自動車(試作)
◎ 焼き入れとは
「焼き入れ」とは、一定以上の温度に素材を加熱したあと、適切な方法で素材を冷やしていく方法です。
焼き入れをすると、加熱した素材の強度を高められ、衝撃や曲げに強い素材になります。
焼き入れをしないままの素材は、耐久性がもろく、割れやヒビなどが入りやすいです。
焼き入れをおこない強度をあげると、自動車の精密部品や金型用の鋼材として活用できます。
焼き入れは、さまざまな部品や加工用素材を生み出すために重要な工程です。
焼き入れの種類
★ ズブ焼き入れ
「ズブ焼き入れ(全体焼き入れ)」とは、内部まで熱を加えて素材全体を硬くする焼き入れ方法です。
芯部まで焼き入れをすることで、素材全体が硬く、引っ張りや圧縮に強い特徴を持ちます。
ズブ焼き入れは、小さいサイズの素材なら短い時間で芯部まで熱が加わります。
しかし、サイズが大きくなるほど内部までの焼き入れが難しく、時間もかかります。
★ 浸炭焼き入れ
「浸炭焼き入れ」とは、熱処理する素材の表面に炭素を浸透させてから、焼き入れする処理方法です。
浸炭方法はいろいろありますが、現在一般的なのはガス浸炭と呼ばれる方法になります。
ガス浸炭とは、浸炭用ガスを充満させた炉の中で、浸炭させる素材を加熱する方法です。
浸炭焼き入れの特徴は、炭素が浸透した部分だけが硬くなり強度を高められる点です。
浸炭焼き入れをすると、素材の摩耗性や耐摩耗性と靭性の両立などの効果が得られます。
また防炭処理など、炭素を浸透させた部分だけを焼き入れできるので、焼き入れ部分の選択が比較的自由なのも特徴です。
素材の内部や炭素が浸透していない部分は、素材もともとの硬度のままになっています。
浸炭焼き入れした素材は、主に自動車部品や機械部品に使用される場合が多いです。
★ 高周波焼き入れ
高周波焼き入れとは、高周波を使って起こした電磁誘導の熱をもちいて、焼き入れをする熱処理方法です。
熱を加えた後には、急速冷却をおこないます。高周波焼き入れは、表面だけを硬くする「表面焼き入れ」に使用される場合が多いです。
また、高周波焼き入れは、自動化がしやすいため、製造業などでよく使用されています。
複数の素材を同時に炉に入れて熱処理ができ、熱を加えてから冷やすまでの時間も比較的短いです。
高周波焼き入れを、製造ラインの一貫として組めば、全自動で焼き入れ作業ができます。
そのため、自動車用部品や金型用鋼材などのいろいろな場面で、高周波焼き入れは使用されています。
★ 真空焼き入れ
「真空焼き入れ」とは、簡単にいうと真空状態で熱処理をおこなう焼き入れ方法です。
素材を入れた炉の内部を、真空もしくは減圧した後に、製品を加熱して窒素ガスで冷却をします。
真空焼き入れをする真空炉の中は、酸素がない状態です。
酸素がないため、素材表面と酸素が反応して発生する「酸化皮膜」と呼ばれる黒ずみのようなものができません。
その結果。光沢のある品質が高い素材を生み出せます。
真空焼き入れ後の素材品質が高いため、仕上げ作業や研磨作業などの後工程を削減できるメリットがあります。
金型用の鋼材やプレート、部品などいろいろな分野で、真空焼き入れをした素材は使用可能です。
★窒化焼き入れ
窒化焼き入れとは、素材の表面のみを熱処理して硬度を高める焼き入れ方法です。
浸炭焼き入れと同じように、加熱炉内に「窒化用のガス」を充満させ、その中で素材を加熱させる方法が一般的になります。
熱を加えると、窒素が染み込んだ部分のみ硬度が上がり硬くなります。
窒化焼き入れの特徴は、焼き入れ後の変形(ひずみ)が比較的少ないことです。
そのため、精密部品をより硬く仕上げたい場合に、窒化焼き入れが使用されています。
窒化焼き入れには、素材の耐摩耗性や耐熱性などの性質が向上する効果があります。
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