金属部品に熱処理が必要なのはなぜですか?

熱処理の役割は、材料の機械的特性を改善し、残留応力を除去し、金属の機械加工性を改善することです。熱処理のさまざまな目的に応じて、熱処理プロセスは、予備熱処理と最終熱処理の 2 つのカテゴリに分けることができます。

予備熱処理

予備熱処理の目的は、加工性能を向上させ、内部応力を除去し、最終熱処理のために良好な金属組織を準備することです。熱処理プロセスには、アニーリング、正規化、時効、焼入れ、焼き戻しが含まれます。

(1) アニーリングと正規化

焼きなましと焼きならしは、熱間加工されたブランクに使用されます。炭素含有量が 0.5% を超える炭素鋼および合金鋼は、硬度を下げて切削しやすくするために焼鈍されることがよくあります。低すぎる。代わりに、正規化が使用されます。アニーリングと正規化により、引き続き粒子と均一な構造が微細化され、その後の熱処理の準備が整います。多くの場合、アニーリングと焼きならしは、ブランクが製造された後、粗加工の前に配置されます。

(2) エイジングケア

時効処理は、主にブランクの製造および機械加工で発生する内部応力を除去するために使用されます。

過度な輸送負荷を避けるため、一般的な精度の部品については、仕上げ前に時効処理を手配することができます。ただし、より高い精度が要求される部品（座標中ぐり盤のボックスなど）の場合は、2 つまたは複数の時効処理手順を配置する必要があります。単純な部品は、一般的に時効処理の対象にはなりません。

鋳物だけでなく、剛性の低い一部の精密部品（精密送りねじなど）では、加工時に発生する内部応力を除去し、部品の加工精度を安定させるために、荒加工と半加工の間に複数回の時効処理が配置されることがよくあります。・仕上げ加工。軸部の一部は、矯正工程後に時効処理を施しています。

(3)焼き戻し

焼入れ焼戻しは焼入れ後の高温焼戻し処理です。均一で微細な焼戻しソルバイト組織が得られ、その後の表面焼入れや変形を抑える窒化処理に備えることができるため、焼戻しは予備熱処理としても使用できます。

焼き入れと焼き戻し後の部品の総合的な機械的特性が向上するため、高硬度と耐摩耗性を必要としない一部の部品も最終熱処理プロセスとして使用できます。

2.最終熱処理

最終熱処理の目的は、硬度、耐摩耗性、強度などの機械的特性を向上させることです。

(1)クエンチング

焼入れには、表面焼入れと全体焼入れがあります。その中でも、表面焼入れは、変形、酸化、脱炭が少ないため広く使用されており、表面焼入れには、優れた内部靭性と強力な耐衝撃性を維持しながら、高い外部強度と優れた耐摩耗性という利点もあります。表面硬化部品の機械的性質を改善するために、予備熱処理として焼き入れ焼き戻しや焼きならしなどの熱処理が必要になることがよくあります。一般的なプロセス ルートは、ブランキング - 鍛造 - 焼きならし (焼きなまし) - 荒削り - 焼入れ - 焼戻し - 半仕上げ - 表面焼入れ - 仕上げです。

(2)浸炭焼入れ

浸炭焼入れは低炭素鋼、低合金鋼に適しています。まず、部品の表層の炭素含有量を増やします。焼入れ後、表面層は高い硬度を獲得し、コア部分は一定の強度と高い靭性と可塑性を維持します。浸炭には全体浸炭と部分浸炭があります。部分浸炭の場合は、非浸炭部に浸出防止対策（銅メッキまたは浸出防止材メッキ）を施してください。浸炭焼入れ変形が大きく、浸炭深さが一般的に0.5~2mmであるため、浸炭工程は一般的に中仕上げと仕上げの間に配置されます。

プロセス ルートは、一般的に:打ち抜き - 鍛造 - 焼きならし - 粗、中仕上げ - 浸炭、焼入れ - 仕上げです。

部分浸炭部の非浸炭部がマージンを増やしてから余剰浸炭層を除去する工程案を採用する場合、余剰浸炭層を除去する工程は浸炭後、焼入れ前に配置する必要があります。

(3)窒化処理

窒化は、窒素原子を金属表面に浸透させて窒素含有化合物の層を得る処理方法です。窒化層は、部品の表面硬度、耐摩耗性、疲労強度、および耐食性を向上させることができます。窒化処理温度が低く、変形量が少なく、窒化層が薄い（一般的に0.6～0.7mm以下）ため、窒化処理は可能な限り行う必要があります。窒化時の変形を少なくするためには、一般的に切削加工後に必要となります。ストレスリリーフ高温焼戻しを行います。