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レーザー焼き入れの焼き入れ深さについて
- レーザー焼き入れとは、金属表面の硬度を高める熱処理の一つです。従来の高周波焼き入れ焼き戻しと比べると焼き入れ深さは1mm以下とされています。
- 近年、レーザー焼き入れが注目されており、熱処理歪みを抑えつつ焼き入れ深さを高周波に近づけることが可能です。
- しかし、ＳＵＳ４２０Ｊ２調質材の場合、表面硬度はHRC50以上、焼き入れ深さは2mm以上が求められています。そのため、レーザー焼き入れでは要件を満たすことは難しいかもしれません。
- 熱処理
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加熱原理が違います。 高周波は深さ全体を加熱。 http://www.spc.co.jp/products/ih/information.html 表面電流密度×0.37流れる深さが表皮深さ 表皮深さは周波数で可変。 レーザーはあくまで表面からの伝熱。深く加熱したくとも表面が過熱し溶けるに至る。 この違い 温度 ↑ │＼ 高周波 │ ＼ ↓ │……＼……… │ ＼ ・ │ ↑＼ ・ │レーザー ＼ ・ │ ＼ ・ └─────────→深さ レーザーは表面だけからの加熱なので温度は深さにつれ徐々に下がる。 表面を上げ過ぎず深さを得るにはカーブ傾向は同じで横に引張るのみ。それには出力(密度)を低く加熱時間を伸ばす。しかし火炎焼入れと同じになりレーザーを使う意味が無い。 高周波は焼入に必要な温度が所望深さまで延びたカーブが得られる。
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たぶんコスト的には引き合いませんが 電子ビームによる焼入れというのもあります。 面焼入れ性はレーザーより優れています。 電子ビーム焼入れの原理 http://www.mitsubishielectric.co.jp/fa/products/mecha/ebm/technologies/ 原理的には、鉄イオンなどを使えば 表面よりも深いところだけを熱処理することも可能ですが まだ製品は見たことないですね。 重粒子線がん治療として医療用に炭素イオンが使われている程度です。
お礼
電子ビーム焼入れは真空中で行われることなどからレーザー焼入れよりも特殊な処理であることが想像できました。 初めて聞く熱処理方法を教えていただきありがとうございました。
>熱処理歪みを抑えつつ焼き入れ深さを高周波並にすることは可能なのでしょうか？ できません。 >不可能であるならばその理由もご教授お願いいたします。 レーザー口径が細く加熱が局所的だからです。 非常に多数のレーザーを使用して均一に過熱すれば可能ですが現実的ではないでしょう。 http://www.fuji-koushuha.co.jp/sperep/sp_rep_vol5.pdf
お礼
ご回答ありがとうございます。 富士高周波工業?の資料を参考にさせていただきます。
お礼
素人の私にもイメージしやすい回答をいただきましてありがとうございました。