鋼製品のためのプロフェッショナル表面硬化サービス：耐久性と性能を向上
表面硬化プロセスは、機械、電子、医療機器、航空宇宙、石油・ガスなど業界全体で製品にとって非常に重要です。我々は多くの製品を製造し、最終的に様々な任務を遂行します。多くの用途では主に表面の高硬度や高強度が要求され、複雑な使用応力では硬く耐摩耗性のある表面だけでなく、衝撃応力に耐える芯の強度と靭性も要求されます。
主要特性を得るための2つの一般的プロセス
これらの異なる特性を得るために、2つの一般的な方法が用いられます：
- 焼入れ・焼戻しの前後で表面の化学組成を変える。使用されるプロセスには浸炭、窒化、シアン化、炭素窒化があります。
- 加熱と焼入れプロセスを通じて表面層のみを硬化させる。表面硬化に最も一般的に用いられる方法は焼入れ焼戻しと誘導焼入れです。
以下に表面硬化処理の詳細な分析を示します。
浸炭プロセス
炭素性媒質中で部品を加熱し、炭素を部品表面に制御された深さまで拡散させます。結果として得られる浸炭深さ（通常は浸炭層深さと呼ばれる）は、使用媒質の炭素ポテンシャルと浸炭処理の時間・温度に依存します。靭性を高めるための浸炭に最適な鋼は、十分に低い炭素含有量（通常0.3%未満）を持つ鋼です。浸炭温度範囲は1550～1750°F（843～954°C）で、温度と時間を調整して様々な表面深さを得ます。鋼の選択、焼入れ性、焼入れタイプは、断面サイズ、必要な芯硬度、使用要件によって決まります。
最も一般的な3つの浸炭技術
液体浸炭
溶融シアン化バリウムまたはシアン化ナトリウム中で鋼を加熱します。炭素に加えて、表面層は窒素もわずかに吸収するため、表面硬度が向上します。
固体浸炭（パック浸炭）
固体炭素材料と鋼を密閉容器に封入し、加熱します。
ガス浸炭
特定の炭素含有量を持つガス中で鋼を加熱するプロセスです。使用時に炭素含有量を厳密に制御できます。
これらのいずれの方法を用いても、浸炭サイクル後に再加熱せずに部品を焼入れるか、空冷してからオーステナイト化温度まで再加熱してから焼入れることが可能です。
ケース深さは使用荷重条件に合わせて変更可能です。しかし、メンテナンス特性上、部品の選択された領域のみを表面硬化させる必要があることがよくあります。ケース化させたくない領域を銅メッキや市販のペースト層で覆うことで、炭素を露出領域のみに浸透させることができます。もう一つの方法は、部品全体を浸炭してから硬化前に機械加工で処理し、選択領域のケースを除去することです。
窒化プロセス
アンモニアおよび分解アンモニア中で、900°F～1150°F（約482～621°C）の温度範囲で鋼部品を加熱して行います。窒化物の形成により薄く硬いケースが形成されます。このプロセスを成功させるには、強い窒化物形成能力を持つ元素が鋼に含まれている必要があります。これらの元素にはクロム、モリブデン、アルミニウムを含む特殊な非標準グレード鋼があります。さらに、このプロセスの主な利点は、窒化前に焼入れ・焼戻し・機械加工が可能なことです。窒化プロセス中はわずかな変形しか発生しないからです。
シアン化プロセス
溶融シアン化ナトリウム浴中で部品を変態範囲をわずかに超える温度まで加熱し、さらに焼入れて薄い硬度を得ます。
炭素窒化
このプロセスはシアン化と類似しています。違いは、炭素と窒素の吸収が、炭化水素とアンモニアを含むガス雰囲気中で部品を加熱することで行われる点です。焼入れする部品の場合、使用温度は1425～1625°F（774～885°C）で、液体焼入れが不要なら1200～1450°F（649～788°C）のより低い温度が使用できます。
焼入れ焼戻し（フレーム硬化）
高温ガスの裸炎に鋼部品を直接曝露させて急速加熱するプロセスです。表面を変態範囲以上の温度まで加熱し、その後ある程度の冷却を施して完全に硬化させます。フレーム硬化鋼の炭素含有量は0.30～0.60%です。加熱炎から短い距離で表面に焼入れ剤を噴霧します。即座に焼戻しが必要で、部品のサイズとコストに応じて従来の炉またはフレーム焼戻しプロセスで実施できます。
誘導焼入れ
このプロセスはフレーム硬化とやや似ていますが、主な違いは高周波電流が硬化させる鋼部品を取り囲む点です。したがって、加熱深さは周波数、表面の熱伝導率、表面が加熱される程度に依存します。適切な間隔で水を噴霧して部品を焼入れます。したがって、特定の温度に達した後、オイルバスに浸漬してオイル焼入れする場合もあります。
硬化処理が必要な機械加工部品があれば、図面をお送りください。機械加工部品の製造と硬化処理の両方を提供できます。
製造プロセス