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長尺物の焼入れ歪が少ない金属熱処理をお約束いたします!

歪みの少ない金属熱処理とは?

まずはじめに、歪みについて説明致します。
歪みには「変寸」と「変形」の二つの原因があります。

「変寸」は、伸び・縮み・太り・細りなどの寸法の変化です。

「変形」は、曲がり・ねじれなど形の変化です。

焼きを入れる以上、変寸の変化は防ぎようがないのですが、変形は困りものであります。
変形(バナナ曲がり)は早く冷えた側が凸(伸びる)、遅く冷えた側が凹(縮む)で、ちょうど日本刀のそりと同じで、早く冷えた刃側が凸、遅く冷えた棟側が凹となり、日本刀の反りは焼き曲がりの一種です。
したがって、この反り(バナナ曲がり)は冷やし方のムラの強弱によりコントロールされます。鉄板など片面加熱して注水焼入れすると、板が薄いときは加熱急冷側(焼入側)が凸(山形変形)、厚いときは加熱急冷側が凹(皿型変形)となります。
薄板のときは裏まで熱が通るので、水冷側が早く冷えることになり、この面が凸となります。しかし厚板のときは裏まで熱が通らないで冷たいから水冷側よりも早く冷えたことになります。つまり水冷側は見てくれは早く冷えたようでも、実は遅く冷えたことになるので、加熱水冷側が凹となり、ちょうど薄板のときと逆の形となります。
この現象を利用して鉄板をロールでなしに熱的に湾曲させることができます。
(線状加熱といい、船の外板の曲げに応用されています。)

バナナ曲がりを直すには凸側をあぶって水をかければ良いので、これで出っ張りが直ります。穴のあいている鋼部品は穴の周囲だけを焼いて水をかけてやれば穴は縮まって小さくなり、鋼部品全体を加熱して穴だけを注水して早く冷やすと穴は広がります。つまり早く冷えた側は伸び、遅く冷えた側は縮まるということになります。

これが焼曲がり(焼歪み)の原理で、熱歪>変態歪です。

焼歪み・焼曲がりは冷却ムラが原因で、冷却ムラがないように均一急冷することが曲がらずに硬く焼入れするコツです。
「日本規格協会 熱処理技術マニュアル」より引用

では当社はどのように「長尺や大物」に歪みの少ない熱処理をしているかは「ソルト焼入れ」にて焼入れ冷却をしています。

ソルト焼入れとは>>詳しくはクリック