熱処理鍛造品機械製造において、熱処理は重要な工程です。熱処理の品質は、製品や部品の本質的な品質と性能に直接関係しています。製造工程において、熱処理の品質に影響を与える要因は数多くあります。鍛造品国家規格または業界規格の要求を満たすために、すべての熱処理鍛造品は原材料から工場に搬入され、各熱処理工程ごとに厳格な検査を実施する必要があります。製品の品質上の問題が次の工程に直接転嫁されることがないよう、製品の品質を確保する必要があります。さらに、熱処理生産においては、有能な検査員が品質検査を実施し、製品の外観をチェックするだけでは不十分です。鍛造品熱処理後の工程は技術要件に従っています。より重要な任務は、優れたアドバイザーとなることです。熱処理工程においては、オペレーターがプロセスルールを厳密に実施しているかどうか、またプロセスパラメータが適切かどうかを確認する必要があります。品質検査工程において品質問題が発見された場合、オペレーターが品質問題の原因を分析し、解決策を見つけるのを支援します。熱処理品質に影響を与える可能性のあるあらゆる要因を管理することで、優れた品質、信頼性の高い性能、そして顧客満足度を備えた良質な製品の製造を確保します。

熱処理品質検査の内容

（１）鍛造前の熱処理

鍛造品の予熱処理の目的は、原材料の微細組織と軟化を改善し、機械加工を容易にし、応力を除去し、熱処理後の理想的な微細組織を得ることです。一部の大型部品では、予熱処理は最終熱処理にもなり、一般的には焼ならしと焼鈍処理が行われます。

1) 鋳鋼品の拡散焼鈍は、結晶粒を高温で長時間加熱するため、粗大化しやすい。焼鈍後、結晶粒を微細化するために、再度完全焼鈍または焼ならし処理を行う必要がある。

2) 構造用鋼の完全焼鈍は、一般に、中低炭素鋼鋳物、溶接部品、熱間圧延、熱間鍛造品の微細構造の改善、結晶粒の微細化、硬度の低減、応力の除去に使用されます。

3) 合金構造用鋼の等温焼鈍は主に42CrMo鋼の焼鈍に使用されます。

4) 工具鋼の球状化焼鈍 球状化焼鈍の目的は、切削性能と冷間変形性能を向上させることです。

5) 応力除去焼鈍 応力除去焼鈍の目的は、鋳鋼品、溶接部品、機械加工部品の内部応力を除去し、後工程での変形や割れを低減することです。

6) 再結晶焼鈍 再結晶焼鈍の目的は、ワークピースの冷間硬化を除去することです。

7) 正規化 正規化の目的は、構造を改善し、粒子を微細化することであり、これは予熱処理または最終熱処理として使用できます。

焼鈍・焼準処理によって得られる組織はパーライトです。品質検査では、プロセスパラメータの検査に重点を置きます。つまり、焼鈍・焼準処理のプロセスでは、まずプロセスパラメータの実施状況をフローチェックし、プロセスの最後には主に硬度、金属組織、脱炭深度、焼鈍処理後の焼準対象物、リボン、メッシュ炭化物などを検査します。

（２）焼鈍・焼準欠陥の判定

1) 中炭素鋼の硬度が高すぎる場合、これは多くの場合、焼鈍時の加熱温度が高すぎることと、冷却速度が速すぎることが原因です。高炭素鋼の場合、等温温度が低い、保持時間が不十分であることなどが原因となることが多いです。上記の問題が発生した場合は、適切なプロセスパラメータに従って再焼鈍を行うことで硬度を下げることができます。

2) このような組織は、亜共析鋼および過共析鋼、亜共析鋼の網状フェライト、過共析鋼の網状炭化物に現れます。加熱温度が高すぎる、冷却速度が遅すぎることが原因です。焼きならしは不要です。規定の規格に従って検査してください。

3) 空気炉でワークピースをガス保護なしで加熱すると、金属表面が酸化されて脱炭素が発生し、焼鈍または焼ならしを行うときに脱炭素が発生します。

4) 黒鉛炭素 黒鉛炭素は炭化物の分解によって生成され、主に高温加熱と長時間保持によって引き起こされます。鋼中に黒鉛炭素が出現すると、焼入れ硬度の低下、軟化点、強度低下、脆化、灰黒色破壊などの問題が発生し、黒鉛炭素が出現した時点で初めてワークピースを廃棄することになります。

（３）最終熱処理

生産中の鍛造品の最終熱処理の品質検査には、通常、焼入れ、表面焼入れ、焼戻しが含まれます。

1）変形。焼入れ変形は要求に応じて検査する必要があります。例えば、変形が規定を超えた場合は矯正する必要があります。何らかの理由で矯正できない場合や、変形が加工許容値を超えた場合は、修復することができます。その方法は、ワークピースを軟質状態で焼入れ焼戻しし、矯正して再び要求を満たすようにすることです。一般的なワークピースの焼入れ焼戻し後の変形は、許容値の2/3～1/2以下です。

2) 割れ。ワークピースの表面に割れがあってはならないため、熱処理部品は全数検査を実施する必要があります。応力集中部、鋭角部、キー溝、薄肉部、厚肉部と薄肉部の接合部、突起部、へこみ部などは特に注意が必要です。

3) 過熱と過熱。焼入れ後、ワークピースに粗大な針状マルテンサイト過熱組織や粒界酸化過熱組織が形成されないようにしてください。過熱と過焼は強度低下、脆性増大、ひび割れ発生の原因となります。

4) 酸化と脱炭。小型ワークの加工許容範囲は、酸化と脱炭に対して厳格な管理が必要です。切削工具や研磨工具では、脱炭現象が発生してはなりません。焼入れ部品で深刻な酸化と脱炭が見られる場合は、加熱温度が高すぎるか、保持時間が長すぎる可能性がありますので、同時に過熱検査を実施する必要があります。

5) 軟化点。軟化点はワークの摩耗や疲労損傷を引き起こすため、軟化点がない場合、不適切な加熱・冷却や原材料の組織不均一、帯状組織や残留脱炭層の存在などの原因により、軟化点は速やかに修復する必要があります。

6) 硬度不足。通常、ワークの焼入れ加熱温度が高すぎる、残留オーステナイト量が多すぎる、あるいは硬度が低下する、加熱温度が低い、あるいは保持時間が不十分、あるいは焼入れ冷却速度が不十分といった不適切な操作は、焼入れ硬度不足につながります。これらの状況は修復するしかありません。

7) 塩浴炉。高周波・中周波火炎焼入れによりワークを焼損するため、焼け現象は発生しません。

部品の最終熱処理後、表面には腐食、隆起、収縮、損傷などの欠陥があってはなりません。