熱処理 - CNC機械加工部品におけるプロセスの一種

熱処理金属材料を一定の媒体中で加熱、保温、冷却することにより、材料の表面や内部の金属組織を変化させ、その特性を制御するプロセスです。

プロセスの特性

金属の熱処理は機械製造における重要な工程の一つです。他の加工技術と比較して、熱処理は一般にワークピースの形状や全体的な化学組成を変化させませんが、ワークピース内部の微細構造を変化させたり、ワークピース表面の化学組成を変化させます。、ワークピースの性能を向上または向上させます。これは、一般には肉眼では見えないワークピースの本質的な品質を向上させることを特徴としています。

金属ワークに必要な機械的特性、物理的特性、化学的特性を持たせるためには、適切な材料の選択とさまざまな成形プロセスに加えて、多くの場合、熱処理プロセスが不可欠です。鋼は機械産業で最も広く使用されている材料です。鋼の微細構造は複雑であり、熱処理によって制御できます。したがって、金属熱処理は鋼の熱処理が主な内容となります。さらに、アルミニウム、銅、マグネシウム、チタンなどとその合金も熱処理して機械的、物理的、化学的特性を変化させ、さまざまな性能を得ることができます。

熱処理の工程

熱処理工程は加熱、保温、冷却の３工程からなるのが一般的ですが、加熱と冷却の２工程だけの場合もあります。
加熱は熱処理の重要な工程の一つです。金属の熱処理にはさまざまな加熱方法があります。最も初期には熱源として木炭と石炭が使用され、その後液体燃料とガス燃料が使用されました。電気を利用することで暖房の制御が容易になり、環境汚染もありません。これらの熱源は、溶融塩や金属、浮遊粒子を介した直接加熱または間接加熱に使用できます。
金属が加熱されると、ワークピースは空気にさらされ、酸化と脱炭が頻繁に発生し（つまり、鋼部品の表面の炭素含有量が減少します）、これはワークピースの表面特性に非常に悪影響を及ぼします。熱処理後の部品。したがって、金属は通常、溶融塩中および真空中で制御された雰囲気または保護雰囲気で加熱する必要があり、コーティングまたは包装方法によって保護することもできます。
加熱温度は、熱処理プロセスの重要なプロセスパラメータの 1 つです。加熱温度の選択と制御は、熱処理の品質を確保するための主な問題です。加熱温度は加工する金属材料や熱処理の目的によって異なりますが、一般的には相転移温度以上に加熱して高温組織を形成します。また、変態にはある程度の時間がかかるため、金属ワークの表面が必要な加熱温度に達したら、内外の温度を均一にし、組織を均一にするために、その温度を一定時間維持する必要があります。完全に変わります。この時間を保持時間といいます。高エネルギー密度加熱や表面熱処理では加熱速度が非常に速く、保持時間は無いのが一般的ですが、化学的熱処理では保持時間が長くなる場合が多いです。
熱処理工程では冷却も欠かせない工程です。冷却方法はプロセスによって異なりますが、主に冷却速度を制御します。一般に、焼鈍の冷却速度が最も遅く、焼きならしの冷却速度が速く、焼き入れの冷却速度が速くなります。ただし、鋼の種類が異なるため、要件も異なります。たとえば、中空硬化鋼は焼きならしと同じ冷却速度で硬化できます。