サーマルサイクリングとは

熱サイクリングは、強度と性能を向上させるために材料を交互に冷却および加熱する製造プロセスです。 このプロセスは、分子の再編成として知られるものを誘発し、材料の分子構造を最適化し、密度と均一性を高めます。 亀裂やポケットなどのほとんどの微視的な製造上の欠陥は、このプロセス中に除去され、それにより寿命と耐応力性が向上します。 また、熱サイクル処理が施された金属部品は、内部腐食や振動に起因する金属疲労破壊を受けにくくなります。 熱サイクル処理が適用される場合、ろう付けやめっきなどの製造後プロセスと同様に、外部耐食性も向上します。

熱サイクルは、複合材料、セラミック、プラスチックなど、さまざまな種類の材料に効果的なプロセスですが、最も一般的には金属部品への有益な効果に関連しています。 ほとんどの鋳造、鍛造、または機械加工された金属部品は、分子間ポケットだけでなく、微細な亀裂や亀裂などの多数の微視的な欠陥を特徴としています。 一般に肉眼では見るには小さすぎますが、これらの欠陥は、内部腐食によって引き起こされる振動または衝撃応力破壊および金属疲労による部品故障の一般的な原因です。 これらの欠陥のかなりの数を除去する最も効果的な方法の1つは、サーマルサイクリングプロセスです。 このプロセスでは、冷却するか、あまり一般的ではないが、パーツを繰り返し加熱してから、周囲温度に戻すことができます。

高度な極低温としても知られている温度変調プロセスは、部品の分子構造を引き締めたり設定したり、微細な欠陥のすべてではないにしても多くを除去する効果があります。 内部空洞と亀裂がないため、内部腐食が発生する可能性が最小限に抑えられるため、部品の応力処理と寿命が向上します。 金属部品のより高密度でより均一な結晶構造の追加の利点は、不均一な加熱領域またはホットスポットが除去され、最適な冷却特性が確保されることです。 また、内部の傷を除去することで、部品は振動や交感神経共鳴に対する耐性が高まり、金属疲労に対する耐性がさらに向上します。

ただし、サーマルサイクリングプロセスの利点はそれだけではありません。 処理された部品は、より優れた表面特性も示します。 これは、部品が表面腐食を受ける可能性が低くなり、熱サイクルの前に適用されるメッキなどの仕上げがよりよく付着し、より長く続くことを意味します。 同じことは、熱変調プロセスの恩恵を受けるサイクリング前に行われる銀はんだ付けとろう付けにも当てはまります。