高周波焼入れは、交番磁場で金属部品を加熱し、その後急速に冷却することによって、金属部品の表面を硬化させるために使用されるプロセスである。高周波焼入れに必要な温度は、一般的に鋼の臨界点温度（鋼がフェライトからオーステナイトに相変態する温度）を超える。この臨界温度は鋼の種類によって異なるが、一般的には700℃～900℃の範囲である。このプロセスでは、被加工材をインダクター・コイルの中に置き、交流電流によって磁場を発生させ、渦電流を誘導して被加工材の表面を加熱する。表面の高い電流密度により急速な加熱が起こり、所望の温度に達した後、ワークを急速に冷却して表面硬化を達成する。
キーポイントの説明
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高周波焼入れプロセス:
- 誘導焼入れでは、被加工材を誘導コイルに入れる。
- コイル内の交流電流が磁場を発生させ、被加工物に渦電流を誘導する。
- この渦電流により、電流密度が表面で最も高くなる表皮効果により、ワークの表面が急速に加熱される。
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高周波焼入れの温度範囲:
- 高周波焼入れに必要な温度は、鋼の臨界点温度以上でなければならない。
- 臨界点温度とは、鋼材がフェライト相からオーステナイト相に変化する温度で、通常700°Cから900°C（1292°Fから1652°F）の間である。
- 正確な温度は、処理する鋼の種類によって異なる。
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電流周波数の影響:
- 交流電流の周波数は加熱層の深さに影響する。
- 周波数が高いほど、表面と内部の電流密度の差が大きくなり、加熱層が薄くなります。
- このため、硬化層の深さを正確に制御することができ、高周波焼入れは、材料のコア特性に影響を与えることなく、特定の表面硬度を必要とする用途に適しています。
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急速冷却:
- ワークピースの表面が臨界温度に達すると、通常、水、油、またはポリマーベースの急冷剤を使用して急速に冷却される。
- この急速冷却により、オーステナイト相が硬くて脆い相であるマルテンサイト相に変化し、硬化した表面層が形成されます。
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用途と利点:
- 高周波焼入れは、自動車、航空宇宙、製造業などの業界で、ギア、シャフト、ベアリングなどの部品に広く使用されています。
- このプロセスには、局所的な硬化、最小限の歪み、部品全体に影響を与えることなく部品の特定の領域を硬化させる能力など、いくつかの利点があります。
要約すると、高周波焼入れの温度は鋼の臨界点温度によって決定され、その温度は通常700°Cから900°Cの間である。このプロセスでは、交番磁場を用いて被加工物の表面を加熱し、その後急速に冷却して表面硬化層を形成する。交流電流の周波数は加熱層の深さに影響するため、硬化プロセスを正確に制御することができます。高周波焼入れは、金属部品の耐摩耗性と耐久性を向上させるための多用途で効率的な方法です。
総括表
| 主な側面 | 詳細 |
|---|---|
| 温度範囲 | 700°C ～ 900°C (1292°F ～ 1652°F) |
| 臨界点温度 | フェライトからオーステナイトへの相変態 |
| 加熱メカニズム | 交番磁場が渦電流を誘導し、表面を急速に加熱する。 |
| 冷却方法 | 水、油、ポリマー系急冷剤を使用した急速冷却 |
| 用途 | 自動車、航空宇宙、製造業におけるギア、シャフト、ベアリング |
| 利点 | 局所的な硬化、最小限の歪み、正確な制御 |
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