HRC55、深さ20mm程度の均一な硬度の焼入れ…

Question

HRC55、深さ20mm程度の均一な硬度の焼入れ方法について

海外部品を調査していると、HRC55で深さ20mm程度の均一な硬度の焼入れを施している部品がありました。
当社では、高周波や浸炭を所有しているのですが、色々な条件でトライしても、なかなか同様の焼入れが出来ませんでした。どうしても表面硬度が上がってしまい、深くなるに連れて硬度が低下します。
どんな方法で上記条件がクリア出来るのでしょうか。
推測でも良いので、色々とご意見伺えたら幸いです。

Accepted Answer

?硬化深度を大きくする為には、材料面からは『焼入れ性』を改善した成分系にする事です。
　表面から内部に入るほど、焼入れ時の冷却速度は小さくなりますが、『焼入れ性』の良い材料を使えば、冷却速度がある程度小さくなっても、焼入れ後正常なマルテンサイト組織が得られます。
　『焼入れ性』は、各材料のジョミニー曲線（焼入れ性試験）、ＣＣＴ曲線（連続冷却変態曲線）などによって、評価出来ます。
?高周波加熱は電流の表皮効果によって表層部が加熱されますが、硬化深度を大きくする為には、表層から深くまで、焼入れ温度（オーステナイト化温度）に到達させるために、表層部の予熱を行います（通常高周波加熱を複数回行う）。予熱はテンパーとは違います。

Answer

＞高炭素鋼を浸炭すると言うのは如何でしょうか。全体に焼入れが入るのかなと思っていました。

というご意見ですが、浸炭で表面から深さ20mmも、均一な硬さを得ることは不可能だと思います。

Answer

材料側から見た場合、往々にして海外（欧州）の鉄鋼メーカーの素材は、コストダウンのためにいろいろ小細工をしている日本の素材と違って、教科書どおり（？）の素直な処理をしているために素材の素性がよく、熱処理もしやすかったりします。その分高かったりしますが・・・。
なお、この意見は個人体験からですので、日本の素材が悪いことを保証してるわけではないので念のため。

Answer

製鉄プラントで使用している薄板用の冷間圧延ロール（通常、高Ｃ－Ｃｒ－Ｍｏ－Ｖ系鋼）は、熱処理を高周波焼入れして、表面から２０３０mmの深さまで、ほぼ均一な高硬度（この場合にはＨＳ９０以上）にします。
ポイントは上記のように、焼入れ硬化深度の大きい材料を選定する事、高周波焼入れでは、低周波の高周波電流により、表面からの加熱深さを充分とる事、及び予熱を充分に実施する事です。

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