熱処理とは

□熱処理の種類

(全体)焼入焼戻、
(表面)浸炭焼入焼戻、浸窒焼入焼戻、塩浴軟窒化処理
(部分)高周波焼入焼戻、火炎焼入焼戻、レーザー焼入
(ベーキング)電気メッキの水素脆性除去、無電解化学ニッケルメッキの硬度アップ

(アルミ)時効処理

■鋼材の熱処理

金属などを加熱・冷却により素材の硬度、強度、靭性を変化させる役割。自動車部品は適切な熱処理が要求される。全体焼入れ、表面焼き入れ、部分焼入れに区分される。またベーキング処理は高炭素鋼の電気メッキ後の水素脆性除去として3時間以内200度程度の低温処理を行う。

サイズ:

10㎜~1000㎜

材質:

鋼材

工法

治具セット→脱脂洗浄→条件セット(温度、時間、油温等)→熱処理炉(入炉→昇温加熱→焼入→焼き戻し→出炉 )

<加熱・冷却条件>

  焼き入れ 焼き戻し 焼きなまし 焼きならし ベーキング
HQ HT HAHNR
ワーク 高炭素鋼 合金鋼 高炭素鋼 焼き入れ部品の電解メッキ後処理
加熱 800~850℃ 1時間保持 150〜200℃ 1時間保持 800~850℃ 800~850℃ 200℃ 3時間保持
冷却 水冷数秒(550℃まで急冷)→空冷 炉冷で徐冷 550℃まで炉冷で徐冷→空冷 空冷 空冷

焼き入れ

JISの加工記号では「HQ」。硬度は鋼に含まれる炭素量で決まる。熱処理方法は炭素鋼の場合では、鋼を組織の構造が変化する変態点温度(700℃)より高い800~850℃まで上昇させ、所定時間置いた後、水冷で数秒急冷し、その後空冷する。これにより、鋼の組織はマルテンサイト化して硬くなる。高炭素鋼では、そのままでは脆く割れなどが生じやすいため、焼戻しを行う。

焼き戻し

鋼を強靭にする熱処理。JISの加工記号では「HT」。焼き戻しを行うかどうかはS35C以上の中炭素鋼など、鋼に含まれる炭素量で決める。熱処理方法は、焼き入れ後さらに再加熱して硬くて脆い「焼き入れマルテンサイト組織」を粘りのある「焼もどしマルテンサイト組織」にする。低温焼もどしと高温焼もどしがある。低温焼戻し温度は150〜200℃で1時間保持しその後炉冷で徐冷する。一方高温焼戻し温度は550〜650℃の臨界区域の高温で1時間加熱後、空冷する。靭性が必要な歯車やシャフトの製造に用いられる。

◆焼きなまし

鋼を軟らかく加工しやすくする熱処理。JISの加工記号では「HA」。熱処理方法は炭素鋼の場合では変態点温度(700℃)より高い800~850℃まで加熱し、臨界区域(550℃)以下まで炉冷で徐冷する。その後炉から取り出し空冷する。加工性を改善する。

◆焼きならし

加工によって不安定となった鋼の組織を均一な標準状態にする熱処理。JISの加工記号では「HNR」。熱処理方法は炭素鋼の場合では変態点温度(700℃)より高い800~850℃まで加熱し空冷する。結晶粒が微細化し靭性が増し、同時に残留応力が除去できる。

◆ベーキング

メッキによって金属が水素を吸収してもろくなる現象を水素脆性という。高強度鋼部品が静的な負荷応力を受けた状態である時間を経過したとき突然脆性的に破壊する「遅れ破壊」につながるため危険。そのため、焼入れ鋼の亜鉛メッキなど水素脆性の危険のある製品は、通常めっき後に、脱水素処理としてベーキング処理を行なう。ベーキング処理は、200℃の炉中で加熱して水素を追い出す。

アルミニウム合金熱処理

鉄鋼材料では焼入れによりマルテンサイト変態により強度が上昇する。一方、アルミニウム合金では変態がないので、溶体化処理により合金元素をアルミ中に溶け込ませ、時効処理により、微細な金属間化合物として析出させる。アルミニウム展伸材ではA2000...

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部分焼き入れ

部分加熱により表層のみを加熱する。熱処理の硬度とし、耐摩耗性などを向上させる。S30C以上炭素鋼、合金鋼、鋳物に多く用いられている。局所焼入れが可能で、製造ラインでは作業時間が短く自動化ができるなどの長所がある。 【適用】クランクシ...

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表面熱処理

母材の靱性を確保しながら表面のみを高硬度化し、耐摩耗性と耐疲労強度を両立させる方法。ガス雰囲気中で熱処理する方法と高温の塩欲槽で処理する方法が自動車部品では使用される。 【適用】エンジン(コンロッド、クランクシャフト)、変速機(ギア...

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溶射

ワーク表面にセラミックス粒などの溶射剤をプラズマなどで熱噴射し、溶融・半溶融状態で衝突させて積層被膜を形成する表面処理技術。ワークの温度を300℃以下に保ちながら低温でコーティングする技術。耐熱や耐摩耗、軽量化などの性能向上の目的で使用さ...

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ショットブラスト(物理的表面処理)

◆ショットブラスト 塗装や接着の前の下地処理に多く使用される。酸化物や汚れを除去することで、クリーンな活性面を表面に出現させ、塗装ムラや密着不良部の錆などを防ぐ。ブラスト加工をすることで表面積が増大し密着性が向上する。(アンカー効果...

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陽極酸化被膜(アルマイト)

アルミニウム合金やチタン合金の防錆に使用される。アルマイトはメッキと混同されることが多いが、原理は全く異なる。 材料の表面を陽極として、主に強酸中で電解による酸化反応で表面に安定な酸化物層を形成する。 注意点は、アルミの表面か...

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化成処理

□自動車部品で多く使用される化成処理 自動車では水素脆性の懸念がないのでボルトや高強度部材などに化成処理も多用される。防錆力と耐摩耗性の性能順に、リン酸マンガン被膜、リン酸亜鉛被膜、四三酸化被膜(黒染め処理)となっている。 画...

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コンプレッション成形部品

ゴム単体部品など、最も多用される成形法。 コンプレッション成形法は金型温度170℃程度の適温にした金型にゴム材料を仕込んで金型を閉じて架橋時間5分~15分程度、圧力をかけて取り出す 熱プレス工法。生産性が低いので通常、金型サイズ一杯...

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ドライカーボン

成形型に予めパターンカットされたプリプレグを配置しておき、真空ポンプで脱気を行い、積層した後、オートクレーブ(大型圧力装置)に入れて高温高圧にて成形する。 サイズ 100㎜~2000㎜ 材質 樹脂:熱硬化性エポキシ...

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注型部品

試作などで使用される工法。安価で速い。 金型の代わりにシリコンゴム型を使用し、型に樹脂を流し込み固化させる。 真空注型は真空槽を使用し、型の隅々まで樹脂が行き渡るので気泡ができにくい。 サイズ 100㎜~2000㎜ ...

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熱プレス成形部品

カーボン(CFRP)やガラス(GFRP)等、FRP( Fiber Reinforced Plastics)の成形で使用される。樹脂は主に熱硬化性プラスチックを使用するが、熱可塑性プラスチックにも対応する。 ■RTM(Resin...

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ろう付け(Brazing)

■ろう付け(Brazing) ろう接はろう付とはんだ付に区分される。溶加材の融点が450℃以下がはんだ付、451℃以上がろう付と定義されている。接合する部材よりも融点の低い合金(ろう)を溶かして接着剤として用いる。水素雰囲気や...

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溶接部品とは

2つ以上の金属部品の接合法。自動車では電気抵抗の発熱で溶接するスポット溶接が多いが、その他各種の溶接も多用される。足回りでは溶接材を用いるアーク溶接、ミッション等の構成部品には溶接材を用いない高精度なレーザー溶接、トルクコンバータなど接合...

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焼結部品とは

複数の金属を微細な粉末の状態で圧縮成形(3~8t/cm2)し、溶融点以下の高温(1150~1300℃)に保持し焼結して焼き固める。材料強度は弱いが、寸法精度が高く大量生産が効くことから、機械加工できないような複雑形状を形成するのに有効な工...

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金属粉末射出成形MIM(Metal Injection Molding)

粉末冶金技術とプラスチック射出成形技術との複合技術。金属粉末とバインダーから成る固体ペレットを使用し射出成形する。 材質と形状の自由度が高く、製品公差は±0.5%とロストワックスより高精度で後加工の切削加工を省略できる。また、物性は...

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マグネシウムチクソモールド部品

マグネシウム合金の射出成形法。投入材料は金属チップ状で射出成形機を使用し製造する。 シリンダ ー内のスクリューのせん断力で半溶融のスラリー状になるチクソトロピー(Thixotropy)現象を利用してノズルから射出成形する。成形温度は...

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永久磁石式同期モーター

電動車の駆動モーターの形式は、永久磁石式同期モーターの埋め込み磁石形(IPM)と呼ばれる交流モーターの採用が多い。永久磁石とコイルが直流モーターとは逆に配置され、ローター側に永久磁石が使用され、機械的な安全性が高く高速回転に向いている。 ...

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トランスアクスル(ハイブリッド車)とは

シリーズパラレル方式ハイブリッド車において「ハイブリッドトランスアクスル」は「電気式無段変速機」とも呼ばれる。駆動モーター、動力分割機構、ジェネレーター(発電機)、減速機、ディファレンシャルギアが一体化されている。 動力分割機構は、...

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