~焼入れ焼戻し~火炎焼入れ焼戻し

こんにちは。石川県小松市で創立80周年を迎えた曽田製作所です。

 鋼材全体ではなく、表面のみを硬くするための焼入れ・焼戻しを見ています。表面のみを硬くすることで、中は粘り強く(衝撃に強い)、表面は硬く(摩耗に強い)の性質を得ることができます。表面硬化の熱処理方法には、物理的な熱処理と化学的な熱処理の2種類があります。物理的熱処理では、鋼材の表面に焼入れ・焼戻しを行い、表面層のみを硬化させます。化学的な熱処理では、鋼材に元素をしみこませて化学的な性質を変化させることで硬化させます。物理的熱処理は焼入れ・焼戻しの一形態であるといえます。

 前回は、物理的な硬化方法である高周波焼き入れについてご説明いたしました。今回は、同じ物理的な硬化方法の1つである、火炎焼き入れについて、さらに詳しくご説明いたします。
 
【火炎焼入れ焼戻し】
 火炎焼入れは、鋼材の表面を硬化させる方法としては古くから用いられてきた焼入れ方法です。ガスバーナーで鋼材の表面を加熱した後、急冷します。高周波焼入れは、内部から磁界を発生させて熱を発生させる火炎焼入れは外から熱を加える方法を用います。いずれも物理的な硬化方法であることには変わりありません。
 
 火炎焼入れの利点として、①直接ガスバーナーで熱するため、火の通りが速く(加熱速度が速い)、温度も2000度以上に設定することができる。②全体ではなくある狙った部分に対して焼入れをすることができる。③鋼材の形状や大きさ等に制限を受けることがない。④急熱、急冷のため脱炭や変形などといった焼入れ時の問題をある程度解消することができる。ことなどがあげられます。
 
 ただし、肉薄の部品の局所焼入れは、焼割れを起こす可能性が高いために向いていません。
 
 火炎焼入れでは、表面から1.5から5ミリ程度を硬化することができます。また、全体の炭素量が0.4~0.7%の鋼材に向いている焼き入れ方法です。炭素量がそれ以上大きくなると、焼割れを起こす可能性があるからです。焼入れするガスバーナーの火口の設計も大切なポイントとなってきます。火口は燃料となるガスの種類、焼入れ対象の形状、大きさ、焼入れ深さなどによって設計が異なります。ある程度経験的な要素が多く含まれます。

 火炎焼入れは、大物歯車の刃の部分や鉄道レール、ポンチといった大型部品の焼入れにむいています。

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