\r\n\r\n
熱間加工と冷間加工は、より良い金属製品を製造するための冶金学の重要かつ一般的な方法である。これらのプロセスの名前は、これらのプロセスが動作する温度にちなんで付けられた。それぞれの技術から得られる最終製品は、多かれ少なかれ異なるものである。熱間加工と冷間加工の大きな違いは、熱間加工は金属の再結晶温度以上の温度で行い、冷間加工は金属の再結晶温度以下の温度で行うことである。
1.概要と主な違い 2.ホットワーキングとは 3.コールドワーキングとは 4.ホットワーキングとコールドワーキングの類似点 5.横並び比較-表形式でのホットワーキングとコールドワーキングの比較 6.まとめ
熱処理とは、金属をその再結晶温度以上で塑性変形させることである。再結晶温度とは、金属中で欠陥のない結晶粒が変形した結晶粒に置き換わる温度である。熱処理はこの再結晶温度以上の温度で行われるため、金属を塑性変形させながら再結晶させることができるのです。ただし、これは金属の融点以下で行われる。
金属の変形と回復が同時に起こる。熱処理の温度限界は金属の要因で決まり、下限は金属の再結晶温度、上限は望ましくない相変化、粒成長などで決まる。
熱間加工時に内部応力や残留応力を発生させない。熱処理を施すことで、クラックや吹き溜まりをなくした完成品に仕上げることができる。その結果、毛穴を小さくしたり、完全に閉じたりすることができるのです。熱間加工は、金属の塑性を高めるために重要な工程である。その際、降伏強度が低下する。これにより、金属を容易に加工することができます。
しかし、デメリットもあります。熱処理は、金属とその周囲との間で望ましくない反応を引き起こす可能性があります。金属粒子は位置によって変化することはできません。適切な温度を維持するためには、専用の機器が必要です。
冷間加工や加工硬化は、再結晶温度以下の温度で塑性変形させることによって金属を強化するプロセスである。金属組織内の転位運動によって強度を高める。転位とは、金属結晶系における結晶欠陥と定義される。
冷間加工時の大きな回復がない。しかし、冷間加工では金属に内部応力や残留応力が蓄積される。また、冷間加工時に金属の亀裂や気孔が拡大し、新たな亀裂が発生することがある。補強は加熱せずに行う。
図01:冷間加工の一種である絞り加工
冷間加工は、鉄、アルミニウム、銅などの素材に適用される。金属を冷間加工すると、金属組織に存在する永久的な欠陥がその形状や結晶構造を変化させる。これらの欠陥は、金属内の結晶の動きを低下させることにつながる。その結果、金属がさらに変形しにくくなる。最終的には、金属の強度と硬度が上がります。しかし、冷間加工によって塑性変形が大きく増加することはない。
冷間加工にはいくつかの種類があり、以下にその例を挙げる。
熱間・冷間加工 | |
熱処理とは、金属をその再結晶温度以上で塑性変形させることである。 | 冷間加工や加工硬化は、再結晶温度以下の温度で塑性変形させることによって金属を強化するプロセスである。 |
温度 | |
熱処理は金属の再結晶温度以上の温度で行う。 | 冷間加工は、金属の再結晶温度以下の温度で行われる。 |
ストレスの蓄積 | |
熱間加工では、金属に内部応力や残留応力を発生させない。 | 冷間加工では、金属に内部応力と残留応力が蓄積される。 |
製品リサイクル | |
熱間加工の工程では、金属の変形と回復が同時に起こる。 | 冷間加工時のメタル回収率が悪い。 |
ひび割れ | |
熱間加工により、クラックやポロシティが発生しない。 | 冷間加工でクラックが膨張し、新たなクラックが発生する。 |
均質性 | |
熱間加工後の高均質な金属。 | 冷間加工後の金属は均質でなくなる。 |
熱間および冷間加工は、金属の所望の特性を得るための冶金的プロセスである。熱間加工と冷間加工の大きな違いは、熱間加工は金属の再結晶温度以上の温度で行い、冷間加工は金属の再結晶温度以下の温度で行うことである。
この記事のPDF版をダウンロードし、引用元に従ってオフラインで使用することができます。PDF版のダウンロードはこちら:熱間加工と冷間加工の違いについて
ベル、テレンス"冷間加工 "は、鉄をどのように強くするのか?" バランスここで入手可能 2. "プロセスの強化", ウィキペディア、ウィキメディア財団、2018年2月10日。こちらで入手可能です 3.ホットワーキングウィキペディア、ウィキメディア財団、2018年2月10日。こちらで入手可能です 2. "集中作業"、ウィキペディア、ウィキメディア財団、2018年2月10日 3. "熱処理"、ウィキペディア、ウィキメディア財団、2018年2月10日