金属熱処理の3つのカテゴリー

金属の熱処理工程は大きく「全体熱処理」「表面熱処理」「化学熱処理」の3つに分類されます。熱媒体、加熱温度、冷却方法に応じて、それぞれのカテゴリーはいくつかの異なる熱処理プロセスに分類できます。異なる熱処理プロセスを使用すると、同じ金属でも異なる構造が得られ、異なる特性が得られます。鋼は産業で最も広く使用されている金属であり、鋼の微細構造も最も複雑であるため、鋼の熱処理プロセスには多くの種類があります。

全面熱処理は、ワーク全体を加熱した後、適切な速度で冷却して全体の機械的特性を変化させる金属熱処理プロセスです。鋼の全体的な熱処理には、一般に、焼きなまし、焼きならし、焼き入れ、焼き戻しという 4 つの基本プロセスが含まれます。

1.アニーリング

アニーリングとは、ワークを適切な温度に加熱し、材質やワークの大きさに応じて異なる保持時間を採用し、ゆっくり冷却することです。金属の内部構造を平衡状態に到達もしくは平衡状態に近づけたり、前工程で発生した内部応力を解放したりすることが目的です。良好なプロセスパフォーマンスとサービスパフォーマンスを得るか、さらなる焼入れのための構造を準備します。

2.正規化

焼きならしまたは焼きならしとは、ワークを適切な温度に加熱し、その後空冷することです。正規化の効果は、得られる構造がより微細になることを除けば、アニーリングの効果と似ています。材料の切削性能を向上させるためによく使用され、特定の要件を満たすために使用されることもあります。最終熱処理としては高い部品ではありません。

3.焼入れ

焼き入れとは、ワークを加熱保持し、水、油などの無機塩水、有機水溶液などの焼き入れ媒体中で急冷することです。

4.焼き戻し

焼き入れ後、鋼は硬くなりますが、同時に脆くなります。鋼部品の脆性を軽減するために、焼き入れした鋼部品を室温以上650℃以下の適切な温度に長時間保持した後、冷却します。この工程をテンパリングといいます。熱処理全体の「４つの火」は、焼なまし、焼きならし、焼き入れ、焼き戻しです。中でも焼き入れと焼き戻しは密接な関係があり、併用されることが多く欠かせないものです。

「Four Fires」は、異なる加熱温度と冷却方法で異なる熱処理プロセスを進化させました。一定の強度と靭性を得るために、焼き入れと高温焼き戻しを組み合わせた処理を焼き入れ焼き戻しといいます。一部の合金は急冷されて過飽和固溶体を形成した後、合金の硬度、強度、または電磁特性を向上させるために、室温またはわずかに高い温度で長時間保持されます。この熱処理工程を時効処理といいます。

ワークの良好な強度と靭性を得るために、圧力加工変形と熱処理を効果的かつ密接に組み合わせる方法を変形熱処理と呼びます。負圧雰囲気または真空中で行う熱処理を真空熱処理といい、ワークの酸化や脱炭が起こらず、処理表面が平滑で清浄な状態に保たれ、ワークの性能が向上します。浸透剤による化学的熱処理も可能です。

現在、レーザー技術とプラズマ技術の成熟に伴い、これら 2 つの技術は、通常の鋼製ワークピースの表面に他の耐摩耗性、耐腐食性、または耐熱性のコーティングの層を塗布し、ワークピースの表面特性を変えるために使用されています。オリジナルのワーク。この新しい技術は表面改質と呼ばれます。