こちらでは、浸炭焼き入れについて、仕組みや特徴をまとめています。浸炭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。
浸炭焼き入れとは、熱処理する素材の表面に炭素を浸透させてから焼き入れする処理方法のこと。浸炭する方法はさまざまですが、一般的なのはガス浸炭。ガス浸炭とは、浸炭用ガスを充満させた炉の中で、浸炭させる素材を加熱する処理のことです。
浸炭焼き入れには主に耐摩耗性を高める効果があり、処理する部品を雰囲気ガスの中で加熱し、雰囲気ガスの温度や濃度などを制御。炭素を鋼材の表面から浸入させて表面を硬化させ、これを浸炭といいます。
この浸炭を行った後に焼き入れを行うのが一般的な「浸炭焼き入れ」です。浸炭を行った後は、硬さに強く影響する炭素が表面付近に多く存在し、通常の焼き入れでは実現できないような表面の硬さが得ることができます。
鋼材に含まれる炭素量は、硬さや強度に影響する重要な要素。しかし、炭素量を増やせば鉄鋼は硬くなりますが、靭性がもろくなり、割れやすくなってしまうのです。下記では浸炭焼き入れの基本的な3つの処理方法について解説いたします。
ガス浸炭とは、浸炭性ガスを鋼材に浸炭させるする方法のこと。浸炭焼き入れの中で、最も普及している熱処理方法です。
鋼材を900～940℃まで加熱してガスに浸炭させ、高温で焼き入れます。このガス浸炭は、大量生産をする際にぴったりだと言われています。
ソルト浸炭とは、ソルトバス(塩浴)を使用した塩浴炉にて加熱浸炭させる処理方法。液体で加熱しますので、歪が少なく、均一に処理することが可能です。
ソルト浸炭は小型部品などに適していて、量産製品でも単品製品でも、幅広い製品に用られています。
真空浸炭とは、真空化された炉内にアセチレンガスを挿入し、熱分解によって発生する活性炭素を鋼材の表面に浸透させるという処理方法のこと。
炉内は酸素がゼロの状態ですので鋼材への酸素侵入もなく、ムラのない均一な浸炭を行うことができます。
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浸炭焼き入れには、炭素が浸透した部分だけが硬くなり強度を高められるという特徴があります。
また、炭素を浸透させた部分だけを焼き入れすることから、焼き入れ部分を比較的自由に選べるという特徴もあります。
炭素が浸透していない部分や素材の内部は、もともとの素材のままの硬度で保たれることから、浸炭焼き入れは主に自動車部品や機械部品などに用いられています。
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