高周波焼入れについて
ここでは、高周波焼入れの用途や仕組み、メリット・デメリットなどについて紹介します。
高周波焼入れとは？
高周波焼入れの仕組み
高周波焼入れとは、焼入れをする鋼材部品に近接したコイルに高周波誘導電流を流し、鋼材に渦電流を発生させることで表面を急速に加熱し、金属の特性を向上させる熱処理方法です。
高周波誘導炉と呼ばれる熱処理炉は、高周波を利用してジュール熱を発生させ、短時間で高温の環境を実現します。この仕組みを利用して焼入れや局部加熱といった方法で熱を加え、金属の品質を安定させます。
表面のみを焼入れするため、金属内部は元の状態を保ちやすく、靭性（※）を維持できます。表面を強化しつつ、内部の靭性を維持したい場合に適した方法です。
※金属材料が割れにくく、粘り強い性質のこと。
高周波焼入れの用途
高周波焼入れは、素材の特性を向上させるために行われます。一例として、耐摩耗性や耐疲労性が求められる歯車やシャフトなどの機械部品に使用されています。
自動車のエンジンや機械類の軸物なども、金属としての耐久性と靭性が要求される部品です。そこで、高周波焼入れによって表面を強く仕上げ、内部はそのまま柔軟な状態に保ちます。
鋼材を硬化させる焼入れ炉については、以下のページで紹介しています。ぜひ参考にしてください。
高周波焼入れのメリット・デメリット
高周波焼入れのメリット
高周波焼入れは、高周波を利用して短時間で材料を硬化させられます。電圧や焼入れ時間を調節すれば、短時間で安定した仕上がりが得られます。
ガス炉と比較して、加熱温度の維持が容易で、急速かつ安定した加熱が可能です。予熱の必要がないためエネルギーコストを抑えられ、立ち上がりの速さや局部加熱の適応性もあります。
電流や加熱時間を調節すれば、焼入れの深さも調整できます。
高周波焼入れのデメリット
高周波誘導炉は、大型の材料への加熱には適していません。また、凹凸が多い材料では電流が一定に流れず、均一に加熱できないため、形状に注意が必要です。
加熱するコイルには高い設計力が求められます。高周波誘導炉の設計や製造は、実績のある企業に依頼することが重要です。
高周波焼入れ以外にも熱処理炉の基礎知識をチェックしよう
高周波誘導炉は、安定した加熱能力を備えた熱処理方法です。金属材料の品質を向上させるだけではなく、焼入れ作業の自動化によって現場の省人化やコストダウンに貢献します。
メリットの多い方法ですが、材料が大きかったり凹凸があったりすると加熱が不十分になります。高周波誘導炉の導入を検討する際は、メリットだけではなくデメリットも意識することが大切です。
当サイトでは、熱処理炉について基礎的な知識や種類・メーカーを詳しく紹介しています。以下の「あわせてよく読まれている記事」もぜひ参考にしてください。
おすすめの熱処理炉メーカー3選
「日本工業炉協会」の正会員である工業炉メーカー112社のうち、熱処理炉を扱う62社を調査。
その中から、自動車業界、半導体業界、航空宇宙業界に必要な熱処理方法からメーカーを分類し、各社の熱処理炉の強みや特徴を紹介します。熱処理炉に求める効果から、自社に適した熱処理炉を選んでください。
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