精密機械加工部品の熱処理

主要な製造プロセス技術に加えて、精密機械加工部品の包括的な熱処理により、製品がエンド ユーザーの正確な仕様を満たすことができるようになります。部品を加熱および冷却して物理的特性を変更するこの制御されたプロセスは、通常、硬度または強度を高め、耐摩耗性を高めるために使用されます。ただし、特定の用途では、機械加工性の向上、電気的または磁気的特性の向上、延性または柔らかさの向上、および内部応力の軽減のために、熱処理が必要になる場合があります。

熱処理工程では、加熱、浸漬、冷却の 3 つのステップが続きます。加熱中、金属は、構造特性の望ましい変化に影響を与えるのに必要な温度になります。浸漬プロセスでは、部品が均一に加熱されるまで、金属をこの温度に維持します。最後に、金属は再び室温になるまで指定された速度で冷却されます。ほとんどの場合、熱処理は鋼および鋼合金に使用されますが、一部のアルミニウム グレードにも使用できます。

精密機械加工部品の熱処理の種類

熱処理によって達成可能な最終結果は次のとおりです。

• 硬化:硬化は金属をより強くします。材料を加熱して浸し、油や水に浸して急速冷却します。硬化によって金属がもろくなることがあるため、追加の焼き戻しプロセスが必要になる場合があります。
• 焼戻し:焼戻しは、硬化によって生じる内部応力を軽減します。 3 段階のプロセスは残りますが、硬化に見られる温度よりも低い温度で完了します。通常、冷却は液体環境ではなく空気中で行われます。
• アニーリング:アニーリングは金属を柔らかくし、割れにくくします。焼鈍では、材料をゆっくりと加熱し、一定時間浸漬した後、炉内でゆっくりと空冷します。
• ノーマライズ:ノーマライズは、加工中に発生する内部応力を緩和します。部品は加熱および浸漬後に炉から取り出され、炉外で急速に空冷されます。
• ステンレス鋼の溶体化処理:部品または材料を高温単相ゾーンに加熱して一定温度を維持し、余分な相を固溶体に完全に溶解させた後、急冷して過飽和固溶体を得る。炭素やその他の合金元素が沈殿するには遅すぎるため、純粋なオーステナイト構造が作成されます。これは、部品の靭性と耐食性を向上させることを目的としています。

精密機械加工部品の熱処理に使用される装置

製造業者は通常、自動化された CNC 制御の熱処理ラインを使用して複数の操作を実行し、24 時間 365 日ベースでさまざまなステーションを介して製品を移動します。ラインの機器は以下で構成されます:

• 炉:熱処理炉は、指定された温度を達成し、最大 1,200 キログラムの負荷を処理できます。
• 浸炭処理：鋼表面の炭素含有量を増加させ、一定の炭素濃度勾配を形成するために、ワークピースを浸炭媒体で加熱し、長時間保持して炭素原子をワークピースに浸透させます.
• 真空熱処理:炉から空気を抜いて真空状態にします。部品は、所望の特性を達成し、それらの表面を保護するために、不活性ガスの有無にかかわらず加熱することができます。処理後、金属は急速に冷却されます。
• 極低温処理:ワークピースは非常に低い温度で処理され、特定の金属合金にメリットをもたらします。ワークの硬度と衝撃靭性を高め、耐食性と耐摩耗性を向上させ、ワークの変形と亀裂を減らすことができます。気温は極端な摂氏マイナス 80 度に達します。
• アルミニウム合金熱処理:このプロセスは、制御された速度でアルミニウム部品を所定の温度まで加熱し、その温度を特定の時間保持した後、制御された速度で冷却するために使用されます。これにより、合金の内部構造が変化し、機械的特性と耐摩耗性が向上し、機械加工性と寸法安定性が向上します。
• アニーリングと応力緩和:アニーリングは延性を向上させ、ワークピースの脆さを軽減します。応力除去では、ワークピースを最低変態温度より低い温度まで加熱してから、室温まで冷却します。これにより、鋳造、鍛造、溶接などのプロセスから金属が吸収した内部応力が解放されます。これは、ワークピースのさまざまな領域で冷却速度が異なるため、または矯正、機械加工、または圧延によって発生します。
• ガス窒化:このプロセスでは、アンモニア ガスなどの窒素を豊富に含むキャリア ガス中で、焼きならしおよび機械加工された鋼部品を加熱します。それらは指定された時間、摂氏 500 ～ 540 度の範囲の温度に保たれ、その結果、硬く、耐摩耗性と耐食性に優れた白く輝く色の表面になり、浸透の深さがあります。
• 誘導加熱処理:このプロセスは、装置によって生成された磁場から制御された電気入力を受ける誘導加熱コイルによって、部品の指定された領域を加熱します。部品の表面を特定の深さまで加熱し、部品のコアを未処理のままにすることができます。

精密機械加工部品の熱処理の詳細

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