においてＡ１点を超えてからの時間［ｓｅｃ］
Ａ  ：補正定数
次に、請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した構成に対し、上記被熱処理品は軸対称形状の被熱処理品であり、誘導加熱コイルを、被熱処理品の軸方向及び周方向に複数配置すると共に各コイルの出力を個別に調整可能に設定し、上記被熱処理品を軸回転させながら加熱を行い、熱処理中の表面から予測される温度分布から、被熱処理品内部の必要とされる深さｘ１［ｍｍ］において、（１）式を満足するＡ１点を超えてからの最小の加熱時間ｔ１を求め、必要とされる深さｘ１［ｍｍ］でＡ１点を超えてから上記加熱時間ｔ１を経過したと判定すると加熱を終了し、その後に冷媒を被熱処理品に噴射冷却して焼入れを行うことを特徴とするものである。
次に、請求項３に記載した発明は、請求項２に記載した構成に対し、上記加熱は、被熱処理品の硬化層を形成する表面が目標とする焼入れ温度まで加熱した後は、表面温度をその焼入れ温度に保持するように各誘導加熱コイルの出力を調整することを特徴とするものである。
【０００９】
次に、請求項４に記載した発明は、軸対称形状の鋼からなる被熱処理品を高周波誘導加熱で加熱する加熱装置であって、
上記被熱処理品を軸回転可能に支持する支持装置と、それぞれが被熱処理品における硬化層を形成する表面に対向配置して、当該被熱処理品の軸方向及び周方向に沿って複数個配置する複数の誘導加熱コイルと、上記誘導加熱コイルに個別に高周波電力を出力する電源装置と、上記被熱処理品の複数箇所の温度を検出する温度検出手段と、被熱処理品に向けて冷媒を噴射可能な冷却手段と、上記温度検出手段の検出値に基づき上記各誘導加熱コイルに供給する高周波電力を個別に調整して誘導加熱を制御するコントローラと、を備え、
上記加熱は、被熱処理品を軸回転させながら実施され、上記コントローラは、温度検出手段の検出値に基づき、熱処理中の上記表面温度から予測される温度分布から、被熱処理品内部の必要とされる深さｘ１［ｍｍ］において、（１）式を満足するＡ１点を超えてからの最小の加熱時間ｔ１を算出し、
温度検出手段の検出値に基づき必要とされる深さｘ１［ｍｍ］でＡ１点を超えたと判定したら、その判定後さらに加熱時間ｔ１だけ経過後に加熱を終了し、冷却手段による冷媒に噴射による焼入れに移行させることを特徴とする加熱装置を提供するものである。
【００１０】
【数４】
2009203498.tif 000004
【００１１】
ただし、
Ｔ  ：被熱処理品の位置ｘ１における絶対温度［Ｋ］
ｔ  ：被熱処理品の位置ｘ１においてＡ１点を超えてからの時間［ｓｅｃ］
Ａ  ：補正定数
次に、請求項５に記載した発明は、外輪、内輪、転動体の少なくとも一つの軸受部品を上記被熱処理品として、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載した高周波誘導加熱方法で熱処理を施したことを特徴とする軸受を提供するものである。
【００１２】
例えば、加熱は、まず被熱処理品表面が所定の温度に達するまで加熱を行う。所定の焼入温度Ｔ１に達した後は、表面においてその温度を保つだけの熱量を加え続け、心部へと伝熱させてゆく。十分にγマトリクス中に炭素の移動が起こった時に、十分な熱処理品質を得ることができると考えられる。目標の焼入深さｘ１［ｍｍ］における炭素の移動距離は、（１）式で表されると想定される。つまり、目標焼入深さで式１が満足した時点で、焼入を開始することで、任意の深さで十分な熱処理品質を得ることができる（後述の実施例を参照）。
【００１３】
また、誘導加熱する表面から深さ方向の必要とされる位置ｘ１において、加熱開始から加熱終了までにいたる温度を計算により求める。すなわち、被熱処理品に加える熱量や表面温度の計測値などから、伝熱計算などによって、目的とする深さ位置ｘ１での温度は推定可能である。
また、補正定数Ａは、鋼の組織状態等による加熱による硬化変化速度の違いを補正する定数である。例えば、鋼の組織状態（球状化状態、パーライト、調質）によって設定され、１０〜２０の値をとる。例えば、この値は、経験値や実験などによって特定する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、高周波誘導加熱を利用して、短時間で任意の硬化層深さまでの硬化層を精度良く形成する熱処理を提供することが可能となる。
特に、硬化層の深さを適切に調整して、芯部に硬度が低く靭性を有する部分を確実に残して、表面硬度と靭性のバランスの適正化が要請されるような、軌道輪などの部品への適用に効果的である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に、本発明の実施形態をついて図面を参照しつつ説明する。
図１は、本実施形態に係る加熱装置の配置構成についての一例を示す被熱処理品の軸方向から見た模式図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。
なお、本実施形態では、軸受部品である内輪を被熱処理品（ワーク１）として、その外径面の表層に必要とされる深さｘ１まで焼入れを行うことで、硬化層を形成する場合を例示する。
【００１６】
図１に示すように、内輪からなるワーク１を固定支持する支持装置２と、ワーク１の外径面に対向配置する複数の誘導加熱コイル３と、その複数の誘導加熱コイル３に個別に高周波電力を供給する電源装置４と、ワーク１の外径面の温度を測定する温度検出手段５と、ワーク１外径面に向けて冷媒を噴射する冷却手段７と、上記温度検出手段５の検出値に基づき上記各誘導加熱コイル３に供給する高周波電力を個別に調整して誘導加熱を制御など加熱処理の制御をするコントローラ６と、を備える。
【００１７】
上記誘導加熱コイル３は、図１のように、周方向に沿って複数個分散して配置する。図１では、ワーク１の軸を挟んで２組の誘導加熱コイル３が配置されている。各組の誘導加熱コイル３は、図２に示すように、ワーク１の軸と平行に複数個並べて配置されている。図２では、３個並べる場合を例示しており、加熱範囲に隙間が無いように設定する。各組のコイル３を、ワーク１の軸方向に並ぶ複数のコイル３で構成することで、軸方向に沿ったそれぞれの場所に応じて入力電力を調整して温度分布を制御可能とするためである。これによって、軸方向に長さの異なる被被熱処理品や鍔状やテーパ状の形状の異なる被被熱処理品の熱処理により対応可能となる。また、誘導加熱コイル３を軸方向に分割することで、巨大な高周波電源を必要としなくなるためである。
【００１８】
ここで、各組の誘導加熱コイル３は、３個以上から構成されることが好ましい。すなわち、ワーク１の軸方向端部位置を加熱するコイル３と、ワーク１の中央部側を加熱するコイル３とは別コイル３であることが好ましい。軸方向中央部側よりも端部側の放熱が大きいことに対応して、より適切に対応可能とするためである。
また、コイル３は接線方向とラジアル方向の位置と角度が可変である。各コイル３の出力は軸方向の位置と角度が同じコイル３ごとに別個に制御できる。あるいは全く別個に制御できる。そして複数のコイル３をワーク１表面全体が加熱されるように配置する。
【００１９】
上記温度検出手段５は、例えば放射温度計で構成され、検出した温度信号をコントローラ６に出力する。この温度検出手段５は、図２に示すように、ワーク１の軸方向（幅方向）に沿って複数個配置されていて、ワーク１表面の軸方向に沿った温度分布制御をより精度良く可能となっている。
冷却手段７は、冷却空気などの冷媒をワーク１表面に向けて噴出する装置である。例えば、冷却手段７は、なるべく多くの面積をカバーできる冷却ジャケットで構成してワーク１の表面全体を一気に冷却可能に構成する。
支持装置２は、ワーク１の内径面に挿入されて当該ワーク１の内径面に当接するチャック部２ａと、そのチャック部２ａで支持したワーク１を軸回転させる駆動部２ｂとを備える。
【００２０】
次に、コントローラ６の処理について、図３を参照しつつ説明する。
コントローラ６は、処理開始信号を入力すると、まず、支持装置２を作動させてワーク１を当該支持装置２に固定させて、ワーク１を軸回転させる（ステップＳ１０）。
この状態で、電源装置４を作動させ各誘導加熱コイル３に個別に高周波電力を出力して誘導加熱を開始する（ステップＳ２０）。このとき、温度検出手段５からの検出信号に基づき、ワーク１表面の加熱が均一となるように各コイル３の出力を制御する。
【００２１】
加熱につれてワーク１の表面の温度が昇温する。そして、ワーク１表面温度が、目的とする焼入れ温度Ｔ１に達したか否かを判定し（ステップＳ３０）、表面温度が目標とする焼入れ温度Ｔ１に達したと判定した場合には、ワーク１の表面において、その温度を保つだけの熱量をワーク１に加え続けるように、各誘導加熱コイル３の出力を、温度検出手段５の検出信号を参照しつつ制御する（ステップＳ４０）。これによってワーク１の芯部に向けて伝熱されていく。
【００２２】
なお、上記加熱処理において、各温度検出手段５の検出値に数十度といった大きな差が生じないよう、各コイル３の出力を調整する。また、熱が逃げやすい端面では出力を上げ、また、コイル３の重なった部分で高温となる場合は全体の投入電力自体を絞る。
同期をとって、時間ごとの表面温度の履歴に基づき、ワーク１内部の温度勾配を推定して硬化層を形成するための必要とする深さｘ１での絶対温度Ｔを推定する。このような熱処理中の上記表面温度から予測される温度分布から、必要とされる深さｘ１でＡ１点を超える時間と、下記（１）式を満足する最小の加熱時間ｔ１を求める（ステップＳ５０）。
【００２３】
【数５】
2009203498.tif 000005
【００２４】
ただし、
Ｔ  ：被熱処理品の位置ｘ１における絶対温度［Ｋ］
ｔ  ：被熱処理品の位置ｘ１においてＡ１点を超えてからの時間［ｓｅｃ］
Ａ  ：補正定数
補正定数Ａは、鋼の組織状態（球状化状態、パーライト、調質）によって選定され、１０〜２０の値をとる。
そして、表面から必要とされる深さｘ１において、Ａ１点を超えたと判定すると、その判定後さらに加熱時間ｔ１だけ経過したか否かを判定し（ステップＳ６０）、加熱時間ｔ１だけ経過したと判定した場合には、コイル３への出力を停止して加熱を終了する（ステップＳ７０）。その後に、冷却装置に作動指令を出力してワーク１に冷媒を出力して焼入れを行う（ステップＳ８０）。
【００２５】
次に、その作用効果を説明する。
軸対称形状のワーク１を軸回転しながら誘導加熱することで、周方向に沿って均一に加熱することが出来る。また、軸方向に沿って複数のコイル３に分割して配置することで、軸方向に長さの異なる被被熱処理品や鍔状やテーパ状の形状の異なる被熱処理品であっても、軸方向にも均一に加熱することが可能となる。
このとき、ワーク１の温度を検出し、各コイル３の出力を調整することで、より精度良く加熱制御を行うことが可能となる。
また、目的とする必要とする深さ位置でＡ１点を超えてからの加熱時間ｔ１を上記（１）式に基づき算出することで、精度良く必要とする深さ位置まで硬化層を加熱することが可能となる。
【００２６】
また、軸方向に沿って誘導加熱コイル３を複数に分割することで、高周波電力を発生する電源装置４を大型化することを回避可能となる。
以上のことから、リング形状等の軸対称形状でかつ肉厚の部材の焼入れ処理が短時間で可能となり、生産性向上につながる。
具体的には、環状部材からなるワーク１の任意の深さｘ１まで十分に炭素が溶け込んで、その結果均質な焼入れ熱処理品質を得ることができる。
また、深く焼入れする必要の無い部分、たとえば軸受部材ならば外輪外径・内輪内径などは、任意の硬化層深さとすることができるので、浅く焼入れすることで靭性を向上させるといったことができる。
【００２７】
すなわち、本実施形態の加熱方法では、大型肉厚の被熱処理品を、重荷重に耐えるような必要な深さまで焼入することができるので、生産性を大幅に向上させることができる。また目的とする任意の深さまで精度良く焼入れすることで、最も優れた強度と靭性のバランスを実現することができる。一般に、軸受部品の場合には、芯部を焼入れせずに所定の靭性を持たせると共に転動体などの他の転動部品と摺接する表面を硬くする必要があるが、本実施形態を採用することにより、その強度と靭性のバランスを精度良く実現可能となる。
【００２８】
本実施形態の熱処理方法をとることで、肉厚が違う被熱処理品であったり、さまざまな形状の鋼製部材について、同じ加熱装置によって、均一かつ任意の深さまで硬化処理が可能となる。
ここで、上記実施形態では、被熱処理品として内輪を例示したが、これ限定されない。軸対称形状となっている軸受部品である外輪や転動体（ころ等）であっても良い。また、軸受部品に限定されず、軸部品などの機械部品であっても良い。
また、被熱処理品は、軸対称形状でなくても良い。
【００２９】
（変形例）
被熱処理品として内輪若しくは外輪である軌道輪について、転動体と摺接する軌道面側を上記（１）式に基づく時間だけ誘導加熱し、その後、軌道面とは反対側の面についても軌道面側よりも深さを浅く設定して上記（１）式に基づく時間だけ誘導加熱し、その後に冷却して焼入れを行う。
この場合には、軌道面側に深い硬化層が形成され、被軌道面側に浅い硬化層が形成され、その２つの硬化層の間の芯部に非硬化層が形成される。
【実施例】
【００３０】
被熱処理品である被熱処理品として、高炭素クロム軸受鋼からなる、断面形状が矩形で肉厚４０［ｍｍ］のリング形状の部品を対象として、上記実施形態で説明した加熱装置によって焼入れ処理を行った。
必要とする深さである、所定の焼入深さｘ１＝２０［ｍｍ］まで焼入熱処理を施す場合とする。また、定数Ａは、調質のため２０とした。
【００３１】
図４に、深さ方向でみた温度分布の変化を示す。横軸は、被熱処理品の外径面からの深さ方向の位置を、縦軸は、表層の温度から計算された温度を示している。そして、加熱処理の経過につれて（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）と変化することを示すものである。すなわち、図４（ａ）は加熱開始し、表面付近の発熱部だけが温度上昇している状態である。図４（ｂ）は表面がほぼ焼入時の温度に到達しており、ここからは表面がこの温度を維持するのに必要なだけの出力に各誘導加熱コイル３の出力を調整する。図４（ｃ）は、硬化層をつけたい深さｘ１がオーステナイト変態点を越えて、母相中に炭素の拡散が始まる状態である。図４（ｄ）は、さらに熱拡散が進み、オーステナイト変態点を越えた状態である。
【００３２】
また、上記（１）式の左辺を拡散パラメータＤと呼称した場合において、上記図４の（ａ）から（ｄ）の温度勾配の各時点で、深さ方向でみた拡散パラメータＤの分布を図５に示す。図５では、横軸に表面からの深さ位置をとり、縦軸に拡散パラメータＤをとる。
図５（ａ）においては、どの点も変態点Ａ１を越えていないので、拡散パラメータＤは全域でゼロである。  図５（ｂ）の時点では、表面のＡ１点を超えた領域では拡散パラメータＤが増加を始めている。図５（ｃ）の時点では、硬化層をつけたいｘ１［ｍｍ］の位置で、変態点Ａ１は越えているが、拡散パラメータＤはこれから増加が始まるところであり、この時点で焼き入れてもｘ１位置で十分な硬さを得ることはできない。図５（ｄ）では、ｘ１位置でもＤ＞２０００００という敷居を越えており、この時点で焼入を開始する。
続いて、必要とする深さｘ１位置に注目して説明する。
Ｘ１位置における温度変化と、Ｄの値を表１に示す。
【００３３】
【表１】
2009203498.tif 000006
今回の出力履歴における必要とされる深さｘ１での温度上昇は、図６に示されたパターンであった。すなわち、Ａ１変態点を越える２１秒後から拡散パラメータＤの増加が始まる。そして、このとき、必要とされる深さｘ１において、変態点Ａ１を越えたあとの時間と拡散パラメータＤとの関係は、図５に示すパターンとなっていた。図７によれば、Ａ１変態点を超えてから９秒後に拡散パラメータＤ＝２０００００を越えることが分かる。
以上から、上記加熱パターンにおいては、加熱開始から３０秒後にＤ＞２０００００を満たす。
以上のことに基づき、外径面からの必要とする深さｘ１＝２０［ｍｍ］とし、その深さｘ１での拡散パラメータＤ＝２０３３７２（＞２０００００）となった時点で焼入れを行った場合を実施例１とする。
【００３４】
この場合の表面の深さ方向での硬さの分布の結果を図８に示す。
更に、実施例２として、実施例１の加熱に引き続いて、内径面側も浅く（硬化層を２ｍｍ形成するように）加熱した後に、焼入処理した場合を示す。
この場合の表面の深さ方向での硬さの分布の結果を図９に示す。
一方、外径面からの必要とする深さｘ１＝２０［ｍｍ］とし、その深さｘ１での拡散パラメータＤ＜２０００００となった時点で焼入れを行った場合を比較例１とする。
【００３５】
この場合の表面の深さ方向での硬さの分布の結果を、図１０に示す。
ここで、２つの実施例および比較例ともに、４５３Ｋにて低温焼き戻しを行っている。
以上のことから、目的としている必要とする深さｘ１において、拡散パラメータＤ＞２０００００となるまで加熱することで、確実に必要とする深さｘ１まで硬化層を形成することが可能となることが分かる。これに対し、Ｄ＜２０００００で焼入した比較例では、目標の硬化層深さが得られていなかった。
【００３６】
ここで、実施例２の加熱方法は、軸受の軌道輪への適用に好適である。たとえばラジアル軸受においては内輪外径と外輪内径は、大きなせん断応力が加わるため、大きな硬化層深さが必要となる。反対に内輪内径や外輪外径は転動疲労を受けないため、深い硬化層は必要とされない。しかし、靭性という面を考えた場合、硬さの低い組織を軸受の中心部分により多く持っていた方がよい。そこで、実施例２のように、表面から中心近くまでの深い硬化層をつけたあと、裏面において浅い硬化層をつけることで、最大限の靭性をもった軸受を作るといったことも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に基づく実施形態に係る装置構成を示す模式図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】本発明に基づく第１実施形態に係るコントローラの処理例を示す図である。
【図４】表面からの温度勾配の変化を示す図である。
【図５】拡散パラメータＤの勾配変化を示す図である。
【図６】深さｘ１における電圧印加後の温度変化を示す図である。
【図７】深さｘ１における、変態後の拡散パラメータの変化を示す図である。
【図８】実施例１での深さと硬度との関係を示す図である。
【図９】実施例１での深さと硬度との関係を示す図である。
【図１０】従来例での深さと硬度との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１    ワーク（被加熱部品）
２    支持装置
３    誘導加熱コイル
４    電源装置
５    温度検出手段
６    コントローラ
７    冷却手段
Ａ    補正定数
Ｄ    拡散パラメータ
ｔ１  変態後の加熱時間
ｘ１  必要とされる深さ位置
【図１】
2009203498.tif 000010
【図２】
2009203498.tif 000011
【図３】
2009203498.tif 000012
【図４】
2009203498.tif 000013
【図５】
2009203498.tif 000014
【図６】
2009203498.tif 000015
【図７】
2009203498.tif 000016
【図８】
2009203498.tif 000017
【図９】
2009203498.tif 000018
【図１０】
2009203498.tif 000019