真空熱処理(しんくうねつしょり)        [s20]

【用語の意味】
真空中で行う熱処理の総称。鉄鋼の熱処理では、窒素ガスなどを使った低真空状態のものも含む。 品物表面の酸化や脱炭がなく、光輝状態で熱処理ができるので、近年は工具鋼などの高級鋼に熱処理では多く用いられる。
【補足説明】

鉄鋼の熱処理に使われる真空炉は、加熱中に空気中の酸素と反応することを避けるために脱気して加熱する構造の炉であるが、スペースシャトルや静止衛星が飛ぶ宇宙空間程度まで真空度を上げると、加熱中に鋼中の合金元素が飛散するので、適度な真空状態で加熱される。
標準的な炉のタイプは、1室タイプが多く、加熱室と冷却室を兼ねている。常温状態で品物を入れて減圧するために、2種類以上の真空ポンプを使って急速に高真空状態まで脱気して加熱される。
電気加熱が多く、ヒーターの熱で加熱するが、空気中の酸素が排除されれば熱の伝わり方は「放射(輻射)」と品物の表面からの「伝導」になり、「対流」がないために温度ムラが生じやすく、加熱時間が遅くなるので、窒素ガスなどのキャリアガスを少し入れて熱の均一性を高めるタイプのものもある。
真空にする過程で品物表面の油脂類や汚れが取れるとされるが、真空ポンプの劣化をまねくので、洗浄などの前処理が必要である。このため、黒皮(スケール)のついた品物やさびている品物は、真空度や機器を劣化させるので、真空熱処理には不向きである。
真空熱処理は ①焼入れ加熱中の酸化や脱炭を抑える ②光輝性の高い仕上がりになる・・・ などの長所があるが、費用が高価であるのが短所といえる。
多くの炉のタイプは、加熱後の冷却に窒素ガスが用いられる。ガスでの冷却速度を高めるために、一気に大量のガスを流す(これを加圧冷却という)ことで油冷と同じ程度の冷却性能があるタイプも多いが、ガスの流れが一定方向であることやガスの圧力の影響で品物に曲がり(歪)が生じやすいので、適度な流量で冷却される場合が通例である。
もちろん、作業効率を高めるために2室、3室構造にしたり、油冷装置を備えるタイプもある。
鉄鋼の焼入れ焼戻し用のほかには、表面処理装置などの様々な真空を利用した熱処理装置がある。
当社の真空炉の例 2室油冷タイプ当社の例:油冷2室タイプ当社の真空炉の例 1室タイプ1室構造の真空炉


↑記事のTOPに戻る