【熱処理トラブル】焼鈍（焼きなまし）における溶着の原因と対策とは？

溶着とは

熱処理における「溶着」とは、主に金属材料の加工中や熱処理過程で、材料同士が高温で接触した際に表面が溶け合い、意図せず一体化してしまう現象を指します。

特に高温の環境下では、材料表面が互いに接触することで、原子レベルでの拡散や合金化が生じてしまう可能性があります。溶着が起きてしまうと、材料同士の分離が困難になり、最悪の場合、溶着してしまった製品は加工からやり直す必要などが発生してしまいます。

金属同士の表面を合わせて熱処理を行う場合、質量が大きければ大きいほど、面積が広ければ広いほど溶着は起こりやすくなります。特に焼鈍する材質のほとんどは膨張するものが多く、部品同士が密接していると溶着の原因となります。

焼鈍（焼きなまし）における溶着の原因

次に焼鈍（焼きなまし）における溶着の原因について解説していきます。

１．金属表面の不純物

最も多い要因は金属表面についた「不純物」が考えられます。

熱処理・水素還元技術ナビでも、水分・油分・鉄粉などで前処理（脱脂・洗浄）を行いますが、成分などによってどうしても残留するものもございます。お客様の求める品質によっては、完全に不純物を取り除くため、専門の会社に依頼する場合もございます。

　

２.　加工で発生したバリ

続いて考えられる要因は部品加工などで発生する「バリ」です。ある程度のサイズや厚みがあるものは、バレルや化学研磨でなめらかに仕上げることが出来ますが、精密部品となるとその技術は格段に困難になり、数ミクロンのバリでも溶着の要因となる場合もございます。

この問題を解消にするには、部品発注側、加工会社、熱処理会社の連携が取れていることが重要になります。熱処理・水素還元技術ナビでは、発注企業様の求める品質に合わせて、発注企業様と加工業者様の間に立ち、密なコミュニケーションを取り、高い品質で製品を納品させていただきます。

　　

焼鈍（焼きなまし）における溶着の対策

まず前提として、溶着を完全に防ぐこと（溶着が発生する可能性を０にすること）は難しいと考えます。

１．アルミナ（Al2O3）粉末を塗布

最もオーソドックスな手法としては、アルミナ（Al2O3）粉末を塗布するという方法です。アルミナ粉末はセラミックの材料で耐火性に優れているため熱処理では、よく使用されています。

ただしアルミナ粉末使用後は、粉末を完全除去するために再度洗浄を行う必要があります。一部の熱処理設備では、この粉末が故障の原因になる場合もあるため、取り扱いには注意が必要です。

　

２．セラミックペーパーを使用

また、製品が平坦なものであれば、セラミックペーパーを使用するという方法もございます。効果はありますが、再利用が難しいため（破けるため）高コストにつながってしまうという懸念点があります。

　

３．溶着防止剤を塗布し、熱処理で表面を覆う

次にご紹介する方法は、溶着防止剤を塗布し、熱処理で表面を覆うという方法です。

ただし、この方法では焼鈍などの温度より低い条件で行う必要があるため、熱処理を２回行うことになります。また、表面状態が変化するので目視検査の承認を得る必要性が出てきます。

　

４．溶着防止剤を塗布し、熱処理で表面を覆う

最後にご紹介するのが、熱処理治具の材質を変えるという方法です。石英（ガラス）アルミナ（セラミック）カーボンなどが耐火性に優れており、熱処理の治具として最適です。懸念としては、各部品に合わせてつくるとなると、成型技術の難しさもあり、高額になる点が挙げられます。

　

熱処理・水素還元技術ナビが取り組む溶着対策

熱処理の前処理として、製品の整列について、大量のロットならば機械を用いることでもできますが、多品種少量の場合は、一点ずつ「手作業」で行う必要があります。

熱処理・水素還元技術ナビを運営しておりますサーマル化工株式会社では創業から人の知恵と経験で部品ごとの整列方法、それに必要な治具、機械を使用して精密部品の処理を行ってきました。

お客様ごとに最適な方法をご提案させていただきます。もし溶着で歩留まり改善をご希望でしたら、まずは一度ご相談下さい。下記リンクにて、その他、当社が選ばれる理由を紹介しております。是非こちらも合わせて、ご覧ください。

＞＞「当社が選ばれる理由」について詳しくはこちら

　

熱処理・水素還元技術ナビの焼鈍（焼きなまし）の事例

溶着が起こりやすい焼鈍において、熱処理・水素還元技術ナビが、溶着が起きないよう実際に熱処理を行った事例をご紹介いたします。

熱処理事例①：パーマロイの磁気焼鈍

熱処理事例②：純鉄の磁気焼鈍

熱処理事例③：電磁鋼板の磁気焼鈍処理（窒素雰囲気熱処理）

　

熱処理事例④：パーメンジュールの磁気焼鈍

　

熱処理事例⑤：電磁ステンレスの磁気焼鈍

　

熱処理事例⑥：フェライト系ステンレスの磁気焼鈍処理

　

熱処理事例⑦：ナノ結晶磁性体の磁気焼鈍処理

　

熱処理事例⑧：アモルファス合金の磁気焼鈍

　

熱処理事例⑨：光輝焼鈍処理

　

熱処理事例⑩：真鍮の熱処理

　

熱処理事例⑪：銅ガスケットの焼きなまし

　

熱処理事例⑫：ステンレスの応力除去焼鈍

　

熱処理事例⑬：ハステロイの応力除去焼鈍

　

熱処理事例⑭：アルミニウムの応力除去焼鈍

　　　　

溶着が発生しない熱処理、焼鈍のことなら、熱処理・水素還元技術ナビにお任せ！

溶着でお困りの際は熱処理・水素還元技術ナビでを運営しておりますサーマル化工株式会社までお気軽にお問い合わせください。

＞＞お問い合わせはこちら

　

■　熱処理・水素還元技術ナビの特徴

熱処理・水素還元技術ナビは、難易度の高い精密部品の各種熱処理に対応可能な熱処理のプロフェッショナルです。一般的な焼鈍から、純水素・特殊ガスでの熱処理を、1個から最大100時間の長時間行うことができます。

近年注目されている金属粉末の水素吸蔵によるリサイクル処理についても対応可能です。

＞＞「熱処理・水素還元技術ナビが選ばれる理由」はこちら

　

■　研究・開発支援実績が多数

熱処理・水素還元技術ナビを運営しておりますサーマル化工では、研究開発の試験案件を事業の核と考えており、本日に至るまで各業界のメーカー様をはじめとして様々な研究・開発支援を行ってきました。

正確な昇温、安定した保持時間、築炉よる緩やかな降温など試験目的によって、ご希望沿ったヒートパターンのご提案が可能です。

＞＞「熱処理・水素還元技術ナビの研究・開発支援」はこちら

　

■　お客様からいただくよくある質問

実際にお客様からいただいたご質問のうち、特によくいただく質問をご紹介します！

Q.焼きなましとはどのような熱処理ですか？

Q.応力除去とはどのような熱処理ですか？

Q.磁気焼鈍とはどのような熱処理ですか？

Q.水素還元とはどのような熱処理ですか？

Q.保磁力A/ｍという表記はどのような意味ですか？

Q.水素雰囲気熱処理とはどのような熱処理ですか？

Q.粉末の熱処理は可能ですか？

　

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■　熱処理でお困りの際はお気軽にご相談ください！

熱処理のことでお困りの際は、熱処理・水素還元技術ナビにお気軽にご相談ください！