焼きなまし炉
焼きなまし炉とは
焼きなまし炉は鋼の軟化や組織の均一化、組織改善や炭化物の球状化などに使われる熱処理方法です。英語ではアニーリングと呼ばれ、JISの加工記号では「HA」と表記されます。
焼きなましが不完全の場合、鋼の組織や硬さにムラが生じ、機械加工が困難になります。さらに、加工時に曲がりや反りが生じたり、焼入れ後の硬さにばらつきが出たりする場合もあるため注意が必要です。
焼きなまし炉の目的
焼きなまし炉の主な目的は、鋼の組織を均一化して軟化させることで、加工しやすく仕上げることです。焼なましには拡散焼なまし、完全焼なまし、球状焼なまし、等温変態焼なまし、応力除去焼なましなどの方法があり、それぞれ加熱温度が変わります。
また、焼きなましは製品の製造のみならず、調質品の矯正などにも利用されています。主な理由は、ひずみを取るためです。ただ、焼き戻し温度を超えると硬さが低下してしまうため、焼き戻し温度に合わせて低温で焼きなましを行います。
焼きなまし炉に分類される炉の種類
焼なましの熱処理は製品寿命などに関わり、品質に大きな影響を与えます。どのような処理がしたいかという目的に応じて加熱温度や冷却速度を変える必要があるため、処理条件を決めておくことが重要です。
- 拡散焼なまし（ソーキング）：偏析元素の均質化
- 完全焼なまし：内部の結晶粒度の均質化
- 球状焼きなまし：加工性向上
- 等温変態焼なまし（サイクルアニーリング）：切削性向上
- 応力除去焼なまし（ストレス・リリーフ）：残留応力の除去、使用中の割れ防止
焼きなまし炉での加工が向いている製品
- 鉄鋼材料全般
- 非鉄鋼材料全般
- 結晶粒が粗大化した熱間鍛造品や鋳鋼品
まとめ
焼きなまし炉は鋼を軟化させて組織を均一化する熱処理方法で、加工しやすい鋼を作り出します。目的によって、拡散焼なまし、完全焼なまし、球状焼なまし、等温変態焼なまし、応力除去焼なましなど、加工方法はさまざまです。焼きなまし炉は加工方法によって異なる効果があり、鉄鋼材料全般、非鉄鋼材料全般、結晶粒が粗大化した熱間鍛造品や鋳鋼品などの加工で役立ちます。
省エネを叶える熱処理炉メーカー3選
2023年5月末時点「日本工業炉協会」の正会員である企業113社の中から熱処理炉を扱っているメーカー58社を抽出。その中でサポート体制について公式サイトに明記されている25社から、令和4年度「先進的省エネルギー投資促進支援事業」の対象であった3社を掲載。そのうえで、おこないたい処理方法別に分けて、それぞれの企業の強みや特徴を紹介しています。省エネにつながり、長期的に付き合える熱処理炉メーカー選びの参考にしてください。
熱処理工業
（https://pnk.co.jp/）
- 表面処理技術に特化した専門メーカー
- 徹底的に熱を管理でき、安定的な製品を提供できる
- 取り扱うすべての熱処理炉で試作が可能
- 拠点数が多くメンテナンスや修理を依頼しやすい
（http://www.toyo-ro.com/）
- オリジナル方式で開発した、黒化処理炉を扱う
- メッシュベルト式連続熱処理炉で省エネ大賞を受賞(※1)している
- 年末年始以外、年間362日の受付対応が可能
- 契約状況に応じて現地に担当者を派遣している
（https://www.daido.co.jp/）
- 新素材・新技術開発に強く全体熱処理から対応できる
- 独自開発した炉を数多く販売している
- メンテナンスだけでなく、改造や改良も可能
- 希望の設計にカスタマイズできる
※選定基準
2023年5月末時点、「日本工業炉協会」(※2)の正会員一覧に掲載されている企業全113社を調査。すべての企業の中で「熱処理炉」を製造しているメーカーは58社ありました（焼入・焼戻炉（真空炉・浸炭炉含む）、焼きなまし炉（焼鈍炉）、焼きならし炉（焼準炉）、窒化炉を「熱処理炉」と定義しました）。
58社のうち、メンテナンスやアフターフォローをおこなっている旨を公式HPに明記していたメーカーは25社でした。さらに、25社の中から令和4年度の「先進的省エネルギー投資促進支援事業」の対象となっているメーカーのみ3社を選出しています。
パーカー熱処理工業…3社の中で扱っている表面熱処理炉の種類が最多。
東洋炉工業…3社の中で唯一、黒化処理炉を扱っている。
大同特殊鋼…3社の中で企業オリジナルの炉の種類が最多。
※1 参照元：省エネルギーセンター「平成29年度省エネ大賞[省エネ事例部門]受賞内容」PDF（https://www.eccj.or.jp/bigaward/winner17/pdf/e1.pdf）
※2 参照元：日本工業炉協会 正会員一覧（https://www.jifma.or.jp/mem-search/official-lineup/）