こちらでは、真空焼き入れについて、仕組みや特徴をまとめています。真空焼き入れについて興味がある人は、ぜひ参考にしてみてください。
真空焼き入れとは、真空状態で熱処理を行える真空炉を使用する真空熱処理の一つ。真空炉は密閉性が高く、不活性ガスを利用する際にも無駄に漏れたりすることが少ないなどの特徴があり、加熱と冷却の両面から見ても省エネ効果が高い処理方法といえます。
真空状態とは、大気圧(1.013×105Pa)よりも圧力が低い状態のことをいい、鋼材に関しては、低真空(105Pa~102Pa)または中真空(102Pa~10-1Pa)程度の真空状態で熱処理が実施されます。
真空炉を減圧する真空ポンプの性能が不足している場合は、真空炉を減圧した後に窒素ガスなどの不活性ガスを活用。そうすることで残留空気を排出し、高真空状態の代わりとすることもできます。
真空焼き入れは、真空炉を使用して鋼材を真空状態で加熱した後、油、水またはガスで急冷する熱処理のことで、酸素を排除することによって、鋼材表面の酸化や脱炭を防ぐ効果があります。
また、それと同時に、焼き入れの効果によって鋼材が硬くなり、耐摩耗性や引っ張り強さ、疲労強度などを向上させることも可能です。
真空焼き入れの冷却に用いられているのは主に窒素ガス。ファンなどで炉内を撹拌し、鋼材を冷却します。より急速に冷却する必要がある場合には高圧ガスが用いられます。
最近では、冷却に10気圧もの高圧ガスを使用できる真空炉もありますが、3~6気圧ほどあれば、油で冷却するくらいの冷却性能を得られます。
なお、冷却性能が高い順にいうと「水、油、ガス」ですが、急速に冷却をすればするほど歪みが出やすいというデメリットもあるので注意が必要です。
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今後ますます採用されることが多くなると予想されている真空焼き入れ。酸素がない状態で処理を行うため、素材表面と酸素が反応して発生する黒ずみのある酸化皮膜も発生せず、光沢感のある高い品質の素材を生み出すことができます。
処理後の素材品質が非常に高いため、仕上げ作業や研磨作業など、工数を削減できるというメリットもあります。
金型用のプレートや鋼材、部品など、幅広い分野で使用されるものに処理が可能。また、鋼材表面の酸化がほぼ起きない真空焼き入れは、熱処理前後で表面の光沢と色が保たれることから、「光輝焼き入れ」とも呼ばれています。
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