ホットワーキングとは

熱間加工とは、鋼または他の金属を加熱し、圧延、スタンピング、またはハンマーで打って所望の形状にすることです。 金属結晶が非常に濃厚な液体のように流れる臨界点を超えて金属を加熱すると、応力が軽減され、転がりやすくなり、成形しやすくなります。 熱間加工された金属は、冷間加工された金属よりも脆くない、または割れにくい可能性があります。

金属には、砂の粒と比較できる多面結晶のランダムな混合物である結晶構造が含まれています。 ほとんどの金属が室温にあるとき、結晶はしっかりと詰まっており、金属は硬いと見なされます。 金属が臨界点と呼ばれるその結晶化温度を超えて加熱されると、結晶は互いのグリップを失い、金属は流動するか、容易に成形されます。

室温で金属を冷間加工すると、非常に頑丈な金属部品が作成されますが、金属に応力が発生し、最終的に亀裂や破損が発生する可能性があります。 これは、金属結晶が互いに動き回ることができず、より低い応力状態に戻りたいために発生します。 冷間成形は、結晶に応力がかかった状態でゴムバンドを引き伸ばすことと比較できます。 金属は、アニーリングと呼ばれるプロセスで後で加熱することができます。金属は高温に加熱され、そこで保持され、その後ゆっくりと冷却されてストレスが軽減されます。 熱間加工によりこの応力が防止され、金属の取り扱いがはるかに容易になります。

熱い金属が圧延されると、金属結晶は互いに沿ってスライドし、形状を円形から長く細い形状に変化させます。 この変化により、金属は結晶の方向に強くなりますが、方向と反対の力が加わると弱くなります。 圧延された金属は、金属を強化する元の結晶形状の一部を回復するために焼きなますことができます。

より高い温度で作業すると延性金属が作成されます。延性金属は、曲がったり、脆い金属です。 延性は、工具やブレードなど、高い耐衝撃性を必要とする部品にとって不利な場合があります。 熱間加工の後、焼戻しが行われます。これは、冷間加工された金属の靭性の一部を回復するために、加熱後、水または油中で急速に冷却されます。

熱間加工の欠点の1つは、一部の金属の臨界点に達するために必要な温度です。 一部の高強度鋼では、金属ストレスを発生させずに加工できるように、非常に高い温度まで加熱する必要があります。 これらの温度には、高い金属温度にさらされたときに独自の強度と靭性を維持できる特別な工作機械が必要になる場合があります。 この装置では、金属を高温に保ち、冷間加工を防ぐために、ローラーまたはスタンピング部品に高温加熱回路が必要になる場合があります。