サブゼロ処理         [s04]

通常は、焼入れ冷却時に、0℃以下に冷やす処理をいいます。
残留オーステナイト低減による硬さ上昇や経年変化の減少などを目的に実施されます。
このうちで、-100℃以下で行う処理をクライオ処理と呼ぶことが多く、これによって耐摩耗性や寿命の向上を謳うものもありますが、今のところよくわかっていないのが実情です。



工具鋼などの焼入れ性の良い鋼は、焼入れ時に常温に冷却しても変態しないオーステナイト(残留オーステナイトと呼ばれます)が多く残るので、常温以下に温度を下げてることによってマルテンサイトなどに変化させる目的のために0℃以下に品物を冷やす処理をサブゼロ処理と呼びます。サブゼロというのは、0℃以下という意味です。

近年は、液化炭酸ガスや電気式の冷凍設備で-75℃程度に冷やす処理が主流です。また、不定期に行う大型品のサブゼロ処理には、ドライアイスが使用されます。

処理のタイミングは、焼入れ冷却に引き続いてこの温度に冷却します。これによって、ほとんどの焼入れ鋼の残留オーステナイトは消失します。しかし、完全になくする(0%にする)のは難しいようです。

焼入れ直後にサブゼロ処理をすると、焼入れ硬さが上昇しますし、残留オーステナイトの影響による経年変化はかなり軽減されます。しかし、サブゼロを焼入れ直後に行わないで、いったん焼戻ししてから行うと、これらの効果は極端に減少します。


  

クライオ処理

クライオ装置の例 クライオ装置(当社)の例
クライオ処理の多くは、液体窒素ガスを用いて-180℃程度まで冷却する処理が多いようです。

熱処理以外の分野では液化アルゴンガスなどを用いた処理も行われますが、熱処理ではアルゴンガスや処理の費用が高価なために、液化窒素による冷却以外はほとんど行われていません。

クライオ処理は、焼入れ過程で継続して温度を下げる方法以外に、焼戻し後で製品が仕上がってから行うことを指示されているものがあります。
そしてそこには、この処理を行うと、-75℃処理では見られない「寿命が改善する」効果をPRされているものがあります。しかし、その状況や理由などは詳しくはわかっていないというのが実情です。(→こちらに関連記事


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