高周波焼入れとは何？特徴やメリットをチェック！
高周波焼入れとは、高熱で熱したのち急激に冷ますことで、金属材料を強固なものにする熱処理加工のひとつです。今回は、高周波焼入れの特徴とメリット、そして、加工方法について詳しく説明していきます。
目次
- 金属材料を硬化させる「高周波焼入れ」とは
- 金属品質を向上させる焼入れの一種
- 外側が硬く内部は柔軟性がある高周波焼入れの特徴
- 短期間での加工が可能なため省エネ
- 高周波の誘導電力を活用した短時間の作業
- 電気を活用したクリーンな熱処理
- 高周波焼入れのメリットは加工の調整が簡単にできる
- CO2を排出しないため環境が清潔
- コイルを部材に巻きつけるため熱効率の高性能
- 表面部分に熱を加えるため外側を硬く加工
これだけは知っておきたい高周波焼入れのポイント！
- 金属材料を硬化させる熱処理加工のひとつ
- 二酸化炭素を排出することがない環境に優しい加工方法
- 外側のみを硬化するため曲げる加工がしやすい
金属材料を硬化させる「高周波焼入れ」とは
高周波焼入れとは、金属材料を硬化させる目的の処理のことです。高周波の誘導電流を活用し、金属材料の表面部分に急速に熱を加え、その後急速に冷やして加工します。
高周波焼入れが適している機械部品は、歯車やシャフトや平板などです。これは、高周波焼入れを行うことで、耐疲労度と耐摩耗性に優れているためです。加えて、表面かもしくは一部分に加工を行うため、熱を加えたことによる部品の変形のリスクを低減するメリットがあります。綺麗な仕上がりだけでなく、品質も安定することができる加工方法です。
金属品質を向上させる焼入れの一種
高周波焼入れは、金属の品質を向上させるための焼入れ加工のひとつです。
◼️焼入れ加工の種類
| 真空焼入れ | 真空浸炭焼入れ | 高周波焼入れ | ソルト焼入れ | |
| 適合部材 | ・変色不可品向け | ・変色不可品向け ・表面硬化品向け | ・部分的表面硬化品向け | ・変寸不可品向け |
焼入れは金属材料を硬化する目的がある、加工処理のひとつですが、その中でも、高周波焼入れは、金属に磁力と電流を同時に発生させながら硬化させていきます。
金属材料にはもともと電気を抵抗する働きがあります。抵抗が起こることで発生した熱を利用し、焼入れを行います。しかし、持続して熱が発生すると粘り強さが低下する逆効果になるため、焼き戻しを行い急激の熱を冷まします。
外側が硬く内部は柔軟性のある高周波焼入れの特徴
高周波焼入れは、表面の2〜3mm部分にのみ熱を加えていきます。外側が硬くなるので内部には柔軟性が残ります。そのため、先にも説明した通り歯車やドライブシャフトなど、耐摩耗性が必要になる部品に適している特徴があります。
電流を伝えるコイルの形を変更すると、電流の流れ方を調整できるため、加工の方法がさまざまあります。そんな高周波焼き入れの特徴が「省エネ」・「短時間の作業」・「クリーンな熱処理」などの特徴があります。それぞれの特徴について詳しくみていきましょう。
短時間での加工が可能なため省エネ
高周波焼入れは、電流を活用し短時間で金属材料の表面に熱を加えることができます。そのため、生産効率が向上し、短い作業時間で金属材料を硬化させ、丈夫な状態に加工することができます。そのため。高い省エネ効果がある点も特徴のひとつです。
高周波の誘導電力を活用した短時間の作業
高周波焼入れは、高周波の誘導電力を活用するため、秒単位で1000℃までの熱を加えることができ、その後の急速な冷却も可能にします。この短時間で加熱と冷却を可能にするため、短時間で表面部分のみを硬化させることができる作業が特徴のひとつです。短い時間で、金属材料に耐摩耗性と疲労強度を向上させることができます。
電気を活用したクリーンな熱処理
高周波焼入れは、IH（高周波誘導加熱）技術を活用します。電気を活用した熱処理のため、CO2の排出量を抑えることができ、クリーンな熱処理を可能にします。長時間の熱処理と比較すると、地球に優しい熱処理加工である特徴があります。
高周波焼入れのメリットは加工の調整が簡単にできる
高周波焼入れのメリットの一つは、熱を加える電流を調整することができ、焼入れを行う深さなども簡単に調整することができることです。その反面、大きな素材には不向きな加工処理のひとつでもあります。
CO2を排出しないため環境が清潔
高周波焼入れは先の特徴でも説明した通り、電力を活用した焼入れ方法のひとつです。火で加熱する時に比べ、CO2を排出する心配がないため、クリーンな環境で清潔であるメリットがあります。
コイルを部材に巻きつけるため熱効率の高性能
高周波焼入れは、金属材料にコイルを巻き電気を流すことで熱を加えていきます。高周波誘導加熱は、熱の伝わり方が早い特徴があるため、熱効率がよくなります。また、短時間での加工でありながら金属材料の表面を硬化させることができるメリットがあります。
表面部分に熱を加えるため外側を硬く加工
金属材料の表面にコイルを巻きつけて熱処理を行うことで表面部分にのみ熱を加え冷却するので、表面を硬く加工することができます。耐摩耗性が必要な時に適している熱処理加工です。
高周波焼入れは環境に優しく金属の性質を向上させる熱処理加工
高周波焼入れとは、電力を使用し金属材料の外側に熱を加え冷やすことで、硬化させることができる熱処理加工です。高周波焼入れの特徴は、電力を活用するため二酸化炭素を排出しない特徴があります。そのため、環境に優しい熱処理加工です。
キャディ株式会社では、高周波焼入れにも対応しております。
キャディ株式会社での焼入れの事例はこちらでご確認いただけます。
