予熱変形の方法直管鋼管:
1. 合理的な材料選択。精密で複雑な金型には、品質の良い微細変形金型鋼を選定する必要があります。炭化物偏析が著しい金型鋼は、適切な鋳造を行い、焼入れ・焼戻し熱処理を施す必要があります。大型で鋳造が困難な金型鋼には、固溶体二元精錬熱処理を施すことができます。加熱温度を適切に選択し、加熱速度を制御します。精密で複雑な金型の場合は、徐熱、予熱などのバランスの取れた加熱方法を用いることで、金型熱処理による変形を低減できます。
2. 熱処理工程の適正な運用と合理的な焼戻し熱処理工程も、精密金型や複雑な金型の変形を抑制する効果的な方法です。精密で複雑な金型の変形原因は複雑であることが多いですが、変形のルールを習得し、発生原因を把握し、金型の変形を防ぐための特別な方法を用いれば、金型の変形を低減・抑制することができます。
3. 精密金型や複雑な金型は、加工中に発生する残留応力を除去するために予熱する必要があります。精密金型や複雑な金型の場合、条件が許せば、真空加熱焼入れと焼入れ後の極低温処理を可能な限り採用する必要があります。金型の硬度を確保することを前提として、予冷、段階冷却焼入れ、または温間焼入れなどの工程を採用するよう努めてください。
4.金型の設計・設計は合理的で、厚さの差が大きすぎず、形状は対称性を保つ必要があります。変形の大きい金型の場合は、変形ルールを管理し、加工代を確保する必要があります。大型で精密で複雑な金型の場合は、複合設計を採用することができます。一部の精密で複雑な金型では、予熱処理、時効熱処理、焼入れ焼戻し窒化熱処理などを用いて金型の精度を制御することができます。ブリスター、気孔、摩耗などの金型欠陥を修復する場合は、冷間溶接機などの熱影響の少ない設備を使用して、修復工程中の変形の発生を防ぎます。
ストレートシーム鋼管の焼鈍工程：ストレートシーム鋼管の焼鈍は、鋼管を一定温度まで加熱し、その温度で保温した後、室温まで徐冷する工程です。焼鈍には、焼鈍、球状化焼鈍、応力除去焼鈍などがあります。
1. 鋼管を所定の温度まで加熱し、一定時間保温した後、炉内で徐冷することを焼鈍といいます。その目的は、鋼の硬度を下げ、鋼中の組織不均一性と内部応力を除去することです。
2. 鋼管を750度に加熱し、一定時間保温した後、500度まで徐冷し、その後空気中で冷却する処理を球状化焼鈍といいます。この処理は鋼の硬度と切削性を低減することを目的としており、主に高炭素鋼に用いられます。
3. 鋼管応力焼鈍は低温焼鈍とも呼ばれ、鋼管を500～600度に加熱し、一定時間保温した後、炉内で300度以下まで徐冷し、その後室温まで冷却します。焼鈍処理中は組織に変化はなく、金属内部の応力が主に除去されます。
4. 焼準：鋼管を臨界温度より30～50℃高い温度に加熱し、適切な時間保持した後、静止空気中で冷却する熱処理工程を焼準といいます。焼準の主な目的は、鋼の組織と特性を改良し、平衡に近い組織を得ることです。焼鈍工程と比較した場合、焼準と焼鈍の主な違いは、焼準の冷却速度がわずかに速いため、焼準熱処理の生産サイクルが短くなることです。したがって、焼鈍と焼準の両方が部品の性能要件を満たす場合は、可能な限り焼準を使用する必要があります。
5. 焼入れ：鋼管を臨界点以上の一定の温度に加熱し（45号鋼の焼入れ温度は840〜860℃、炭素工具鋼の焼入れ温度は760〜780℃）、一定の時間保持した後、適切な速度で水中に浸します（油中で冷却してマルテンサイトまたはベイナイト組織を得る熱処理プロセスを焼入れといいます。焼入れ、焼鈍、焼きなましの主なプロセスの違いは、マルテンサイト組織を得ることを目的とした速い冷却速度です。マルテンサイト組織は、鋼を焼入れした後に得られるアンバランスな組織です。硬度は高いですが、可塑性と靭性が低いです。マルテンサイトの硬度は、鋼の炭素含有量とともに増加します。
6. 焼戻し：鋼管を焼入れした後、臨界温度より低い一定温度まで加熱し、一定時間保持した後、室温まで冷却する。この熱処理工程を焼戻しという。一般に、焼入れした鋼部品はそのまま使用することはできず、使用前に焼戻し処理を施す必要がある。焼入れ鋼は硬度が高く脆いため、そのまま使用すると脆性破壊が発生することが多い。焼戻し処理は、内部応力を除去または低減し、脆性を低減し、靭性を向上させることができる。また、焼入れ鋼の機械的性質を調整することで、鋼材本来の性能を最大限に引き出すことができる。焼戻し温度の違いにより、低温焼戻し、中温焼戻し、高温焼戻しの3種類に分けられる。
1) 低温焼戻し 150~250; 内部応力と脆性を低減し、焼入れ後も高い硬度と耐摩耗性を維持します。
2) 中温焼戻し350〜500；弾力性と強度を向上します。
3）高温焼戻し500～650℃。焼入れ鋼部品を500℃以上の温度で焼戻しすることを高温焼戻しといいます。高温で焼入れした鋼部品は、総合的な機械的特性（強度と硬度、塑性、靭性）を有します。そのため、一般的に中炭素鋼および中炭素合金鋼は、焼入れ後に高温焼戻し処理を施すことが多いです。シャフト部品は用途が広く、焼入れ＋高温焼戻しを焼入れ焼戻し処理といいます。
投稿日時: 2023年9月13日