第一鋼業株式会社~熱処理用語 真空焼入れ

真空焼入れ(しんくうやきいれ)[s21]

炉内で真空または減圧した不活性ガス中で焼入れする熱処理法を真空焼入れといい、真空炉を使って行うねつしょりを真空熱処理といいます。

焼入れ工程だけを真空炉で行って、焼戻しは通常の大気雰囲気で行うという例も多く、これは、コスト面や納期面を考えてこのような工程が取られますが、最も大きい真空炉を使うメリットは、高温での酸化や脱炭が防げることで、あとに続く加工工程の削減と焼入れ品質の高いことが挙げられます。

焼戻しまですべての工程を真空で行って光輝状態に仕上げる場合は、「完全真空」「オール真空」などと呼んで区別されることもあります。


真空炉を用いて焼入れされた品物は、表面が光輝状態であるので、金型などでは仕上げにかかる時間が短縮できるなどで、熱処理価格が高くてもメリットが出る・・・として好まれており、現在では高級鋼の熱処理の主流になっています。

しかし、多くの真空焼入れ炉は1室構造で窒素ガスを用いて冷却するタイプが主流で、油焼入れをする鋼種には適用できないものが多く、比較的、焼入れ性の良い鋼種に限定されます。

真空熱処理炉の外観例

これは当社の1室タイプの真空炉で、焼入れは窒素ガスによる加圧冷却で焼入れしています。

精密部品の多い高速度工具鋼を使った工具は、真空炉を使って熱処理させるようになっています。

このこともあって、焼入れ性のあまり高くない高速度鋼では、従来のソルトバスで熱処理したものと比べて、工具寿命が短い・・・と指摘されることもあります。

しかし、加圧冷却(ガスの圧力を上げて大量の窒素ガスを流して冷却する方法)で油冷に近い冷却ができる炉(設備)も増えているので、工具寿命の評価については冷却だけの問題ではないかもしれません。

大型真空炉では、ソルトバスに比べて1回に処理できる量が多く、光輝状態の熱処理ができることで、ソルトバスからの転換が進んでいる状況です。

ソルトバスでは、焼入れ温度を変えて個々の焼入れをして、焼戻しを同じ温度で行うという作業方法がとられることが多かったのですが、真空炉での焼入れ処理は、焼入れ温度を層別して、ソルトバスのように細かく変えないで、焼戻し温度で硬さ調整をする熱処理作業をとることが多いという特徴があります。

そのために、ソルトバスと真空炉での熱処理は、条件が異なるところが多いので、例えば、熱処理後の硬さが同じであっても、熱処理方法の違いから、例えば、寿命や熱処理による寸法変化などに変化が生じることもあるので、もしも何かの変化があるようならば、それらの熱処理条件の違いについても検討することが長寿命化などにつながってきます。


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