第一鋼業株式会社~熱処理用語

アンダーハードニング      [a07]

高速度鋼を正規の焼入れ温度よりかなり低い温度で焼入れし、低温焼戻しすると高じん性が得られるという熱処理方法を「アンダーハードニング」と呼ばれていました。

この熱処理は、(ごく一部でしたが)昭和年代後期まで行われていました。

しかし、高速度鋼は高価ですし、耐熱特性などの本来求められる特性が損なわれることや、低硬さで使用する目的のマトリックスハイス(セミハイス)などが開発されたこともあって、近年ではこのような熱処理は行われていません。


通常の高速度鋼(ハイス)は耐熱性、耐摩耗性を得るために、例えばSKH51では1150℃以上での焼入れが行われます。

これに対して、1030℃程度の、通常の冷間ダイス鋼と同じ焼入れ温度で焼入れをして、200℃程度の低温焼戻しをすることで、通常焼入れのもと比べてシャルピー衝撃値が1.5~2倍の高いものが得られる焼入れ方法を「アンダーハードニング」と呼ばれていました。

当時は、温間鍛造金型や耐衝撃用途に、この方法で熱処理することが行われていました。(記憶では、タングステン系のハイスなど、その他の鋼種はこの方法は行われていないようです)

しかし、高速度鋼は高合金であり高価ですし、さらに、高温焼戻しをした通常の高速度鋼(ハイス)に比べて耐熱性や高温強度、耐摩耗性が劣るために、このアンダーハードニングという熱処理は行われなくなってしまっています。

現在は、マトリックス系ハイス(セミハイス)と呼ばれる、硬さとじん性を兼ね備えた成分系のハイスが開発されてきたために、それに変わっていったのでしょう。

マトリックス系のハイスは、熱間工具鋼と高速度鋼の中間的な成分で、使用される硬さが58-62HRC程度の耐熱高じん性工具用として開発されています。

一般的には高速度鋼の焼入れ温度を下げることでじん性は高くなリますが、極端に耐熱性は低下するという欠点があります。

このために、あえて高価な高速度鋼を使わなくても、ダイス鋼などで代替することができるとする考え方から、このアンダーハードニングという熱処理方法が廃れていったと考えられます。

しかし、高速度鋼のSKH51について言うと、JISなどの標準焼入れ温度は1200℃程度で63HRC以上の硬さを得ますが、熱処理を依頼される製品では、使用中の割れ・欠けなどの対応のためにじん性が求められて、61-63HRCと低目にする品物が比較的多いこともあって、当社では古くから、焼入れ温度を低めにすることで対応しており、製品寿命が安定する・・・という評価も多かったことから、現在でもJISの焼入れ温度範囲ではなく、低めの焼入れ温度を採用することが多いのが実情です。

YXM1の熱処理曲線の例

一般的には、高速度鋼のじん性は、硬さの影響の次に、焼入れ状態の影響が大きいという考え方があります。

これは、たとえば、同じ硬さで高じん性を望む場合は、焼戻し温度を上げて硬さを決めるよりも、焼入れ温度を下げるほうがいいという考え方ですが、このように、製品の寿命を改善したい場合に、いろいろな熱処理の考え方があるということを記憶ください。
(製品の寿命はいろいろな要因で決まるので、この方法がいいというのではなく、その他のやり方を考えることで改善される方法もあるということです)



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