冷却剤(れいきゃくざい)        [r07]

鉄鋼の熱処理では、焼入れに使用する液体などをさします。

水、ポリマー水溶液、油、ガス、塩浴剤などがあります。


焼入れは、急冷することでマルテンサイト変態を利用して硬化させるものです。しかし、どんな鋼種でも速く冷やすのがいいということではありません。

焼入れによって硬化しやすいかどうかを「焼入れ性」という言葉で表現しますが、これは、概念的な表現で、水などで急冷して硬化させる「炭素鋼」などの鋼種に対して、油冷や空冷で十分硬化する鋼種は「焼入れ性が良い」という言い方をします。

鋼種の焼入れ性に応じて、早く冷やさないと硬くならない場合は冷却能力(冷却能)の高いものが要求されますが、必要以上に早く冷やすと、品物各部の温度偏差が発生して、変形や曲りが発生しやすくなります。

さらに、残留オーステナイトが増えて、焼入れ硬さが不安定になることなどが懸念されます。

冷却能は一般的には 水>ポリマー水溶液>油>塩浴剤>ガス の順番ですが、変形や割れの程度を見て、鋼材の焼入れ性に合わせて選択する必要があります。また、冷却剤の温度、循環(攪拌)の程度などによっても変わります。
水冷油冷冷却シミュレーション例

特にポリマー水溶液や油は使用するにつれて劣化して冷却能が変化します。

品物の品質を決める大切なものですので、JISには冷却剤の冷却特性のための銀棒を用いる試験などもあリます。

当社では、これは、焼入れ油の販売業者に依頼して、定期的に管理していますが、それ以外に、簡易的に冷却性能を把握しておくことも重要です。

たとえば、定常的に熱処理する特定鋼種について、焼入れした品物の硬さの経緯を監視することや、品物の表面や中心に熱電対をつけて1秒以下の間隔で温度変化を測定して、時間の関係を見る方法などで変態(焼入れ)の過程を含めた状態を観察するなどをしており、油から引き上げた品物の表面温度を監視することで、引き上げのタイミングや撹拌の程度などを把握しておくことは重要です。



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