鋼の熱処理についての簡単な説明
熱処理は、金属を加熱して冷却することで、鋼の物理的な性質、時には化学的な性質を変化させるプロセスです。金属部品製造業界では、鋼材は熱処理を受け、硬度、強度、靭性、延性、耐食性を向上させることがあります。これにより、成形、溶接、接続時の性能が向上します。熱処理の一般的な技術的方法には、以下があります:
焼入れ
フレームハードニングは、中炭素鋼や合金鋼などの表面硬化方法であり、0.4〜0.5％の炭素を含む鋼材に使用されます。焼入れにより、総合硬度と表面硬度を向上させます。 通常、中炭素鋼の表面硬度範囲は50〜60 HRC程度であり、硬化深度は炎の強さ、加熱時間、温度、移動速度によって異なります。 同じ条件で、加熱時間が長く、移動速度が遅いほど、硬化深度が増します。
フレームハードニングは、迅速で経済的な、大量生産にも適した方法です。しかし、このプロセスは炭素鋼、合金鋼、一部のステンレス鋼の選択された金属表面に適用されます。フレームハードニングの欠点は、材料表面を均等に加熱できず、時には形状を変形させることです。
高周波焼入れ法
高周波焼入れの原理は、フレーム焼入れと似ていますが、電磁誘導を利用して部品を加熱します。電磁誘導によって誘起される電流を利用し、コイルを部品に流れ込む電流に置き換えることで、部品が加熱されます。電源の周波数が高いほど、硬度の高い部分の表面に誘起される電流が集中します。
電源の周波数を変えることで温度を制御することができ、均等に加熱するだけでなく、顧客の要求に応じて特定の領域をサポートします。ただし、これには高い資本投資が必要であり、特定の鋼材のみが誘導硬化できます。この方法は誘導硬化に適した形状を持つ締結具に制限され、ほとんど一度に1つの部品を硬化するため、生産量は少なく価格も高くなります。
炭素窒化熱処理プロセス
カーバライジングは、鋼がガスや液体のカーバライジング剤の存在下で加熱される間に炭素を吸収する熱処理プロセスであり、鋼の表面と内部の炭素濃度の変化をもたらします。これは、フレームハーデニング法で一般的に使用されます。カーバライジングの深さは、異なるカーバライジング剤、鋼、温度、時間によっても影響を受けます。
窒化
真空（ガス）窒化は、特定の化学媒体である通常アンモニア（NH3）を使用して金属に窒素を拡散させる熱処理プロセスであり、加熱後に窒素と水素に分解し、硬化した窒化物層を作り出します。これらのプロセスは、主に低炭素合金鋼に使用されます。
このプロセスの利点は、優れた耐摩耗性、耐腐食性、高温特性を持つ部品であり、硬度の結果も炭素化熱処理プロセスよりも優れています。