浸炭は、金属表面の熱処理の一般的なプロセスです。主に低炭素鋼または低合金鋼に使用されます。鋼は活性浸炭媒体に入れられ、摂氏900から950度の高温に加熱されます。十分な時間が経過すると、浸炭媒体中の活性炭原子が鋼の表面に浸透して、より高い炭素含有量の表面層が得られますが、中心は無傷のままです。浸炭後、鋼部品の表面は高い硬度と耐摩耗性を実現できます。しかし、このため、浸炭後の鋼の機械加工や表面処理が困難になっています。
では、浸炭後の鋼部品の機械加工や表面処理はいつ行うべきでしょうか。
研削
研削は、浸炭後に鋼を機械加工する一般的な手段です。浸炭後、部品表面の炭素含有量が増加し、残留オーステナイトが大量に存在します。これにより、火傷や研削亀裂が発生しやすくなります。さらに、粗い炭化物、網状炭化物、および表面の炭化膜も、研削亀裂の重要な原因です。
したがって、機械加工プロセス、特に研削プロセスでは、浸炭部品の技術要件を特定のプロセスパラメータと組み合わせて正しいプロセスパラメータを選択し、発生する可能性のある欠陥を事前に分析して予測する必要があります。これは、部品の品質を向上させ、実際の加工をガイドするのに役立ちます。
ショットピーニング
ショットピーニングは、ワークピースの表面にペレットを衝撃を与え、残留圧縮応力を注入して、ワークピースの機械的強度、疲労強度、耐摩耗性、耐食性を向上させる冷間加工プロセスです。浸炭部品はショットブラスト機でショットピーニングされ、ペレットは毎秒50〜70メートルの高速で一定時間部品に衝突することができ、部品の表面深さは0.1〜0.25です。 mm範囲では、冷間加工硬化の均一な層が得られ、成形品の表面硬度がさらに向上します。
ショットピーニングの効果は、材料表面の元の構造と密接に関連しています。焼入れ後に残留オーステナイト構造が表面に残ると、大きな硬化効果が発生します。浸炭すると、部品の表面に炭化物のネットワークができ、表面に亀裂が生じます。したがって、浸炭部品の表面焼入れ構造は厳密に管理し、必要とされます。
ローリングまたは研磨
浸炭部品の表面の疲労寿命を改善し、表面強化効果を改善するために、ショットピーニングに加えて、転がりまたは転がり摩擦研磨を使用することも可能です。転がり摩擦研磨と転がり摩擦研磨はどちらも表面冷間硬化強化プロセスに属します。表面硬度を向上させると同時に、次のような効果もあります。1つは、成形品の残留応力のサイズと分布を変更することです。 2つ目は、部品の表面仕上げを改善することです。 3つ目は、成形品の曲げ疲労強度と接触疲労強度を向上させることです。
実践により、部品の溝と丸みを帯びた角の転がりまたは転がり摩擦研磨は、他の部品よりも明らかな効果があることが証明されています。自動車に使用される部品の中には、浸炭後のそのようなプロセスで良好な結果を達成したものもあります。したがって、転がりまたは転がり摩擦研磨は、浸炭部品の耐用年数を改善するための重要な手段です。
