专利名称：履带轴套及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种用于建筑机械等的履带轴套及其制造方法，更详细的是涉及具有优越耐磨性、耐冲击疲劳性的油封式履带轴套以及以低成本生产的制造方法。
背景技术：
以往，建筑机械的履带51由如图26所示的各个部件组构成，尤其是履带轴套52，与传递最终减速装置的旋转运动的链轮轮齿噛合，具有使履带51转动的功能，因此对其外圆周面要求耐磨性，并且为了承受加在其上的负荷，而对其内圆周面要求强度和韧性。
并且，在如推土机那样的以高速行驶的履带上，为了防止履带销53与履带轴套52烧结，使用了在它们的间隙中含有润滑油的油封式履带，这时，不仅与链轮直接接触的外圆周面的耐磨性，而且如图27所示，在履带轴套的两端部平坦面(密封平坦部)61和防尘圈上必需要用润滑油密封，至少在轴套端面的密封平坦部61上的防尘圈62接触位置的范围(从外圆周面到壁厚的约1/2是磨损后的接触位置)必需用淬火充分地使其硬化。
为了满足这些必要特性，以往，在制造该履带轴套时，实施如下的方法。
①对表面硬化钢实施渗碳处理，在其内外圆周面及两端部形成高硬度的马氏体，并能确保耐磨性和强度及油密封性的方法(参照例如特公昭52-34806号公报)。
②在特公平3-69969号公报上公开了用含有提高淬火性元素的碳钢加工成形履带轴套，把整体淬火以后再只对该履带轴套的内圆周面用感应加热进行淬火，以此在其外圆周面、端面及内圆周面上形成硬化层，并在这些淬火了的硬化层之间形成高韧性的淬火回火的软化层，该软化层能与履带轴套两端面附近的内圆周面相连履带轴套的制造方法。并且，在特开2001-98326号公报上也公开了把履带轴套的整体壁厚淬火硬化，并只从其内圆周面施加感应淬火，且形成于壁厚中心部的淬火回火软化层与其两端面附近的内圆周面相连而形成的履带轴套的制造方法。
③另外，在特开平11-61264号公报和特开平11-236619号公报上公开了使用能用装具把履带轴套的内圆周面用冷却介质与外圆周面用冷却介质隔离的淬火装置，并把中碳钢的轴套材料一次淬火处理高频加热到可能的温度以上，在把内圆周面先冷却了规定时间后，再开始从外圆周面的冷却，或者一边用高频加热对外圆周面加热、一边进行内圆周面冷却，并在规定时间后停止对外圆周面加热，并进行外圆周面冷却的一系列淬火操作，从而从履带轴套的外圆周面及内圆周面朝向壁厚中心部形成淬火硬化层，具有在其两淬火硬化层之间残余软质的未淬火层的U字形圆滑的硬度分布，并且，形成从外圆周面的硬化层深度比从内圆周面的硬化层深度深、且用隔离装具的作用制造使端面部1/2以上的端面宽度硬化的具有优越耐磨性的油封式履带轴套的廉价制造方法。
但是，用上述①的渗碳法制作的履带轴套，因其端面部也被均匀地渗碳硬化，所以作为油封装用轴套的两端面部的耐磨性优良，但由于必须使用于提高外圆筒面耐磨性的渗碳硬化层深，所以就产生了需加长渗碳时间并因大量使用渗碳气体等而产生成本方面的问题。例如轴套的壁厚厚的大型履带轴套，由于从强度、耐磨性的观点出发、其必要硬化层深度更深，所以就有生产率降低和成本飞涨的问题。并且，在内外圆周面上因渗碳加热时间长会形成数十μm厚的晶间氧化层或不完全淬火层，从而产生容易使疲劳强度和耐冲击特性恶化的问题。
另一方面，用上述②的高频淬火法，与①的渗碳法相比虽然成本得到了改善，但需要把一次整体硬化了的履带轴套的内圆周面再淬火，所以产生了淬裂的发生等的很大的质量上的管理问题，并且还产生因难于对小直径的履带轴套的内圆周面进行高频淬火、及移动高频淬火等生产率的低下和需要二次以上的热处理工序所引起的无法降低成本的问题。
另外，在上述②的高频淬火法中，如特公昭63-16314号公报、特公平5-78745号公报所公开的，用从内圆周面的感应加热使外圆周面淬火的硬化层，在靠近其中心部附近回火，外圆周面淬火的硬化层的硬度容易向中心部软化，且产生不能充分改善外圆周面耐磨性的问题。
而且，在特开平6-247351号公报、特开平10-68023号公报上，公开了从履带轴套的外圆周面及内圆周面的两方、同时实施使履带轴套移动的移动式高频淬火，并至少不实施对与链轮噛合部位的内圆周面的高频淬火，提高履带轴套的强度的履带轴套及其制造方法，但与上述同样地，也有小直径的履带轴套的内径热处理困难、生产率低下的移动高频淬火、作为必须的两个高频加热用电源的设备投资高、由于内圆周面未淬火层是不足HRC35的铁素体和珠光体组织所以强韧性不足，并且，由于全般地对壁薄的履带轴套实施从内、外圆周面的同时冷却，所以易于穿透淬火，为了避免该现象而使外圆周面淬火硬化层变浅，因此履带轴套的耐磨寿命不足等的问题。
另外，在上述③的高频淬火方法中，不可完全避免在更薄壁、且小型的油封履带轴套端面部的淬火部分的不均衡或硬化层脱落，存在必须有最终检查工序的问题。
本发明，鉴于如此的问题点，主要目的在于提供一种在便宜的高频淬火技术的基础上，能确保油封式履带的油封性、确保对抗冲击的过严酷负荷的优越的韧性、改善耐磨性和耐磨寿命，并比①～③的方法更便宜的制造方法。
另外，本发明的目的还在于改善防止在随着建筑机械的大型化和高负荷化而成为问题的履带轴套与转动、摆动滑动的履带销的烧结性及从履带连杆脱出的方法。
发明内容
例如，在小直径的中小型推土机用的油封式履带轴套上，由于壁薄且端面部进行了用于压入履带连杆的端面加工，并在内圆周面侧上进行用于避免与履带销因挠曲的局部相碰的倒角加工，而使其端面部的平行面宽度极窄。因此，为了可靠地确保端面密封部硬化层，以及，为了防止在向履带连杆压入履带轴套时因卡住而造成的压入不良，必须将外圆周面压入端面加工部可靠地硬化。另外，为了确保该履带轴套的强度、韧性合耐磨性，至少在其外圆周面上形成HRC50以上的硬质马氏体组织的淬火硬化层，且在其壁厚内部形成HRC45以下的软质层，以此防止热处理时的淬裂。
在此，根据第1发明的履带轴套，以含碳量至少在0.35～1.2重量％范围的碳钢及/或低合金钢作为毛坯，并用一次整体加热和连续冷却操作在外圆周面、端面及内圆周面上形成硬化层，同时在这些淬火硬化层的中间形成以铁素体、珠光体和贝氏体中的一种以上或者由在这些组织中把晶状渗碳体分散形成的组织构成的软质的未淬火层。在该第1发明中，为了在壁厚薄的中小型履带轴套的壁厚部内部形成软质层，必需把所使用的钢材的淬火性限制得很窄，该钢材的采购就成问题，另外，在大型的履带轴套上，不能使外圆周面的淬火硬化层足够的深，故得不到足够的磨损寿命。
在此，根据第2发明的履带轴套，其特征在于所使用履带轴套毛坯的淬火特性，是把履带轴套整体加热到A3或Acm线以上的温度后，通过从内圆周面和外圆周面同时用水冷却，使整体壁厚穿透淬火硬度达到HRC45以上的钢材，并且，在把履带轴套整体加热以后的冷却操作中，使壁厚内部的冷却速度比同时冷却时的冷却速度缓慢而形成软质的未淬火层。
在最简单的整体淬火法中，其特征在于用把履带轴套的内圆周面、外圆周面和端面几乎同时开始冷却，并把在该冷却途中放慢壁厚内部的冷却速度的方法制造，并在该履带轴套全周面上连续形成以马氏体组织为母相的淬火硬化层(第3发明)。
另外，根据第4发明的履带轴套，其特征在于在把履带轴套整体加热后，用可以把内圆周面和外圆周面独立冷却的淬火装置，把内圆周面或外圆周面的任何一方先冷却，并在规定的时间后冷却全周围，或者，从在该先冷却中的相对面进行感应加热，并在规定时间后停止其感应加热，把感应加热面冷却，以此把壁厚内部的冷却速度更放慢地制造，并且，通过在该冷却过程中把外圆周面和端面同时冷却而形成外圆周面淬火硬化层和与该淬火硬化层相连的端面硬化层和在内圆周面上形成淬火硬化层，并且，壁厚内部的软化层与内圆周面相连。
在该第4发明中，通过从内圆周面先冷却而形成减少积蓄在履带轴套壁厚上的热量的状态，所以从外圆周面冷却的外圆周侧的冷却速度加快，且容易形成外圆周面淬火硬化层，因此即使是低淬火性钢材也可以获得充分的外圆周面淬火硬化层深度，可以利用便宜的钢材。并且，是一种用一系列的一次热处理使履带轴套两端面部淬火硬化的便宜的热处理。
另外，根据第5发明的履带轴套，其特征在于在上述第4发明的冷却过程中对内圆周面和端面同时冷却，从而形成内圆周面淬火硬化层和与其相连的端面硬化层和在内圆周面上形成淬火硬化层，并且，壁厚内部的软化层与外圆周面相连。
另外，在上述第4发明、第5发明中所述的内圆周面或内圆周面与端面的先冷却方法或者外圆周面或外圆周面与端面的先冷却方法的任何一种方法情况下，几乎都能达到相同的使壁厚内部的冷却速度变慢的效果，并且，表明了在从上述外圆周面的感应加热和从内圆周面的感应加热的任何一种情况下也都能达到几乎相同的目的。
另外，使与链轮噛合部位的壁厚比被压入履带连杆部位的壁厚还厚，以改善磨损寿命为目的所使用的带台阶履带轴套上的外圆周面淬火硬化层，由于其通常从外圆周面的位置形成规定的深度，故其改善磨损寿命的效果不充分，但根据上述第4发明、第5发明中所述的内圆周面先冷却后，再冷却外圆周面和在上述先冷却中进行感应加热的热处理方法，形成与内圆周面平行的外圆周面淬火硬化层深度，有效地产生了改善台阶履带轴套的磨损寿命的效果(第6发明)。
更具体地说明上述第1～6发明，则首先，根据第7发明的履带轴套，其特征在于在上述履带轴套上，在把其毛坯加热到A1或者A3相变温度以上的温度以后，使用以使该履带轴套的内圆周面冷却介质与外圆周面冷却介质相互不干涉的方式把隔离装具压在履带轴套的两端面部位，并可以独立地实施内圆周面冷却与外圆周面冷却的淬火装置，通过实施(1)几乎同时实施从内、外圆周面、端面的冷却，并在规定时间后中途停止对内圆周面冷却的一系列淬火操作，(2)进行将几乎同时实施的从内、外圆周面、端面的冷却在中途暂时停止一次以上并在规定时间后实施再冷却的一系列淬火操作等的在履带轴套壁厚中心部的冷却速度、比从内外圆周面的同时冷却时的冷却速度慢的淬火操作，以此形成连续相连的外圆周面淬火硬化层、两端面淬火硬化层及内圆周面淬火硬化层，并在其壁厚内部形成以铁素体、珠光体和贝氏体中的一种以上或者由在这些组织中把晶状渗碳体分散形成的组织构成的软质的未淬火层。
另外，根据第8发明的履带轴套，其特征在于在上述履带轴套上，使用以在把该毛坯加热到A1或者A3相变温度以上的温度以后、把使该履带轴套的内圆周面冷却介质与外圆周面冷却介质相互不干涉的方式把隔离装具压在轴套的两端面的内外圆周面侧部位，并可独立地实施内圆周面冷却与外圆周面冷却的淬火装置，通过实施(1)先实施从外圆周面及端面的冷却，并在规定时间后实施内圆周面的冷却的一系列淬火操作，(2)在上述(1)的一系列淬火操作中，把从外圆周面及端面的先冷却停止规定时间后实施再冷却的一系列淬火操作等的在履带轴套壁厚中心部的冷却速度、比从内外圆周面的同时冷却时的冷却速度慢的淬火操作，形成与外圆周面淬火硬化层相连的两端面淬火硬化层及内圆周面淬火硬化层，并在这些硬化层之间形成以铁素体、珠光体和贝氏体中的一种以上或者由在这些组织中把晶状渗碳体分散形成的组织构成的软质的未淬火层。
根据本发明，是一种高强度的履带轴套，其特征是，作为适合于履带轴套的钢材能更便宜，并且，由于能用把外圆周面及端面先冷却，或同时冷却的方法，所以其具有能可靠地形成与外圆周面相连的端面淬火硬化层的特征，并且，其在壁厚中心部具有未淬火软质层，且在内圆周面形成淬火硬化层，因此在内圆周面上可靠地形成具有压缩残余应力的高强度马氏体组织。
另外，根据第8发明的履带轴套，其特征在于在实施例如上述外圆周面先冷却、并在规定时间后内圆周面冷却的方法中，其可以用调整该时间的方法使其比外圆周面淬火硬化层深度从深到浅地调整内圆周面淬火硬化层深度，并用把该内圆周面淬火硬化层深度调整到履带轴套壁厚的5％～50％的方法提供更高强度的履带轴套。
另外，根据第9发明的履带轴套，其特征在于在上述履带轴套上，使用在把该毛坯整体加热到A1或者A3相变温度以上的温度以后，以使该履带轴套的内圆周面冷却介质与外圆周面冷却介质相互不干涉的方式把隔离装具压在轴套的两端面的外圆周面侧部位，并可独立地实施内圆周面冷却和外圆周面冷却的淬火装置，通过实施(1)先实施从内圆周面及端面的冷却，并在规定时间后实施从外圆周面的冷却的一系列淬火操作，(2)在上述(1)的一系列淬火操作中，把从外圆周面及端面的先冷却停止规定时间后实施再冷却的一系列淬火操作等的把履带轴套壁厚中心部的冷却速度设为比从内外圆周面的同时冷却时的冷却速度慢的淬火操作，形成与内圆周面淬火硬化层相连的两端面淬火硬化层及外圆周面淬火硬化层，并在这些硬化层之间形成以铁素体、珠光体和贝氏体中的一种以上或者由在这些组织中把晶状渗碳体分散形成的组织构成的软质的未淬火层。
本发明表明，其与上述第2发明相比，在使用同样淬火性钢材时可以使外圆周面硬化层更深，更有望磨损寿命的改善，并有望避开在往履带连杆压入时的压入开始位置。
另外，不管更大型、中小型，在推土机用履带轴套上，为了延长其磨损寿命，都有更深地形成外圆周面淬活硬化层的必要，根据第10发明的履带轴套，其特征在于在上述履带轴套上，使用可从该履带轴套毛坯的内圆周面进行高频加热并且以使该履带轴套的内圆周面冷却介质与外圆周面冷却介质相互不干涉的方式把隔离装具压在轴套的两端面的内圆周面侧部位、可独立地实施内圆周面冷却与外圆周面冷却的淬火装置，使一个以上的圆筒状履带轴套毛坯一边以圆筒轴心旋转一边从内圆周面侧通过高频感应加热、在把该履带轴套毛坯加热到A1或者A3相变温度以上的温度以后，一边继续高频加热一边先实施从外圆周面和端面的冷却，经过规定时间后，停止高频加热并实施从内圆周面的冷却的一系列淬火操作，以此形成外圆周面淬火硬化层和与其相连的两端面淬火硬化层及内圆周面淬火硬化层，并在这些硬化层之间存留以铁素体、珠光体和贝氏体中的一种以上或者由在这些组织中把晶状渗碳体分散形成的组织构成的软质的未淬火层。
另外，根据第11发明的履带轴套，其特征在于在上述履带轴套上，使用可从该履带轴套毛坯的内圆周面进行高频加热并且以使该履带轴套的内圆周面冷却介质与外圆周面冷却介质相互不干涉的方式把隔离装具压在轴套的两端面的外圆周面侧部位、并可独立地实施内圆周面冷却与外圆周面冷却的淬火装置，通过使一个以上的圆筒状履带轴套毛坯一边以圆筒轴心旋转一边从内圆周面侧进行高频感应加热，在至少把该履带轴套毛坯加热到A1或者A3相变温度以上的温度以后，一边继续高频加热一边先实施从外圆周面的冷却，经过规定时间后，停止高频加热并实施从内圆周面和端面的冷却的一系列淬火操作，以此形成内圆周面淬火硬化层和与其相连的两端面淬火硬化层及外圆周面淬火硬化层，并在这些硬化层之间残余以铁素体、珠光体和贝氏体中的一种以上或者由在这些组织中把晶状渗碳体分散形成的组织构成的软质的未淬火层。
并且，根据第12发明的履带轴套，其特征在于在上述履带轴套上，使用可从该履带轴套毛坯的外圆周面进行高频加热并且以使该履带轴套的内圆周面冷却介质与外圆周面冷却介质相互不干涉的方式把隔离装具压在轴套的两端面的内圆周面侧部位、可独立地实施内圆周面冷却与外圆周面冷却的淬火装置，通过使一个以上的圆筒状履带轴套毛坯一边以圆筒轴心旋转一边从外圆周面侧进行高频感应加热，至少把该履带轴套毛坯加热到A1或者A3相变温度以上的温度以后，一边继续高频加热一边先实施从内圆周面的冷却，在规定时间后停止加热外圆周面并实施从外圆周面和端面的冷却的一系列淬火操作，以此形成外圆周面淬火硬化层和与其相连的两端面淬火硬化层及内圆周面淬火硬化层，并在这些硬化层之间残余以铁素体、珠光体和贝氏体中的一种以上或者由在这些组织中把晶状渗碳体分散形成的组织构成的软质的未淬火层。
如特开平11-236619号公报所公开，使用把内圆周面和外圆周面的冷却介质分开、且把履带轴套两端面部的内圆周面的冷却延迟的装具的方法，如前所述其有不可完全避免的两端面部的淬火硬化不均匀或消失的问题，但本发明注意到，前面的两端面部的淬火硬化不均匀或消失，其原因是因内圆周面冷却过急引起隔离装具与履带轴套端面部形状在冷却时的变形而容易产生间隙，其用在与冷却两端面部无关联时暂时停止内圆周面冷却的方法防止冷却介质的泄漏并以此防止上述不良情况。
另外，根据第13发明的履带轴套，其特征在于在上述履带轴套上，使用可从该履带轴套毛坯的外圆周面进行高频加热并且以使该履带轴套的内圆周面冷却介质与外圆周面冷却介质相互不干涉的方式把隔离装具压在轴套的两端面的外圆周面侧部位、并可独立地实施内圆周面冷却与外圆周面冷却的淬火装置，通过使一个以上的圆筒状履带轴套毛坯一边以圆筒轴心旋转一边从其外圆周面侧进行高频感应加热，以此把该履带轴套毛坯加热到A1或者A3相变温度以上的温度以后，一边继续高频加热一边先实施从内圆周面和端面的冷却，并在规定时间后停止对外圆周面的加热并实施从外圆周面和端面的冷却的一系列淬火操作，以此形成内圆周面淬火硬化层和与其相连的两端面淬火硬化层及外圆周面淬火硬化层，并在这些硬化层之间残余以铁素体、珠光体和贝氏体中的一种以上或者由在这些组织中把晶状渗碳体分散形成的组织构成的软质的未淬火层。
另外，在上述第10～第13发明中，在实施从外圆周面或内圆周面的高频加热的任何一个方法中，例如，调整外圆周面高频电力和内圆周面先冷却时间或内圆周面高频电力和外圆周面先冷却时间，以此能自由地调整履带轴套外圆周面淬火硬化层，是一种对磨损寿命的改善极为有效的履带轴套。
另外，根据第14发明的履带轴套，其特征在于在上述第7～13发明中的一系列淬火操作中，暂时停止内圆周面及/或外圆周面的冷却，以此用从壁厚中心部的热扩散实施对内圆周面及/或外圆周面淬火层的回火，并且，用从外圆周面或内圆周面的高频加热使内圆周面或外圆周面淬火硬化层回火，也可以省略在另外工序上追加的回火处理。从确保履带轴套的磨损寿命的观点出发，把外圆周面淬火层深度调整为壁厚的30～80％，但有经验证明在把外圆周面淬火硬化达壁厚的70％以上时，履带轴套的耐冲击性开始恶化，并且，履带轴套的磨损界限被设计为壁厚的大致60％，所以最好把外圆周面淬火层的深度上限定为70％(第19发明)。
另外，例如，可以一边外圆周面高频加热一边调整内圆周面冷却时间，并把内圆周面淬火硬化层回火到HRC30～45以内，以此成为高韧性的履带轴套(第17发明)。另外，可以把其内圆周面淬火硬化深度调薄为履带轴套壁厚的～15％，并提供耐冲击的强度更优越的履带轴套。
另外，根据第15发明的履带轴套，其特征在于使用整体壁厚被穿透淬火的履带轴套毛坯，通过进行在从外圆周面的高频加热中把内圆周面冷却到不超过A1相变温度的适当温度范围并用从外圆周面和端面的冷却形成外圆周面硬化层和与该硬化层相连的端面淬火硬化层、及在内圆周面上形成回火马氏体硬化层，在上述外圆周面硬化层和内圆周面回火马氏体硬化层之间形成的软质层由铁素体、珠光体、贝氏体、马氏体及回火马氏体组织的一种以上构成，且软质层与端面部内侧和内圆周面相连。
根据本发明，不必更便宜地买作为适用于中小型履带轴套的钢材及只对小直径的内圆周面的高频淬火操作，只要做淬火容易的从外圆周面的高频淬火操作即可，易于实现自动化，并且在从外圆周面的高频加热时实施使内圆周面硬化层回火的内圆周面冷却，以此因无需高韧性且耐磨损所必需的把外圆周面及两端面硬化层回火处理而使用其高硬度，因此质量、经济上都理想。
另外，把壁厚整体淬火硬化的履带轴套从外圆周面重叠淬火硬化的热处理，如上所述被认为对淬裂敏感性高，但用冷却内圆周面、并一边确保内圆周面侧的强度一边高频加热外圆周面，及一边冷却内圆周面一边在外圆周面加热时充分地缓和加热温度梯度的方法可以防止淬裂。
但是，中大型推土机用的油封式履带轴套其壁厚更厚，由于用于把整体壁厚淬火硬化的钢材要求更多的合金元素，所以其价格贵，并用于整体热处理的热处理费用高。
鉴于此，根据第16发明的履带轴套，其特征在于用在内圆周面形成了淬火硬化层的履带轴套毛坯，在从外圆周面高频加热中进行内圆周面的冷却并通过从外圆周面的冷却形成外圆周面硬化层和与该硬化层相连的端面淬火硬化层，和在内圆周面上的回火马氏体硬化层，并在所述外圆周面硬化层和内圆周面回火马氏体硬化层之间形成的软质层由铁素体、珠光体、贝氏体、马氏体及回火马氏体组织的一种以上构成，且该软质层与端面部内侧和内圆周面相连。
在本发明中，在从外圆周面的高频加热时实施使内圆周面硬化层回火的内圆周面冷却，以此因无需高韧性且耐磨损所必需的把外圆周面及两端面硬化层回火处理而使用其高硬度，因此质量、经济上都理想。另外，本发明，由于在实施从外圆周面的高频淬火时，在外圆周面侧没进行重叠淬火，是减轻有关淬裂危险性的理想方法。
作为上述第15、16发明的高频加热·淬火方法，可以利用使高频线圈与履带轴套相对移动的移动式高频加热淬火方法和使履带轴套一边以轴心转动一边调整用马鞍型、螺旋形或圆筒型的高频线圈的加热速度的整体加热淬火方法。
在利用上述移动式高频加热·淬火方法时，最好降低两端面部附近的高频线圈与履带轴套的相对速度以使端面部可靠地淬火硬化，并且，为了进一步改善磨损寿命，最好在与链轮噛合的部位也降低相对速度以便更深地淬火外圆周面淬火硬化层(第6发明)。
另外，在行走于矿山等的岩石地上的大型推土机或高速行走的推土机上履带轴套受到过于严酷的冲击负荷，有从履带轴套内部损坏的先例。
从防止该损坏的观点出发，根据第17发明的履带轴套，用上述从外圆周面的高频加热·淬火方法，在外圆周面、端面及内圆周面上形成淬火硬化层，并且内圆周面淬火硬化层被回火到HRC45以下(2U摆锤冲击值为5Kg-m/cm2以上)。这时，至少内圆周面，最好是HRC30～45的微细晶状渗碳体分散的高韧性的回火马氏体组织。
根据上述第17发明的履带轴套，表明利用预先把晶状渗碳体调质(淬火回火处理)为分散的强韧的回火马氏体组织的材料作为履带轴套毛坯也可以制造履带轴套。并且，也可以成为珠光体组织，但从强度的观点出发，最好在HRC30以上HRC45以下。另外，为了使因履带连杆外圆周面与履带轴套内圆周面滑动的耐烧结性优良，晶状渗碳体越多越好，最好适用能容易晶状化处理渗碳体的含碳量在1.2重量％以下的范围的高碳钢(第18发明)。
另外，为了获得与通常渗碳淬火回火硬度大致同等以上的高频淬火硬度需要含碳量0.35重量％以上的钢材，出于对为了具有优越的耐冲击性特性(摆锤冲击值为5Kg-m/cm2以上)的安全性考虑，最好淬火回火钢也调整在HRC45以下，因此在上述履带轴套内圆周面上，其硬度最好在HRC45以下。
在上述第15～18发明中，为了进一步改善磨损寿命，在用上述从外圆周面高频加热淬火时，不把内圆周面加热到钢的A1温度(720℃)以上，并从开始或加热途中比外圆周面先开始内圆周面的冷却，在从外圆周面的加热结束后冷却外圆周面，以此使外圆周面淬火硬化层深达壁厚厚度的30～80％(第19发明)。有经验证明在把外圆周面硬化到壁厚的70％以上时，履带轴套的耐冲击性开始恶化，并且，履带轴套的磨损界限被设计为壁厚的大致60％，所以最好把外圆周面淬火层的深度上限定为70％。
另外，上述在HRC45以下微细晶状渗碳体分散的高韧性的回火马氏体组织在把履带轴套毛坯调质处理(淬火回火处理)之后，用从上述履带轴套外圆周面的高频淬火把外圆周面和两端面部淬火而制造的，但为了成为更高韧性的履带轴套，最好用高温回火脆性表现不显著的(剩余Cr在0.5重量％以下并含有Mn、C、Si、Al、Ni、Mo、Ti等)碳钢或碳硼钢作为履带轴套毛坯，并且调质处理的回火温度最好在150℃以上。并且，作为后热处理为了实施从外圆周面的高频淬火，并为了避免其淬裂性以提高生产率最好调质到HRC45以下。
在上述把外圆周面和两端面部淬火的履带轴套上，即使与履带销在润滑油润滑下滑动的履带轴套内圆周面不足HRC45时没有大影响，但特别是在如大型推土机其载重负荷大、且容易施加偏载重时，或重复高速长距离的连续行走时，履带轴套内圆周面与履带销外圆周面以低速滑动，重要的是容易发生卡死，并且在高负荷下的履带轴套的疲劳强度的改善。
在此，在第20发明中，在用上述从外圆周面的高频淬火形成外圆周面硬化层与端面硬化层相连，且内圆周面不足HRC45的履带轴套上，避开其两端面的密封平坦部的淬火硬化部分，而把该履带轴套内圆周面高频淬火，且内圆周面淬火硬化层深度为壁厚的1～15％，并使在履带轴套壁厚内部形成的软质层避开履带轴套两端面的密封平坦部，并与两端面附近的内圆周面相连，并且在内圆周面上附加30Kg/mm2以上的大压缩残余应力。
另外，即使在上述碳钢或碳硼钢上，也需要恢复韧性所需的淬火后的回火，且实施了至少在150℃以上、最好在200℃以上的回火处理，但第21发明，其特征在于在上述各个发明中实施150℃以上的回火处理，且高频淬火硬化层表面硬度在HRC50以上，且两端面部的淬火硬化深度为0.5mm以上，并能确保耐磨损性。
另外，由于液压挖掘机上用的履带不是上述的油封式而是与润滑无关的干式履带，所以履带轴套内圆周面被淬火硬化，而两端面部没被淬火硬化。在该干式用履带轴套上，若能利用并把两端面追加淬火硬化，则可以实现预期的端面淬火硬化层的稳定形成和生产设备的通用化及生产率的提高。
在此，根据第22发明的履带轴套，其特征在于在外圆周面或外圆周面与内圆周面上(用高频淬火)形成淬火硬化层，并且从壁厚中心形成覆盖内圆周面上的不足HRC45的软质层，另外，把形成于外圆周面硬化层与内圆周面硬化层之间、且该软质层与两端面部相连的履带轴套的两端面部淬火硬化，且该软质层与履带轴套的外圆周面或外圆周面和内圆周面相连。
另外，在提供上述两端面的淬火的履带轴套上，以内、外圆周面分别被高频淬火为特征，但考虑到容易在与端面部的高频淬火硬化层重叠位置上的产生淬裂，故最好与上述的重叠淬火一样地在高频加热两端面部时减缓为使加热深度深的温度梯度并进行淬火。即，第23发明，其特征在于在上述第21发明中，在两端面部被淬火硬化的履带轴套上，形成在上述外圆周面或该外圆周面和内圆周面上的高频淬火硬化层，且在该内圆周面硬化层及外圆周面硬化层与高频淬火的两端面部硬化层分别重叠的部位上存在回火马氏体组织的软质层。
另外，在把两端面部淬火硬化了的履带轴套上，在两端面部上留有履带轴套的内圆周面及/或外圆周面的硬化层，且与以后工序的两端面部的淬火硬化层不重叠地高频淬火，但理想的是没有上述淬裂的危险(第24发明)。
在上述两端面部被高频淬火硬化了的履带轴套上，其特征在于在将一个以上履带轴套毛坯加热到A1或A3相变温度以上的温度以后，实施(1)停止高频加热，并从内圆周面或外圆周面的任何一方实施先冷却，在规定时间后从其对面(外圆周面或内圆周面)实施冷却的一系列的淬火操作，(2)在从履带轴套外圆周面进行所述高频整体加热后，一边继续高频加热一边先实施从内圆周面的冷却，并在规定时间后停止对外圆周面的加热而实施从外圆周面的冷却的一系列淬火操作，(3)在从履带轴套内圆周面进行所述高频整体加热后，一边继续高频加热一边先实施从外圆周面的冷却，并在规定时间后停止对内圆周面的加热而实施从外圆周面的冷却的一系列淬火操作的任何一个淬火操作，以此在其外圆周面或内圆周面上形成淬火硬化层，且在该两淬火硬化层之间形成以铁素体、珠光体和贝氏体以及马氏体中的一种以上的组织或者由在这些组织中把晶状渗碳体分散形成构成的软质的未淬火层与两端面部相连。(第25发明)。
在该高频淬火方法中，如特开2001-240914号公报所公开的，由于可以把多个履带轴套在端面部重叠淬火，即使是小直径履带轴套其也能用层流冷却介质冷却内圆周面的方法均匀冷却，所以生产率极其优良，并可以廉价地制造。
并且，作为同时生产多个两端面部由未淬火层构成的履带轴套的方法，在重叠的履带轴套之间插入适当的装具，并因端面部难于被加热及/或端面部被冷却而可以适用上述的方法，但最理想的方法是调整用于整体加热的螺旋形或圆筒型高频感应体的形状，以便难于加热重叠的履带轴套端面部附近，同时生产多个在端面部残余未淬火层的履带轴套。
另外，在上述一系列的淬火操作中，特征为(1)在该操作途中暂时停止或停止内圆周面侧及/或外圆周面侧的冷却，用残余在履带轴套的余热把内圆周面侧硬化层回火的一系列淬火操作，或者(2)用从外圆周面侧或内圆周面侧的高频加热、至少、把内圆周面硬化层回火的履带轴套，可以省略在另外工序上的回火处理，进而，将其硬度调整为HRC30～45以此成为高韧性的履带轴套(第26发明、第27发明)。
另外，把两端面部残余有未淬火层的上述履带轴套的两端面部高频淬火的方法，由于没有因端面部的高频加热而淬裂的危险，所以实施了极其良好的生产性，但使用的高频加热源最好在30kHz以下。
例如，如后上述使用40kHz高频电源，并实施从端面部的高频加热淬火的实例也表明，150kHz、在5秒以内，其以及马氏体淬火硬化了从端面到4mm的深度，因此是热处理时间以极其短时间就结束的端面高频淬火法。另外，当在用于把履带轴套压入履带连杆的履带轴套外圆周倒角位置(称为「压入开始部」。)存在硬化层重叠部位的软质层时，由于该软质层硬度若不达到HRC40以上，则容易产生压入时因卡住的不适，所以在该软质层硬度不足HRC40、最好是在HRC45以下时避开上述压入开始部并形成的该软质层(第29发明)。
另外，在从上述压入开始部的端面浅高频淬火时，最好使高频电源的频率更高或一边把轴套浸在水中一边对端面高频淬火(「水中高频淬火法」)。
并且，作为把上述端面高频淬火的前处理，实施至少150℃、最理想的是200℃以上温度的回火处理，以此实现恢复内圆周面硬化层的韧性(第30发明)。
另外，端面部淬火硬化层深度为0.5mm以上，理想的是1～3mm，最好通过在比把该硬化层淬火状态更硬的状态下使用，进一步改善端面部的耐磨性，但也可以在端面部高频淬火后实施并使用适当的回火处理(第31发明)。
由于在上述端面部附近的外圆周面和内圆周面上的软质层或未淬火层部上总是会产生残余拉应力，所以在本发明中，其特征是在与履带轴套两端面的高频淬火层相接并形成的上述马氏体回火软质层或者未淬火层相连的外圆周面和外圆周面及内圆周面上实施喷丸硬化等的机械的压缩加工，并产生残余压缩应力，以此实现耐滞后破坏性的改善(第32发明)。
另外，在上述履带轴套形状方面，在两端面附近的外圆周面倒角位置比内圆周面倒角位置更靠近履带轴套中心位置时，因施加于履带销的偏心负荷或弯曲负荷会在端面倒角部产生大弯曲负荷，且破坏端面部附近的危险性很高，所以其特征是在履带轴套中心位置把内圆周面倒角开始点位于外圆周面倒角开始点以上(第33发明)。
另外，在追加淬火硬化上述履带轴套的两端面时，由于在内圆周面硬化层、外圆周面硬化层、端面硬化层之间存在软质层，且最好避开过负荷应力作用于在该部位上，所以上述履带轴套的两端面附近的形状，是内圆周面倒角部比外圆周面倒角部大，能防止因偏负荷而在履带轴套端面角部产生过大弯曲应力。另外，其结果是对于履带销的卡死也有效。
并且，在内圆周面硬化层、外圆周面硬化层、端面硬化层之间存在软质层时，由于容易产生残余拉应力，所以至少要把履带轴套两端面附近的内、外圆周面、端面部喷丸硬化用以附加大的压缩残余应力，以实现强度的提高(第34发明)。并且，作为提高履带轴套预期的强度和提高履带销耐烧结性的方法，对履带轴套内圆周面施加喷丸硬化是极其有效的。
另外，在对上述两端面追加了淬火硬化的履带轴套上，理想的是再在上述的其内圆周面、外圆周面上实施磷酸盐被膜等的化学转化处理或电镀处理(第35发明)。
下面，根据第36发明的履带轴套的制造方法，其特征在于采用由至少含有0.35～1.2重量％范围的碳且其淬火性是通过在把履带轴套整体加热到A1或A3以上之后、从其内圆周面和外圆周面同时进行水冷却来调整合金元素、以便使其整体壁厚淬火硬化达到HRC45以上的碳钢及/或由低合金钢构成的履带轴套毛坯，并使用在将其整体加热到A1或A3相变温度以上的温度以后，以使该履带轴套的内圆周面冷却介质与外圆周面冷却介质相互不干涉的方式把隔离装具压在履带轴套的两端面部位，可独立地实施内圆周面冷却与外圆周面冷却的淬火装置，通过实施(1)几乎同时实施从内、外圆周面、端面的冷却，并在规定时间后中途停止内圆周面冷却的一系列淬火操作，(2)将几乎同时实施从内、外圆周面、端面的冷却，在中途暂时停止一次以上，并在规定时间后实施再冷却的一系列淬火操作等的在履带轴套壁厚中心部的冷却速度、比从内外圆周面的同时冷却时的冷却速度慢的淬火操作，形成连续的相连的外圆周面淬火硬化层、两端面淬火硬化层及内圆周面淬火硬化层，且在其壁厚内部形成以铁素体、珠光体和贝氏体中的一种以上或者由在这些组织中把晶状渗碳体分散形成的组织构成的软质的未淬火层。
另外，根据第37发明的履带轴套的制造方法，其特征在于采用上述履带轴套毛坯，并使用在将其整体加热到A1或者A3相变温度以上的温度以后、以使该履带轴套的内圆周面冷却介质与外圆周面冷却介质相互不干涉的方式把隔离装具压在轴套的两端面的内圆周面侧部位，可独立地实施内圆周面冷却与外圆周面冷却的淬火装置，通过实施(1)先实施从外圆周面及端面的冷却，并在规定时间后实施内圆周面的冷却的一系列淬火操作，(2)在上述(1)的一系列淬火操作中，把从外圆周面及端面的先冷却停止规定时间后实施再冷却的一系列淬火操作等的使在履带轴套壁厚中心部的冷却速度比从内外圆周面的同时冷却时的冷却速度慢的淬火操作，形成与外圆周面淬火硬化层相连的两端面淬火硬化层及内圆周面淬火硬化层，并在这些硬化层之间形成以铁素体、珠光体和贝氏体中的一种以上或者由在这些组织中把晶状渗碳体分散形成的组织构成的软质的未淬火层，同时使该软化层与两端面附近的内圆周面相连。
并且，根据第38发明的履带轴套的制造方法，其特征在于采用所述履带轴套毛坯，并使用在将其整体加热到A1或者A3相变温度以上的温度以后，以使该履带轴套的内圆周面冷却介质与外圆周面冷却介质相互不干涉的方式把隔离装具压在轴套的两端面部位，可独立地实施内圆周面冷却与外圆周面冷却的淬火装置，通过实施(1)先实施从内圆周面及端面的冷却，并在规定时间后实施从外圆周面的冷却的一系列淬火操作，(2)在所述(1)的一系列淬火操作中，把从内圆周面及端面的先冷却停止规定时间后实施再冷却的一系列淬火操作等的使在履带轴套壁厚中心部的冷却速度比从内外圆周面的同时冷却时的冷却速度慢的淬火操作，形成与内圆周面淬火硬化层相连的两端面淬火硬化层及外圆周面淬火硬化层，并在这些硬化层之间形成以铁素体、珠光体和贝氏体中的一种以上或者由在这些组织中把晶状渗碳体分散形成的组织构成的软质的未淬火层，同时使该软化层与两端面附近的外圆周面相连。
另外，根据第39发明的履带轴套的制造方法，其特征在于在上述履带轴套上，使用可从该履带轴套毛坯的内圆周面进行高频加热并且以使该履带轴套的内圆周面冷却介质与外圆周面冷却介质相互不干涉的方式把隔离装具压在轴套的两端面的内圆周面侧部位、可独立地实施内圆周面冷却与外圆周面冷却的淬火装置，通过使一个以上的圆筒状履带轴套毛坯一边以圆筒轴心旋转一边从其内圆周面侧进行高频感应加热，在把该履带轴套毛坯加热到A1或者A3相变温度以上的温度以后，一边继续高频加热一边先实施从外圆周面和端面的冷却，经过规定时间后，停止高频加热并实施从内圆周面的冷却的一系列淬火操作，以此形成外圆周面淬火硬化层和与其相连的两端面淬火硬化层及内圆周面淬火硬化层，并在这些硬化层之间形成以铁素体、珠光体和贝氏体中的一种以上或者由在这些组织中把晶状渗碳体分散形成的组织构成的软质的未淬火层，同时该软化层与两端面附近的内圆周面相连。
另外，根据第40发明的履带轴套的制造方法，其特征在于采用上述履带轴套毛坯，使用可从其内圆周面进行高频加热并且以使该履带轴套的内圆周面冷却介质与外圆周面冷却介质相互不干涉的方式把隔离装具压在轴套的两端面的外圆周面侧部位，可独立地实施内圆周面冷却与外圆周面冷却的淬火装置，实施通过使一个以上的圆筒状履带轴套毛坯一边以圆筒轴心旋转一边从内圆周面侧进行高频感应加热，在至少把该履带轴套毛坯加热到A1或者A3相变温度以上的温度以后，一边继续高频加热一边先实施从外圆周面的冷却，经过规定时间后，停止高频加热并从内圆周面和端面进行冷却的一系列淬火操作，以此形成内圆周面淬火硬化层和与其相连的两端面淬火硬化层及外圆周面淬火硬化层，并在这些硬化层之间形成以铁素体、珠光体和贝氏体中的一种以上或者由在这些组织中把晶状渗碳体分散形成的组织构成的软质的未淬火层，同时使该软化层与两端面附近的外圆周面相连。
另外，根据第41发明的履带轴套的制造方法，其特征在于采用上述履带轴套毛坯，使用可从其外圆周面进行高频加热并且以使该履带轴套的内圆周面冷却介质与外圆周面冷却介质相互不干涉的方式把隔离装具压在轴套的两端面的内圆周面侧部位、可独立地实施内圆周面冷却与外圆周面冷却的淬火装置，实施通过使一个以上的圆筒状履带轴套毛坯一边以圆筒轴心旋转一边从内圆周面侧进行高频感应加热，把该履带轴套毛坯加热到A1或者A3相变温度以上的温度以后，一边继续高频加热一边先实施从内圆周面的冷却，并在规定时间后停止外圆周面的加热并从外圆周面和端面进行冷却的一系列淬火操作，以此形成外圆周面淬火硬化层和与其相连的两端面淬火硬化层及内圆周面淬火硬化层，并在这些硬化层之间形成以铁素体、珠光体和贝氏体中的一种以上或者由在这些组织中把晶状渗碳体分散形成的组织构成的软质的未淬火层，同时使该软化层与两端面附近的内圆周面相连。
另外，根据第42发明的履带轴套的制造方法，其特征在于采用上述履带轴套毛坯，使用可从其的外圆周面进行高频加热并且以使该履带轴套的内圆周面冷却介质与外圆周面冷却介质相互不干涉的方式把隔离装具压在轴套的两端面的外圆周面侧部位、可独立地实施内圆周面冷却与外圆周面冷却的淬火装置，实施通过使一个以上的圆筒状履带轴套毛坯一边以圆筒轴心旋转一边从外圆周面侧进行高频感应加热，把该履带轴套毛坯加热到A1或者A3相变温度以上的温度以后，一边继续高频加热一边先实施从内圆周面和端面的冷却，在规定时间后停止外圆周面的加热并从外圆周面和端面进行冷却的一系列淬火操作，以此形成内圆周面淬火硬化层和与其相连的两端面淬火硬化层及外圆周面淬火硬化层，并在这些硬化层之间形成以铁素体、珠光体和贝氏体中的一种以上或者由在这些组织中把晶状渗碳体分散形成的组织构成的软质的未淬火层，同时使该软化层与两端面附近的外圆周面相连。
另外，根据第43发明的履带轴套的制造方法，其特征在于是一种冷却方法，用高频加热实施对履带轴套的整体加热，并且对于至少小直径长的履带轴套内圆周面，在内圆周面侧配置具有比该履带轴套内径小的外径的导管，由壁面改变在该导管中流入的冷却介质的方向，并通过在与该导管外圆周面与履带轴套内圆周面所夹持的空间内进行与履带轴套轴心方向大致平行流动(层流)实行的冷却方法，且作为冷却介质最好是水、水溶性淬火液等。
另外，根据第44发明的履带轴套的制造方法，其特征在于在上述的一系列淬火操作中，通过暂时停止内圆周面及/或外圆周面的冷却，实施由从壁厚中心部的热扩散及/或从内圆周面或外圆周面的高频加热的对外圆周面及/或内圆周面淬火硬化层的回火。
另外，根据第45发明的履带轴套的制造方法，其特征在于把履带轴套毛坯用(1)把该整体壁厚穿透淬火地进行淬火硬化或淬火回火，(2)一边冷却该履带轴套的内圆周面，一边在从外圆周面的高频加热以后从外圆周面的冷却，以此形成外圆周面硬化层及与该硬化层相连的端面淬火硬化层，同时在内圆周面上形成回火马氏体硬化层，并且，在外圆周面硬化层与内圆周面回火马氏体硬化层之间所形成的软质层，由铁素体、珠光体、贝氏体、马氏体及回火马氏体组织的一种以上构成、且该软质层与端面部内圆周面侧和内圆周面相连，且不对外圆周面及两端面部硬化层回火处理而在高硬度下使用。
另外，根据第46发明的履带轴套的制造方法，其特征在于对履带轴套毛坯实施(1)为了把履带轴套外圆周面淬火硬化而进行高频淬火及/或高频淬火回火，(2)在从外圆周面的高频加热中进行内圆周面的冷却，并从外圆周面进行淬火，以此形成外圆周面硬化层及与该硬化层相连的端面淬火硬化层，并且在内圆周面上形成回火马氏体硬化层，且在外圆周面硬化层与内圆周面回火马氏体硬化层之间所形成的软质层，由铁素体、珠光体、贝氏体、马氏体及回火马氏体组织的一种以上构成，该软质层与端面部内圆周面侧和内圆周面相连，且不对外圆周面及两端面部硬化层进行回火处理地在高硬度下使用。
在上述第45发明及第46发明中，用冷却内圆周面的方法控制因从外圆周面高频加热的内圆周面的温度，形成晶状渗碳体分散的高韧性的回火马氏体层(第47发明)。
另外，根据第48发明的履带轴套的制造方法，其特征在于使用硬度不足HRC45的履带轴套毛坯，并以从外圆周面的移动或整体的高频加热，从内圆周面开始把内圆周面加热到钢的A1相变温度以上，或者在加热途中一边先由外圆周面冷却，一边从外圆周面高频淬火，使外圆周面淬火硬化深度更深，并且，与外圆周面相连的两端面部的密封平坦部的硬化层，为从外圆周面位置到履带轴套壁厚的1/2以上的宽度，而且具有避开该履带轴套两端面的密封平坦部的淬火硬化部分，并把该履带轴套内圆周面高频淬火，其内圆周面淬火硬化层深度为壁厚的5～15％，且产生30Kg/mm2以上的压缩残余应力的特征(第49发明)。
在把上述外圆周面部和两端面部高频淬火了的履带轴套上，即使履带销及在油润滑下滑动的履带轴套内圆周面为不足HRC45的晶状渗碳体大量分布分散的回火马氏体或珠光体组织时在烧结性上也没问题，但特别是在大型推土机上容易因更大负荷而施加偏负荷，且在低速滑动时产生卡死现象。这时，最好避开履带轴套两端面的密封平坦部的淬火硬化部分，且把该履带轴套内圆周面的硬度提高到HRC45以上，就可以使用把内圆周面淬火硬化层深度为壁厚的5～15％地浅高频淬火。并且，从制造成本的观点出发，把内圆周面淬火硬化层深度稳定在1～3mm是理想的(第49发明)。
在实施上述从内圆周面的高频淬火时，最好不要因冷却外圆周面而由内圆周面高频加热的热扩散软化外圆周面淬火硬化层。这时，最好利用50kHz以上的电源作为内圆周面高频加热电源。
另外，用于连续形成履带轴套的外圆周面和两端面部的淬火硬化层的移动高频加热的淬火方法，最好把(1)在端面部放慢高频加热线圈与履带轴套的移动相对速度(2)在履带轴套两端面附近减弱或停止用于从外圆周面的热扩散调整内圆周面温度的内圆周面冷却(3)配置与履带轴套两端面附近的内圆周面靠接的圆筒状或略呈圆筒状的装具，并减弱从其内圆周面部位置的冷却，或为了提高绝热性，而简易地高频加热端面部内圆周面(4)把用热传导性优良的材料制作的弹簧筒夹配置在冷却内圆周面所必要的内圆周面部位，并保持履带轴套中的一种以上的方法组合并淬火硬化。
在上述移动高频淬火方法中，为了连续地生产履带轴套，从生产率的观点出发最好在履带轴套之间的端面附近的内圆周面上实施夹入绝热性高的衬套的移动高频淬火。
另外，在上述移动高频淬火方法中，为了把履带轴套内圆周面深淬火硬化，内圆周面最好不超过钢的A1温度，并且为了在内圆周面形成回火马氏体层最好一边实施升温不超过内圆周面温度的从内圆周面的冷却一边实施从外圆周面侧的移动式高频淬火。并且，最好在履带轴套端面部附近减弱或停止从其内圆周面的冷却，以此减慢从内圆周面的冷却，并且减慢从外圆周面的移动加热速度以便把端面部整体充分地加热，并用然后的冷却把端面部的几乎整体淬火硬化。另外，如上所述端面附近的内圆周面上实施夹入绝热性高的圆筒状或略呈圆筒状衬套的移动高频淬火也显示了把端面部充分淬火硬化的同样的作用，所以从生产率的观点出发更理想。
另外，作为上述内圆周面的冷却方法，其最好在内圆周面上配置冷却喷嘴，并一边喷水、水溶性淬火液、空气、喷雾等一边进行，并最好能如上所述地控制冷却的强弱，或可以接通-断开地控制。
另外，避开履带轴套的端面附近内圆周面，把用热传导性优良的材料制作的弹簧筒夹配置在冷却内圆周面所必要的内圆周面部位，并保持履带轴套，并且，在其中间把绝热材料配置在履带轴套的端面附近内圆周面上，能在更短的时间把端面附近内加热到淬火硬化所需的充分的温度。另外，为了进一步提高该金属材料制的弹簧筒夹，最好能在可调整上下工夫，例如，能喷出空气、水等的冷却介质。
下面，是在上述第45发明～第49发明中，用于连续地形成履带轴套的外圆周面和两端面部的淬火硬化层的从外圆周面的用整体高频加热的淬火方法，可以把(1)使用能把履带轴套的两端面部有效地高频加热的马鞍形、螺旋形或圆筒形的线圈(2)在履带轴套的两端面附近减弱或停止用于调整因从外圆周面热扩散的内圆周面温度的内圆周面冷却(3)配置与履带轴套两端面附近的内圆周面靠接的圆筒状或略呈圆筒状的装具，减弱从其内圆周面部位置的冷却，或为了提高绝热性，而简易地高频加热端面部内圆周面(4)把用热传导性优良的材料制作的弹簧筒夹配置在冷却内圆周面所必要的内圆周面部位，并保持履带轴套中的一种以上的方法组合并淬火硬化。
另外，从上述外圆周面的整体高频加热的淬火方法，其特征在于使用是可以从履带轴套的外圆周面进行高频加热并且以使该履带轴套的内圆周面冷却介质与外圆周面冷却介质相互不干涉的方式把隔离装具压在履带轴套的两端面部位、可独立地实施内圆周面冷却与外圆周面冷却的淬火装置，使圆筒状履带轴套毛坯一边以圆筒轴心旋转一边对整体进行高频感应加热，并为了不把内周面加热到钢的A1相变温度以上的温度而开始内圆周面的冷却，或自加热途中比外圆周面先开始，并在从外圆周面的加热结束以后冷却外圆周面，以此使外圆周面淬火硬化深度更深，并且，两端面不的密封平坦部的表面层被淬火硬化从外圆周面位置到履带轴套壁厚的1/2以上。
另外，在同时热处理多个履带轴套时，在履带轴套之间不隐藏履带轴套端面部地夹持隔离装具，充分地进行从外圆周面被冷却的端面部的淬火，但这时，这些隔离装具与履带轴套内圆周面或倒角部接触，并呈把端面部附近内圆周面作为盖子，并在内圆周面冷却时延迟从端面部附近内圆周面的冷却的圆筒状或略呈圆筒状的形状。另外，作为内缘故周面冷却介质，其可以利用水、水溶性淬火液、空气、雾等。
在用上述第36～49发明制造的履带轴套上，其特征是外圆周面淬火硬化层深度深达壁厚的30～80％且改善了履带轴套的磨损寿命，但由于履带轴套的磨损寿命被设计为其外圆周面磨损量达到其壁厚的50～60％的时候，所以最好把外圆周面淬火硬化层深度设定为壁厚的40～70％(第50发明)。
另外，在上述履带轴套上，实施150℃以上的回火处理，并使内、外圆周面部及两端面部的表面硬度达到HRC50以上，两端面部的淬火硬化层深度在0.5mm以上，并且为了确保更长时间的油密封性最好在2.0mm以上(第50发明)。
下面，根据第52发明的履带轴套的制造方法，其特征在于从外圆周面及内圆周面向壁厚中心部实行淬火硬化，并把形成于其壁厚中心部附近的未硬化层与两端面部相连的两端面部淬火硬化。若这样把干式履带轴套的两端面追加地淬火硬化，并利用于油封式履带轴套，则可以实现生产设备的通用化并且能提高预期的生产率。
在本发明中，上述外圆周面及内圆周面最好用高频淬火进行淬火硬化(第53发明)。这时，在把上述外圆周面及内圆周面高频淬火时，最好不与其后的端面部的高频淬火硬化层重叠、且留有未淬火层地淬火(第54发明)。用这样的方法，可以不需要端面部的用高频的予加热，并优良地提高生产率。另外，最好在端面高频淬火前阶段至少实施在150℃以上温度的回火处理，并不把端面部淬火硬化层回火在更高硬度、耐磨性优越的状态下制造(第57发明)。
如上所述，软质层与履带轴套端面部相连的履带轴套的制造方法，用把内圆周面、外圆周面分别高频淬火的方法制造，但在小直径履带轴套上难于把内圆周面高频淬火，并且，把内圆周面及外圆周面分别高频淬火其有所谓成本高的难点。在此，根据第55发明的履带轴套的制造方法，其特征在于在上述第53发明中，在供上述两端面部淬火的履带轴套上，用把一个以上的履带轴套毛坯从其外圆周面侧进行高频加热，并以此在至少把履带轴套毛坯的内圆周面温度加热到能淬火硬化的温度以后，(1)停止高频加热并先实施从内圆周面及端面的冷却，在规定时间后实施从外圆周面进行冷却的一系列淬火操作，(2)一边继续高频加热一边先实施从内圆周面的冷却，在规定时间后停止对外圆周面的加热并实施从外圆周面的冷却的一系列淬火操作，(3)在上述(1)、(2)的淬火操作中，在其途中停止内圆周面的冷却，并以残余于履带轴套内的残热使内圆周面侧硬化层回火的一系列淬火操作的任何一种淬火操作，并以此从外圆周面和内圆周面向壁厚中心部形成淬火硬化层，或在内圆周面部形成HRC45以下的回火层，并在内圆周面及外圆周面之间残余软质的未淬火层，且两淬火层之间的软质组织、由在从淬火温度的冷却过程中析出的铁素体、珠光体、贝氏体及马氏体中的一种以上的组织或由在这些组织中把晶状渗碳体分散形成的组织构成。
特别是，在把多个履带轴套同时淬火时能把履带轴套在端面部接触并重叠地淬火，并在端面部与壁厚中心部的软化层相连，虽然不能确保油密封性，但由于其能以多个同时地热处理，预期地提高生产率，所以可以以极低成本生产干式履带轴套。
另外，在把多个同时淬火时，内圆周面冷却最好应用特开2001-240914号公报所述的层流淬火方法。并且，在生产上述两端面部残余未淬火硬化层的履带轴套时，最好采取①能把履带轴套端面部附近的加热速度减缓的整体加热用的高频线圈形状，②在履带轴套端面部配置由热传导性优良的材料构成的装具并减缓加热速度等机构。
作为上述履带轴套的两端面部淬火方法，最好是使用3kHz以上的高频加热源的高频淬火方法，并防止履带轴套在压入履带连杆时的履带轴套压入开始部被回火到HRC45以下，以防止压入不适。并且，在产生HRC45以下的软化层时，避开压入开始部、并用深到更靠端面侧或更靠中心侧的方法防止压入不适(第56发明)。另外，在端面侧比压入开始部更浅地高频淬火时，最好把高频电源的频率数再提高或一边把履带轴套浸在水中一边对端面部高频淬火。
另外，作为在上述履带轴套的两端面部实施高频淬火的防止淬裂的前处理，最好实施150℃以上，理想为200℃以上的回火处理(第57发明)。
另外，在追加淬火硬化上述履带轴套的两端面时，由于在内圆周面硬化层、外圆周面硬化层、端面硬化层之间存在软化层，且必须避开作用于该部位的过负荷应力，所以在上述履带轴套的两端面附近的形状上，把内圆周面侧倒角位置作的比外圆周面倒角位置大，并能以此防止因偏负荷而在履带轴套端面角部产生大弯曲应力。另外，其结果被认为对履带销的卡死现象也有效。
另外，当在内圆周面硬化层、外圆周面硬化层、端面硬化层之间存在软化层时，容易产生拉伸残余应力，所以最好把与履带轴套两端面的高频淬火硬化层连接形成的上述软质回火马氏体组织或未淬火层相连的外圆周面位置和内圆周面位置实行喷丸硬化处理(第58发明)，以此附加大压缩残余应力，能实现强度的提高。另外，在内圆周面实施喷丸硬化，作为提高履带轴套的预期的强度及提高履带销的耐烧结性的措施是极其有效的。
另外，即使在追加淬火硬化了上述两端面的履带轴套上，最好也如上所述地在其内圆周面、外圆周面上实施磷酸盐被膜等的化学转化处理或电镀处理(第59发明)。
图1是整体加热到850℃以后，把内圆周面及外圆周面同时急剧冷却时的履带轴套的冷却状况和连续冷却相变线曲图。
图2是实验求出的在把履带轴套内圆周面及外圆周面同时急剧冷却时的穿透淬火的其壁厚与DI值的关系图。
图3是整体加热到850℃以后，把内圆周面及外圆周面同时急剧冷却2秒钟以后，并暂时停止2秒钟冷却以后再冷却的履带轴套的冷却状况和S50C碳钢的恒温相变线曲线图。
图4是整体加热到850℃以后，把内圆周面及外圆周面同时急剧冷却2秒钟以后，并暂时停止4秒钟冷却以后再冷却的履带轴套的冷却状况和S50C碳钢的恒温相变线曲线图。
图5是把履带轴套的内圆周面及外圆周面同时冷却以后，通过暂时停止其冷却所获得的履带轴套的局部剖面图，(b)是因壁厚内部的热扩散而进行高韧性回火所形成的马氏体组织层。
图6是整体加热到850℃以后，只把内圆周面先急剧冷却4秒钟以后，外圆周面也冷却的履带轴套的冷却状况曲线图。
图7是用进行先冷却内圆周面或外圆周面的热处理所获得的履带轴套的局部剖面图，(a)是把冷却介质的隔离装具压在端面内圆周部，并使壁厚内部的软质的珠光体组织层与端面内圆周部连接的图，(b)是因从壁厚内部的热扩散而把该内圆周面回火形成的马氏体组织层。另外，(c)是把冷却介质的隔离装具压在端面外圆周部，使壁厚内部的软质的珠光体组织层与端面内圆周部连接的图。
图8是整体加热履带轴套后，一边实施从外圆周面的高频加热，一边先冷却内圆周面时的壁厚内部温度分布图。
图9是用把外圆周面或外圆周面一边高频加热一边通过把其判定面先冷却的热处理所获得的履带轴套的局部剖面图，(b)是因从外圆周面的高频加热的热扩散而把内圆周面进行高韧性的回火所形成马氏体组织层。
图10是用从外圆周面的高频加热的履带轴套的升温状况曲线图。
图11(a)(b)(c)是油封式履带轴套的局部剖面图，(a)(b)是把整体壁厚淬火硬化后，进行从外圆周面的高频淬火的履带轴套，(b)(c)是把内圆周面淬火硬化后，进行从外圆周面的高频淬火的履带轴套。
图12(a)是把整体壁厚淬火硬化及只把内圆周面部厚淬火硬化的履带轴套的硬度分布图，及(b)是再从外圆周面高频淬火的履带轴套壁厚断面上的硬度分布图。
图13(a)(b)(c)是从外圆周面的整体高频加热方法说明图。
图14(a)(b)(c)(d)是各种内圆周面冷却方法说明图。
图15(a)(b)(c)是内径弹簧筒夹图，图16(a)(b)是从外圆周面的移动式高频淬火方法说明图。
图17是在内圆周面冷却上用弹簧筒夹的外圆周面移动式高频淬火方法说明图。
图18(a)(b)(c)是在内圆周面上形成的不足HRC45、且分散了高韧性的晶状渗碳体的回火马氏体组织层的履带轴套的局部剖面图。
图19(a)(b)(c)(d)(e)是持有与外圆周面硬化层连续地连接的端面硬化层、且其余部位由HRC45以下的软质层构成的履带轴套的局部剖面图。
图20(a)(b)(c)(d)(e)是在内圆周的不足HRC45的软质层上设有淬火硬化层的履带轴套的局部剖面图。
图21(a)(b)(c)(d)(e)是干式履带轴套的局部剖面图。
图22是多层堆积整体高频加热淬火方法说明图。
图23(a)(b)(c)(d)(e)(f)是对端面进行高频淬火的履带轴套的局部剖面图。
图24(a)(b)(c)是表示履带轴套的端面淬火硬化的宏观组织的模式图。
图25是端面淬火硬化了的履带轴套的外圆周面的硬度测定结果曲线图。
图26是履带的分解立体图。
图27是说明履带轴套端面的密封平坦部上的密封接触位置的说明图。
图中1-回火马氏体组织的软质层，2-外圆周面淬火硬化层，2A-内圆周面淬火硬化层，2B、4-端面部淬火硬化层，2C-内圆周面部HRC45以下回火马氏体层，3-含珠光体的软质层，5-履带轴套，6-回火马氏体硬化层，7-HRC45以下的铁素体+珠光体未淬火硬化层，8-马鞍型线圈，9-高频加热线圈，10、11-内外圆周面隔离装具，12-冷却介质导入管，13-内径弹簧筒夹，14-冷却胆，15-绝热材料，16、17-冷却喷嘴，18-间隙装具，21-HRC45以下的软质层(由铁素体、珠光体、贝氏体、被回火的马氏体的一种以上构成的组织)，22-HRC45以上的淬火硬化层，23-外圆周面硬化层，24-内圆周面硬化层，25-软质层，26-端面部高频淬火硬化层，27-用端面部淬火的回火层，52-履带轴套，53-履带销，61-密封平坦部，62-防尘密封垫。
具体实施例方式
下面，参照
本发明的履带轴套及其制造方法的具体实施例。
图1是把外径60mm、内径40mm、壁厚10mm的履带轴套加热到850℃、同时从内圆周面及外圆周面强制水冷时的外圆表面(位置A)、从外圆表面2mm深位置(位置B)及壁厚中心位置(位置C)的温度与冷却时间的关系图。
并且，在该图中的粗虚线用α、β的各C曲线表示相当于S45C材料的连续冷却相变图上的珠光体析出开始线(C曲线)的范围，这些曲线，是根据把壁厚10.4mm的履带轴套从850℃内外圆周面同时淬火时的外圆周面淬火硬化层深度推断出的曲线，αC曲线所记载的是根据淬火性低的钢(DI＝0.515in、0.47C-0.3Mn)的外圆周面淬火硬化层深度约为2.2mm且壁厚中心硬度Hv＝310、与大致在位置B的冷却线相交，并且βC曲线所记载的是使用DI＝0.0.72in、0.53C-0.48Mn碳钢时的曲线，其外圆周面硬化层硬度为Hv＝760，但由于壁厚中心硬度Hv＝510及进行了穿透淬火，所以与大致位置C的冷却线相交，由此可知在壁厚内部未淬火层的形成仅由DI值之差所决定。
图2是实验求出的含碳量为0.4～0.6重量％的各种碳钢的DI值与实行穿透淬火的履带轴套壁厚的关系，该关系表明，可给出大致为DI(inch)≤1.75×壁厚(inch)(图2中的直线关系)。并且，用图2中的虚线表示容易购入的相当于S45C材料的DI值偏差范围，但必须严格在窄范围内管理钢材成分范围，以便使得例如用PC60(壁厚8.52mm)持有0.56inch、用PC200(10.4mm)持有0.71inch以下的淬火性，并且该钢材极其难于得到，用单纯的内外圆周面同时淬火的方法，在中小型履带轴套的壁厚内部形成软质的未淬火层的制造方法是极其困难的。
另外，在使用图2的虚线所示的钢制造必须不进行穿透淬火的壁厚为17mm以上的大型履带轴套时，由于其平均的DI值(0.96inch)低，所以外圆周面淬火硬化层深度浅到3.4mm左右(约为壁厚的20％)，会引起不能充分改善该履带轴套的磨损寿命的问题。
从上述观点出发，在本发明中使用各种热处理方法，并以减缓履带轴套壁厚内部的冷却速度的方法，即使是在使用更高的DI值的钢材的履带轴套壁厚内部，也能促进珠光体相变。
从图3可得到这样的冷却特性，即，图3表示的是把与图1相同的履带轴套从850℃对内外圆周面同时冷却2秒钟后停止2秒钟冷却，然后再把内外圆周面同时再冷却时的上述A、B、C位置上的冷却线，A、B位置上的温度是在把内外圆周面同时冷却暂时停止期间(2秒)复温、且在中心部的C位置采取在550～500℃温度下2秒钟恒温处理。
另外，众所周知，以上述CCT线图的最短时间引起珠光体相变的温度(折点)在550℃附近，随着DI值的增大该钢的折点位置向长时间侧移动，例如求出用于图2的直线关系与各种壁厚的壁厚中心部温度达到550℃的冷却时间的关系，上述2秒钟的延迟可以把DI＝0.7inch下的穿透淬火变为至DI＝1.05的不穿透淬火。
另外，由于在图3所示的壁厚中心部的冷却曲线，在接近于恒温状态的状态时用TTT线图(恒温相变线图)的表述被认为比用CCT线图的探讨更正确，所以在图3中表示了0.5重量％C-0.91重量％Mn碳钢的TTT线图(粗虚线为50％珠光体相变线，粗实线为100％珠光体相变线)及马氏体开始温度(Ms)，通常，由于在用于珠光体相变的驱动力大的状态下引起的TTT线图、在比CCT线图更短的时间侧，所以表明容易在壁厚中心部引起的珠光体相变。
并且，从上述与各个冷却线的关系可知，在外圆周面层附近，一旦马氏体化以后就会由从圆周内部的热扩散引起回火，并在B位置上，其恢复温度不在该期间形成软质组织，而通过再冷却硬化，但在壁厚中心的C位置进行珠光体相变并形成软质组织。
图4是与上述冷却停止时间为4秒时在壁厚中心部(C位置)的冷却曲线比较的曲线图，它表明可以把上述的冷却途中的停止时间加得相当长，并可以在使用相当宽范围淬火性的碳钢的履带轴套壁厚内部形成软质的未淬火层。
另外，上述方法是用于延迟履带轴套壁厚内部的冷却速度的极其有效的方法，例如，不仅可把内外圆周面同时冷却设为内外同时停止，例如，也可以只暂时停止内圆周面冷却或不进行再冷却地完全停止，以此延迟该壁厚内部的冷却速度。
图5(a)(b)是根据上述在内外圆周面同时冷却开始以后暂时停止冷却等方案的本实施例的履带轴套的局部剖面图，任何一个履带轴套的全周面都由被淬火硬化了的马氏体组织构成，但图5(b)是在上述方法中内外圆周面同时冷却后，只停止内圆周面冷却并把内部面侧的马氏体通过从内部的热扩散而使其成为不足HRC45的回火马氏体组织。
除此以外，作为把履带轴套的壁厚内部的冷却速度减缓的方法，在整体加热后先把外圆周面或内圆周面的一方冷却规定时间，并以减缓冷却壁厚中心部而引起珠光体相变，在规定的时间以后把内外圆周面两方冷却的方法是极其有效的方法。
图6是在把与上述相同壁厚的履带轴套加热到850℃以后，从内圆周面先冷却4秒钟，然后冷却外圆周面时的各个工序中壁厚截面上的各温度分布图，与该图中的内外圆周面同时冷却时的温度分布相比，壁厚中心部的冷却速度明显地被减慢，参照图1所述的C曲线，表明这是在履带轴套壁厚内部形成软质的未淬火层的有效措施。
另外，与图6的情况相反，即使是在外圆周面先冷却后冷却内圆周面的方法，也可以有效地减缓几乎与图6相同程度的壁厚中心部的冷却速度。
更具体的是，以上所述的是在壁厚10.4mm的PC200的履带轴套上用内外圆周面同时冷却的方法实行穿透淬火的钢的DI值为0.72inch，但用只对内圆周面的冷却、穿透淬火的DI值约可为其两倍的1.45inch，所以按照把该外圆周面或内圆周面的一方先冷却规定时间的方法，即使使用淬火性范围宽的钢材也能容易地在壁厚内部形成珠光体相变层。
图7(a)(b)及(c)，是按照把上述外圆周面或内圆周面的一方先冷却，并在规定时间后把全周冷却的方案的本实施例的履带轴套的局部剖面图，图7(a)是把隔离内圆周面与外圆周面的冷却介质的装具压在端面部内圆周面侧、并能把外圆周面和端面部同时地用外圆周面冷却介质冷却的示图，把外圆周面和端面部先冷却或把内圆周面先冷却，并在规定时间以后冷却全周面从而使包含壁厚内部的珠光体组织的软质组织层与两端面部内圆周面相连接而进行制造，另外，图7(b)是控制该热处理中的内圆周面的冷却，将形成于内圆周面上的淬火硬化层、通过壁厚中心部的热扩散回火到不足HRC45硬度的示图。另外，图7(c)是把隔离内圆周面与外圆周面的冷却介质的装具压在端面部外圆周面侧，并把内圆周面和端面部同时地用外圆周面冷却介质冷却，其把外圆周面和端面部先冷却或把内圆周面先冷却，并在规定时间以后进行全周面冷却，以此使包含壁厚内部的珠光体组织的软质层与端面部外圆周面相连接地进行制造。
并且表明，在把履带轴套整体加热以后，在从内圆周面或外圆周面的一方先冷却时，通过从该冷却面的相反面实施感应加热而在壁厚上形成极大的温度梯度，并且可以使壁厚芯部的冷却速度最为缓慢，当在壁厚内部形成珠光体相变层的规定时间后停止感应加热、冷却其加热面的方法，其特征是通过正确地选择用感应加热的感应加热深度和投入电力及先冷却时间，可以大幅度地缓和对上述使用的钢材的淬火性的限制并且能任意调整在壁厚内部的珠光体相变层形成位置及其宽度。
图8是上述的关系图，从图8可知，在把履带轴套整体加热后先冷却内圆周面的状态下形成如用图中的线所示的温度梯度，但在该先冷却中实施了从外圆周面的感应加热时，其形成如图中箭头所示的更陡的温度梯度，并在接近550℃的壁厚内部位置，优先上述TTT相变图或CCT相变图所记述的珠光体相变，并且，从外圆周面加热、直到壁厚中心部附近能达到淬火的温度以上，停止该感应加热且实施外圆周面冷却，以此可以形成深的外圆周面淬火硬化层，并是适合于改善磨损寿命的制造履带轴套的理想的方法。
另外还表明，以把上述内圆周面的先冷却、从外圆周面的感应加热中或停止感应加热后在外圆周面冷却中暂时停止或原封不动地完全停止，以此用从外圆周面侧的热扩散或从外圆周面的感应加热的热扩散、可将内圆周面的马氏体组织回火。
另外还表明，即使在用与上述从外圆周面的感应加热方法相反的从内圆周面的感应加热方法时，外圆周面先冷却中的内圆周面感应加热能集中在内圆周面侧，以此可以更加深外圆周面硬化层深度，并减薄内圆周面淬火硬化层。
图9(a)(b)是根据一边实施从上述的外圆周面或内圆周面的感应加热一边从其反面先冷却的方案的本实施例的履带轴套的局部剖面图，为了改善履带轴套的磨损寿命，进一步加深外圆周面侧淬火硬化层，并且在图9(b)中，把内圆周面淬火硬化层处理为高韧性的回火马氏体组织。另外，包含壁厚内部的珠光体组织的软质层，如上述图7所示，通过对用把内圆周面与外圆周面的冷却介质隔离的装具压住的位置、与内圆周面和外圆周面的任何一方进行感应加热，使外圆周面、内圆周面或端面部相连接而进行调整。
图10是把外径70mm，内径45.2mm，壁厚12.4mm的履带轴套用3kHz、200kW的电源，一边多级地调整电力一边整体加热到960℃时的在外圆周面、壁厚中心部及内圆周面上的感应加热状况。
如该图10所表明的那样，内圆周面温度从开始加热约12秒大致达到A1温度(720℃)，但在这时壁厚的中心部几乎被加热到与外圆周面大致相同的930～940℃，在该状态下履带轴套可以获得壁厚厚度1/2以上的外圆周面硬化层。另外，若参考内圆周面升温曲线，则能够实行在内圆周面硬度没有过分软化的时间的内圆周面的冷却，并且，预先把内圆周面淬火硬化的、或用油淬火等的把壁厚整体硬化了的履带轴套作为毛坯实施从外圆周面的高频加热，以此在内圆周面上一边留下被回火的硬化层、一边在壁厚中心部形成软质层，并且，端面硬化层能形成壁厚的1/2以上，且壁厚中心部的软化层可以与端面部附近的内圆周面侧相连接。该制造方法，作为内径面直径小、且难于把内圆周面高频淬火的小口径的履带轴套的制造方法极其有效，并且内圆周面兼用高温短时间的回火处理，是不必在另外工序进行回火处理的低成本的制造方法。
图11(a)～(c)是根据上述方案的本实施例的履带轴套的局部剖面图，图12是这时的履带轴套壁厚剖面的硬度分布图。在此，图11(a)(b)是把履带轴套毛坯首先淬火，并在对其壁厚整体淬火硬化后(图12(a)中(a)、(b)线)从外圆周面进行高频淬火，以此在壁厚芯部形成不足HRC45的软质的回火马氏体组织的软质层1(图12(b)中的(a)线)，或者，在该软质层1与外圆周面淬火硬化层2的交界附近，形成包含珠光体的软质层3(图12(b)中的(b)线)，这些软质层1、3避开端面部淬火硬化层4，并形成与端面部附近的内圆周面相连接的油封式履带轴套5的局部剖面图。另外，图11(c)、(b)是把履带轴套毛坯的至少内圆周面淬火，并在内圆周面上形成朝向包含珠光体组织的其壁厚芯部的淬火硬化层(图12(a)中(b)、(c)线)后，和上述同样地实施从外圆周面的高频淬火的油封式履带轴套5的局部剖面图(图12(b)中(b)、(c)线)。另外，图11中，符号6是内圆周面部的回火马氏体硬化层，符号7是HRC45以下的铁素体+珠光体未淬火硬化层。
对于使用更高淬火性的昂贵的用于把上述壁厚整体淬火硬化的钢材，由于至少内圆周面能被淬火硬化的钢材可以抑制低淬火性，所以可利用更便宜的钢材(例如含有0.3～1.5重量％C、～1.5重量％Mn、～0.5重量％Cr、B的两种以上合金元素的中、高碳钢)是其特征。
另外，在本实施例中在从外圆周面的高频加热中的内圆周面的淬火硬化层，由于通过从外圆周面的热扩散而被回火，所以可以去掉用于恢复履带轴套韧性的以往所实施的回火工序，并且，其结果是把更需要耐磨损的外圆周面和端面部的淬火硬化层使用于更高硬度的状态是极其有效的。
并且，通常，由于当履带轴套从外圆周面的磨损深度达到壁厚的1/2时作为履带轴套寿命要实施更换，所以把履带轴套的外圆周面硬化层设为深到壁厚的40～70％是延长磨损寿命的最有效的对策，在本实施例中，从实施从外圆周面的高频加热开始，或者，从途中用各种方法冷却内圆周面，以此可以一边把内圆周面的淬火硬化层不过分地回火成软质、一边进行从外圆周面的深高频淬火。
作为从外圆周面的高频加热方法，如图13(a)所示，使用把端面部、外圆周面高效率加热的马鞍型线圈8也是有效地实行高频淬火的方法，但如图13(c)所示，利用把端面部高效地加热的螺旋线圈状的感应体9的方法从投入加热大电力的观点出发是有效的。在此，图13(b)是图13(a)的A向视图。
使用的高频加热用的频率，是应根据履带轴套壁厚的最佳频率，所以在考虑设备的通用性时，最好使用1～20kHz左右的高频电源，并使履带轴套5一边旋转，一边实施均匀化的从外圆周面的高频加热，并可以在规定时间后停止从外圆周面的高频加热，进行从外圆周面喷水等的冷却，进行淬火的操作。进而，在一边确保内圆周面淬火硬化层的硬度在HRC45以上、一边获得更深的外圆周面硬化层时，如上所述必须实施从内圆周面的冷却，且必须控制内圆周面温度不能过热到500℃以上。
另外，这时，用内圆周面冷却适当地控制内圆周面温度，以此可以调整从外圆周面的高频加热的内圆周面淬火硬化层的硬度，是制造方法的极大特征，例如，通过把内圆周面淬火硬化层控制在HRC45以下，把内圆周面淬火硬化层改质为渗碳体晶体分散的马氏体组织，可以制造更耐冲击负荷、高韧性的油封式履带轴套。
图14(a)(b)(c)(d)所示的是上述的内圆周面冷却方法。图14(a)是在履带轴套5两端面部上装配内圆周面冷却介质不向外圆周面泄漏的装具10、11，并把水、水溶性淬火液等的冷却介质导入管12配置在履带轴套5内圆周面上，改变在该冷却介质导入管12内流动的冷却介质的方向，并在用该冷却介质导入管12外圆周面和履带轴套5内圆周面构成的间隙中，用沿履带轴套5轴向方向流动层流冷却介质的方法控制内圆周面冷却的控制方法。由于该层流冷却方法可以在一秒钟以内把介质的流动起动-停止，所以是理想的能更正确地冷却内圆周面的方法。
另外，图14(b)是使用喷嘴型作为冷却介质导入管12的示例，但也可以使用水以外的空气、喷雾等的理想冷却介质。图14(c)是用热传导性优良的金属材料性的内径弹簧筒夹13保持避开履带轴套5端面附近的内圆周面，并控制从外圆周面进行高频加热的内圆周面的温度上升的方法。并且，最好具有从该内径弹簧筒夹13吹出空气或使水等渗透等对该内径弹簧筒夹13的冷却功能。
另外，如该图14中的隔离装具10、11所示，通过把隔离装具做成覆盖履带轴套端面附近内圆周面的形状，使从由上述内圆周面冷却的履带轴套端面部的内圆周面侧的冷却减缓，能获得端面部的更稳定的淬火硬化层，所以在图14(a)(b)(c)的任何一种方法中最好都应用该隔离装具。另外，图14(d)是在内圆周面上配置冷胆(或水冷的冷胆)14，是内圆周面冷却效果较小的方法。
图15(a)(b)(c)是上述内径弹簧筒夹方式的其他示例图。(b)是能对履带轴套端面附近的内圆周面部进行绝热、而在内径弹簧筒夹13上配置了绝热材料15的方式图。以此方式，易于通过用更短时间从外圆周面的加热而形成端面部的淬火硬化层，是能缩短热处理循环的理想方法。另外，(c)是在内径弹簧筒夹13中心部设置了能喷出空气、喷雾等冷却介质的冷却喷嘴16的方式图。
图16(a)(b)是用从外圆周面进行移动式高频淬火方法形成履带轴套的外圆周面淬火硬化层及端面部淬火硬化层的制造方法。图16(a)是把上述履带轴套5一边连续地沿箭头B方向压入一边用高频加热线圈9加热，并从外圆周面冷却喷嘴17喷出水或水溶性淬火液、喷雾等的冷却介质的淬火硬化的方法。这时，把在端面部附近的履带轴套进给速度V1设为比中央附近的进给速度V2慢，以此把端面部附近充分地加热，并通过接下来的冷却，在端面部形成宽范围的淬火硬化层。另外，对于一边确保内圆周面硬度在HRC45以上，一边形成深的外圆周面淬火硬化层，也可以如图16(b)所示，把履带轴套5内圆周面用内圆周面冷却喷嘴17A以与上述大致相同的原理一边用水、水溶性淬火液、空气、喷雾的喷射等适当地冷却，一边实施从外圆周面的深度的高频加热和接下来的冷却。另外，在图16上，符号18表示的是插在相邻的履带轴套5、5之间的间隙中的间隙装具。
另外，从设备的方便性出发，也不是必须移动履带轴套5，也可以使高频加热线圈9和冷却喷嘴17、17A移动。并且，也不必非连续地输送履带轴套5。另外，不局限于图16所示的横式，用纵式也可以进行移动淬火，例如如图17所示，可以一边并用图14、15所示的各种内圆周面冷却方法一边实施从外圆周面的高频淬火。
在本实施例中，在把整体壁厚淬火硬化的履带轴套、从外圆周面急剧加热过热时，由于有发生所谓因重叠淬火的淬裂的危险，所以最好稍微减慢从外圆周面进行高频加热初期的升温速度，这样可以调整加热速度的整体高频加热方法比移动式高频加热法更理想。并且，由于在上述的内圆周面被淬火硬化的履带轴套上，即使从外圆周面急速地加热也没有发生淬裂的危险，所以更为理想。
另外，若参考用从外圆周面的整体高频加热的履带轴套的升温曲线(图10)，则了解内圆周面温度在被加热到能进行淬火硬化处理的800℃以上的状态下，停止从外圆周面的高频加热，或者，一边继续该加热一边只强烈地先冷却内圆周面，在先冷却中一旦形成淬火马氏体层后(规定时间以后)停止内圆周面冷却，并一边由从外圆周面的热扩散把内圆周面淬火硬化层回火到HRC45以下，一边停止从外圆周面的高频加热并实施从外圆周面的冷却的方法是适合于强韧性的履带轴套的制造方法。
图18(a)(b)(c)是用该制造方法制造的履带轴套的局部剖面图。可得知根据该方法，由于把上述履带轴套整体壁厚淬火硬化，而不必把履带轴套的内圆周面淬火硬化的热处理，所以是一种极其廉价的制造方法。并且，HRC45以下的渗碳体晶体分散的回火马氏体组织层19被设定为其U缺口摆锤冲击值确实可达到5Kg-m/cm2以上，所以最好是以回火温度400℃以上的温度短时间回火的状态。另外，在图18(a)(b)中，符号20所表示的是在冷却途中析出的铁素体、珠光体、贝氏体、马氏体的一种以上被回火的组织层。
本发明者们，以大致相同的手法提出过把内圆周面做成HRC45以上硬度的淬火马氏体组织的硬化层的技术作为前专利的方案，但在该前专利中，由于为了获得更硬质的淬火马氏体组织，而持续内圆周面先冷却，所以有与隔离装具的履带轴套的接触部容易在相变途中变形并容易从该部位泄漏内圆周面冷却介质，容易产生在该端面部的淬火不均匀的问题。对此，在本实施例中，使接触隔离装具的履带轴套两端面部附近的倒角形状、比外圆周面的倒角形状大，及/或为了形成更高韧性的HRC45以下的回火马氏体而把内圆周面先冷却、在途中暂时停止，以此实现防止因从隔离装具的冷却介质泄漏而使淬火不均匀，并有在一系列的淬火操作内、完成外圆周面的热处理的较大的经济效果。另外，在该履带轴套壁厚中心部，实现了因再加热再淬火的明显的结晶晶体微细化(ASTM晶度编号为9～13号)，很明显能可望提高履带轴套的强度(参照图18)。
另外，对把与外圆周面的淬火硬化层相连的端面部实行淬火硬化的外圆周面高频淬火方法如前所述。在本实施例中，应用该外圆周面高频淬火方法，能获得除了该淬火硬化层2、4以外的部位，由HRC45以下的高韧性软质层21构成的油封式履带轴套。图19(a)～(e)是油封式履带轴套的组织结构图。并且，作为形成HRC45以下软质层的方法，在外圆周面高频淬火前，也有用毛坯调质(淬火回火)等来调整硬度、组织的方法，但用上述的制造方法调整是成本更理想的方法。
并且，在发生因与嵌装在履带轴套内圆周面的履带销的滑动而烧结现象及需要耐磨性的情况或用于在沙石地等的长距离、高速行驶、更需要可靠地提高履带轴套的疲劳强度时，在如图19所示的履带轴套的内圆周面上，如图20(a)～(e)所示，形成相当于壁厚5～15％的薄高频淬火硬化层22，并在内圆周面上形成30kg/mm2以上的压缩残余应力是理想的。
并且，由于必须避免通过由内圆周面的高频加热的热扩散、减少外圆周面硬化层的硬度并使淬火硬化深度变浅，所以理想的是使用20kHz以上的高频电源并一边冷却外圆周面一边实施内圆周面高频淬火。
图21(a)～(e)是不需要用于液压挖掘机的油封性的干式履带的履带轴套的局部剖面图。如图所示，在该干式履带轴套上，形成于外圆周面硬化层23与内圆周面硬化层24之间的壁厚中心部的软质层25、与两端面相连。另外，在图21上，记号P表示外圆周面压入开始点，记号Q表示内圆周面倒角开始点。
但是，作为上述履带轴套的制造方法提出了各种方法，但如图22所示，可以用本发明者们在以前的提案(特开2001-240914号公报)中提出的层流淬火方法，是在多个履带轴套5的内外圆周面上同时形成硬化层，并在两硬化层之间设有软质层的履带轴套的制造方法。另外，在图22中，当在一个以上的履带轴套端面部形成未淬火层的情况下，在整体加热时最好调整高频加热线圈(螺旋线圈)9的间隔以减缓端面部的加热。
图23(a)～(f)是通过把履带轴套端面另外硬化，把生产性良好的端面硬化了的油封式履带轴套的制造方法。
在图23(a)～(f)中，在端面部由符号26所表示的部位是追加的高频淬火的硬化层。通常，该硬化层26与油封滑动，并也起到防止从外边的沙尘进入的作用，因此要求有更高的硬度，要求硬化深度至少在0.5mm以上，但考虑到更长时间的使用，所以硬化深度必须在1mm以上。特别是，在图23(a)(b)(c)所示的履带轴套上，由于端面硬化层26与外圆周面硬化层23、内圆周面硬化层24重叠淬火，所以在该重叠部分形成软质的晶状渗碳体分散的回火马氏体层27，在与淬火硬化层26的交界处形成HRC40以下的一部分铁素体、珠光体组织。该HRC40以下的软质部位，当其存在于在履带轴套被压入履带连杆时的外圆周部的压入开始点P上时，由于会产生因卡死的压入不适，所以应进一步浅化端面部淬火硬化深度，或如图23(b)(c)(e)所示超过压入开始点P更深地淬火，以便使压入开始点P的硬度为HRC40以上，最好是在HRC45以上。另外，在把上述端面部淬火硬化层26浅化或浅化该热影响部时，最好把高频电源提高到40kHz以上，并一边冷却加热淬火以外的部位一边进行高频淬火。
另外，在由因端面部的高频淬火而容易引起淬裂的低合金钢(SMn、SCr、SCrB、SNCM类钢材)或更高的碳钢(0.55重量％以上)构成的履带轴套上，为了防止其端面部的淬裂，在从端面部高频加热时，最好避免在端面部高频加热初期急速加热，并一边充分实施用高频的余热，一边实施用正式加热急速加热淬火，或对没有把端面部的内圆周面、外圆周面淬火硬化的履带轴套如图23(d)(e)(f)所示地进行端面淬火硬化。
图24(a)(b)(c)是把三层重叠、在整体高频加热后内圆周面先冷却，并对用外圆周面冷却制造的履带轴套(S45碳钢)的两端面部、在150Kw、40kHz、3、4、5秒的各个条件下进行高频淬火的宏观组织模式图。另外，图25是在图24所示的箭头R方向及位置的外圆周面硬度测定结果。端面硬化层的密封面硬度为HRC60(威氏硬度Hv＝700)，和获得了与渗碳淬火履带轴套同等程度的硬度。
另外，如图25的硬度分布图所表明，从淬火硬化层向履带轴套中央方向、由高频加热的软化层变宽。为了把该热影响部宽度变窄，例如最好对淬火硬化层以外的热影响部进行冷却，例如把履带轴套留出端面部并进行水浸的淬火方法，或在水中对端面部实行高频淬火的方法。
另外，这些履带轴套如图24所示，由于其软化层与端面部附近的内圆周面、外圆周面相连，所以担心在该相连部位容易产生残余拉伸应力，因此用X线法调查图24(c)所示的从5秒钟高频淬火的履带轴套的压入开始点、向履带轴套中央侧进入1mm、3mm位置上的残余应力。其结果，是在1mm位置观察到了轴向应力＝-53kgf/mm2、圆周方向应力＝39kgf/mm2的残余应力，其表明没有最令人担心的沿淬火硬化层的圆周状开裂的危险性。并且，通过实施150℃以上的回火处理，减少了因淬火处理的残余应力，所以表明完全能避免因履带轴套的端面高频淬火引起的淬裂的危险。
另外，在受到施加于履带上的偏负荷且履带销弯曲时，由于在履带轴套端面附近也作用着偏负荷且也容易在该软质层上施加弯曲负荷，所以在本实施例中使端面的内圆周侧倒角的终点、至少要位于比外圆周面的压入开始点更深的位置，并形成可以减少弯曲应力的形状，而且，在使用去掉最终热处理工序的回火处理时，出于把上述圆周方向的残余应力转变为压缩残余应力的目的，其在该端面热处理部附近实施喷丸硬化等的机械加工处理。
另外，由于最理想的是在履带轴套的内圆周、外圆周、端面部的一处以上的淬火硬化层硬度、至少达到HRC50以上，所以供履带轴套用的钢材的含碳量最好为0.30～1.5重量％。并且，虽然对其淬火性(DI值)没有特别的特殊规定，但能更多地对应DI值＝2.0以下淬火性的低碳钢、硼碳钢，并可期待更大的经济效果。
并且，为了进一步强化端面部的耐磨性，理想的是在对上述端面部追加高频淬火的淬火硬化层、进行150℃以下的回火或未淬火的状态下使用，所以最好在供该追加淬火的履带轴套上完成回火处理。
权利要求
1.一种履带轴套的制造方法，其特征在于采用所述履带轴套毛坯，并使用在将其整体加热到A1或者A3相变温度以上的温度以后、以使该履带轴套的内圆周面冷却介质与外圆周面冷却介质相互不干涉的方式把隔离装具压在轴套的两端面的内圆周面侧部位，可独立地实施内圆周面冷却与外圆周面冷却的淬火装置，通过实施(1)先实施从外圆周面及端面的冷却，并在规定时间后实施内圆周面的冷却的一系列淬火操作，(2)在所述(1)的一系列淬火操作中，把从外圆周面及端面的先冷却停止规定时间后实施再冷却的一系列淬火操作等的使在履带轴套壁厚中心部的冷却速度比从内外圆周面的同时冷却时的冷却速度慢的淬火操作，形成与外圆周面淬火硬化层相连的两端面淬火硬化层及内圆周面淬火硬化层，并在这些硬化层之间形成以铁素体、珠光体和贝氏体中的一种以上或者由在这些组织中把晶状渗碳体分散形成的组织构成的软质的未淬火层，同时使该软化层与两端面附近的内圆周面相连。
2.根据权利要求1所述的履带轴套的制造方法，其特征在于是一种冷却方法，用高频加热实施对履带轴套的整体加热，并且对于至少小直径长的履带轴套内圆周面，在内圆周面侧配置具有比该履带轴套内径小的外径的导管，由壁面改变在该导管中流入的冷却介质的方向，并通过在与该导管外圆周面与履带轴套内圆周面所夹持的空间内进行与履带轴套轴心方向大致平行流动(层流)实行的冷却方法。
3.根据权利要求1所述的履带轴套的制造方法，其特征在于在所述的一系列淬火操作中，通过暂时停止内圆周面及/或外圆周面的冷却，实施由从壁厚中心部的热扩散及/或从内圆周面或外圆周面的高频加热的对外圆周面及/或内圆周面淬火硬化层的回火。
4.根据权利要求1所述的履带轴套的制造方法，其特征在于在所述的履带轴套的制造方法中，通过用暂时停止其内圆周面及/或外圆周面的冷却及从壁厚中心部的热扩散及/或内圆周面或外圆周面的高频加热的任何一方或两方，把实施外圆周面及/或内圆周面淬火硬化层的回火的该硬化层表面硬度调整为HRC50～65，并且，其内圆周面淬火硬化层表面为HRC35～45的高韧性的回火马氏体组织或在该组织中分散的晶状渗碳体。
5.根据权利要求1所述的履带轴套的制造方法，其特征在于实施150℃以上的回火处理，使外圆周面淬火硬化层表面的硬度为HRC50～65，并且两端面部的淬火硬化层深度在0.5mm以上。
6.根据权利要求1所述的履带轴套的制造方法，其特征在于在履带轴套的内圆周面及外圆周面上实施磷酸盐被膜等的化学转化处理。
全文摘要
一种履带轴套及其制造方法，通过在先从被整体加热了的履带轴套的外圆周面或内圆周面的一方冷却后实施对全周面的冷却或从与先冷却中的相反面实施高频加热等方法，形成外圆周面硬化层、端面硬化层(4)以及内圆周面上的回火马氏体硬化层，并且在形成于外圆周面硬化层(2)与内圆周面上的回火马氏体硬化层之间的软质层，由铁素体、珠光体、贝氏体、马氏体及回火马氏体组织的一种以上构成，该软质层与端面部内圆周面相连。其目的在于提供一种确保油封式履带的油密封性、确保对应过于严峻的冲击负荷的优越的韧性、实现耐磨性及磨损寿命的改善且更廉价的制造方法。
文档编号C21D1/10GK1978677SQ20061017110
公开日2007年6月13日 申请日期2003年3月20日 优先权日2002年5月24日
发明者高山武盛, 大石真之 申请人:株式会社小松制作所