真空焼入れは、真空環境で材料を加熱・冷却し、機械的特性を高める熱処理プロセスです。この工程は真空炉で行われるため、雰囲気と温度を正確に制御することができ、部品が酸化することなく、光沢を保つことができます。
プロセスの詳細
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加熱： 材料は相変化温度と呼ばれる特定の温度まで加熱されるが、この温度は焼入れプロセスの望ましい結果によって異なる。この温度は、材料の質量全体が変質するのに十分な時間維持される。
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冷却： 加熱後、高温で拡散した化学元素を閉じ込めるのに十分な速度で材料を冷却する。この急冷は、材料の硬度と強度を著しく高める硬くて脆い微細構造であるマルテンサイトの形成に極めて重要である。
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真空焼入れの種類
- ガス焼入れ： この方法では、ワークを真空中で加熱した後、窒素などの高純度中性ガスで満たされたチャンバー内で冷却する。この方法は、高速度鋼や高炭素・高クロム鋼のように、マルテンサイト形成の臨界冷却速度が低い材料に適している。
- 液体焼入れ： これは、チャンバー内でワークを加熱した後、冷却チャンバーに移し、最初に高純度窒素で満たし、その後急冷オイルバスに浸漬して急冷する方法である。この方法は、高い表面品質が要求される場合に使用され、その後、真空炉で焼戻しや析出硬化などの追加処理が行われる。
利点
- 酸化がない： 真空環境は酸化を防ぎ、部品の表面品質を維持します。
- 正確な制御： 真空炉の制御された雰囲気と温度により、精密な熱処理が可能になり、材料の機械的特性が最適化されます。
- 清浄な表面： 特にガス焼入れでは、従来の焼入れ法で一般的な油媒体を洗浄する必要がなく、滑らかな表面が得られます。
用途
真空焼入れは、各種鋼（浸炭、合金工具、高速度鋼、ステンレス鋼）および各種時効合金の溶体化処理に広く使用されています。このプロセスは、航空宇宙、自動車、工具製造など、高い精度と耐久性が要求される産業で不可欠です。
