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  【第6回】 熱処理油について

熱処理油は、加熱および冷却による金属の改質を目的に使用(焼入れ又は焼戻し)する油です。

熱処理油の必要性状

熱処理油に要求される性能は以下の3つに大別できます。

冷却能・・・作業に即した冷却性能を有すること
安定性・・・長期間使用しても劣化しないこと
安全性・・・作業が安全で、損耗の少ないこと



熱処理油の種類


熱処理油はJISにおいて、用途別に下表のように分類されています。



種 類

用  途

1種 1号  焼入れ硬化しやすい材料の焼入れ用
2号  焼入れ硬化しにくい材料の焼入れ用
2種 1号  120℃内外の熱浴焼入れ用
2号  160℃内外の熱浴焼入れ用
3種 1号  油温150℃内外の焼戻し用
2号  油温200℃内外の焼戻し用


熱処理油の冷却能




  焼割れ・変形 ・・・ 熱応力と変態応力に関係し、鋼の感受性・形状・寸法・焼入れ前の加工応力・冷却剤の冷却能などがファクターとなります。 
        
  鋼の硬化 ・・・ 鋼の硬化能と大きさ、及び冷却能によって大略決定されます。 
        


     
  蒸気膜段階 ・・・ 油が膜沸騰を起こしている過程で、鋼材は油蒸気又は分解ガスの蒸気膜に遮られ、 輻射によって冷却される為、冷却効果が非常に悪くゆっくり冷却する第一段階  
         
  沸騰階段 ・・・ 核沸騰により冷却されるので、鋼材の冷却が極めて早い第二段階  
         
  対流段階 ・・・ 沸騰が終わり、対流だけによってゆっくり冷却する第三段階  
         
  蒸気膜段階から沸騰段階へ移る時の温度を「特性温度」、対流段階の開始時点の温度を「対流段階開始温度」と言います。この2つの温度は熱処理油の冷却能を支配する重要なファクターです。  
     


熱処理油の劣化
 劣化の原因 
a) 赤熱鋼の投入により、油が熱分解および熱重合を起こす。
b) 加熱された油が空気と接触して酸化重合を起こす。
c) スケール又は鋼の存在によって油の酸化重合が促進される。
★現場の使用条件によって熱分解と酸化の起こる割合は異なります。


作業性と経済性

熱処理油中に赤熱鋼を投入するので作業安全性の観点からは高引火点が望ましい。

一方、鋼への付着による持出量が少なくなったり、後処理が容易だったり、冷却能に対しても好影響を与えることから作業容易性・経済性の観点からは粘度が低いほうが望ましい。

しかし、粘度が低いと引火点も低くなり、蒸発損耗が大きくなるので目安として熱処理油の引火点は使用油温より80℃以上高ければ良く、その引火点の範囲内で出来る限り粘度の低い油を選ぶのが良いでしょう。


作業の適応性

ガス雰囲気熱処理の発達と共に、光輝焼入れ・光輝マルテンパーなどの需要が多くなってきたが、これらの熱処理油としては、普通焼入油の条件の他に、焼入れしても鋼の光輝性を阻害しないものでなければならない。処理後の光輝性はガスの種類・性質によることは勿論のこと、鋼種・形状・前処理によっても異なり、連続炉では炉の排気口の位置・口径によっても異なる。



さび止め油の処理工程

熱処理作業に使用される熱処理油は、その鋼の材質・寸法・形状、要求される硬度・金属の組織・熱処理後の変形量などの諸条件に適応した油種の選定が必要です。適切な熱処理油を選定するためには少なくとも下記の項目は調べる必要があります。


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