焼入れ（焼き入れとも呼ばれる）は、鋼（またはその他の合金）を高速で加熱した後、冷却することで、表面または全体の硬度を大幅に高めるプロセスです。真空焼入れの場合、このプロセスは真空炉で行われ、最高1,300℃まで加熱できます。焼入れ方法は処理する材料によって異なりますが、窒素を用いたガス焼入れが最も一般的です。
真空ガス焼入れ：
真空ガス焼入れでは、材料は酸素がない状態で、不活性ガス（N₂）媒体中の対流および／または減圧時の熱放射によって加熱されます。鋼は窒素気流で焼入れされ、その際の冷却速度は過剰圧力を選択することで決定できます。ワークピースの形状に応じて、窒素吹き付けの方向と時間を選択することも可能です。時間と鋼の温度制御の最適化は、加熱室内のワークピース上に配置できるパイロット熱電対を使用して、プロセス中に実行されます。真空炉で熱処理された鋼は、表面の脱炭を伴わずに、断面全体にわたって指定された強度と硬度の特性が得られます。オーステナイト結晶は微細で、国際規格に準拠しています。
実質的に、ばね鋼、冷間加工鋼、焼入れ焼戻し鋼、減摩軸受鋼、熱間加工鋼、工具鋼などの技術的に興味深い鋼合金、および多数の高合金ステンレス鋼と鋳鉄合金など、ほとんどすべての鋼合金をこの方法で硬化できます。
真空油焼入れ
真空油焼入れは、加熱された材料を真空油で冷却するプロセスです。炉内を真空パージした後、電荷の移動は真空下または不活性ガス雰囲気下で行われるため、部品表面は油に完全に浸るまで常に保護されます。表面保護は、油焼入れでもガス焼入れでもほぼ同じです。
従来の常圧油焼入れソリューションと比較した主な利点は、冷却パラメータの精密な制御です。真空炉では、標準的な焼入れパラメータ（温度と撹拌）を調整できるだけでなく、焼入れタンク上部の圧力も調整可能です。
タンク上部の圧力を変化させると、オイルバス内の圧力差が生じ、大気圧で定義されるオイル冷却効率曲線が変化します。実際、沸騰域は冷却速度が最も高い段階です。オイル圧力の変化は、負荷の熱によるオイルの蒸発に変化をもたらします。
圧力の低下により蒸発現象が活性化し、沸騰段階が始まります。これにより焼入れ液の冷却効率が向上し、大気中と比較して焼入れ能力が向上します。しかし、大量の蒸気が発生するとシース現象が発生し、変形が生じる可能性があります。
油内の圧力上昇により蒸気発生が抑制され、蒸発が遅くなります。シースは部品に密着し、より均一に冷却されますが、冷却速度は急激ではありません。そのため、真空中での油焼入れはより均一になり、歪みも少なくなります。
真空水焼入れ
真空油焼入れのようなプロセスは、十分に速い速度で冷却する必要があるアルミニウム、チタン、またはその他の材料の硬化熱処理に最適なソリューションです。
投稿日時: 2022年5月7日