メッシュベルト炉の用途：ファスナー、スプリング、焼結、光輝焼鈍
連続メッシュベルト炉は、業界で最も汎用性の高い熱処理装置の一つです。ファスナーは毎時1.5トン、スプリングは毎時0.8トン、粉末冶金部品は毎時0.5トン、ステンレスプレス加工品は毎時0.3トンの処理能力を備えています。エンジニアが連続フロー方式の新たな活用方法を見出すにつれ、用途は拡大し続けています。ここでは、主な応用分野、プロセスレシピ、そしてモンテ・インテリジェンスがこれらの業界における業務を通じて得た知見についてご説明します。
ファスナー製造
ファスナー業界は、世界最大のメッシュベルト炉ユーザーです。ボルト、ナット、ねじ、ワッシャー、ねじ棒など、あらゆる部品が連続メッシュベルト炉で焼入れ・焼戻し処理されます。処理能力が高く、部品が小型で、プロセスが十分に確立されているため、この用途に適しています。
標準的なファスナー熱処理ラインでは、幅600～900mm、6～8ゾーンのベルト炉を使用します。部品は840～880℃（炭素含有量による）でオーステナイト化され、油またはポリマーで急冷、洗浄後、400～600℃で焼き戻しされます。炉内での総滞留時間は45～75分、処理能力は毎時300～800kgです。
雰囲気は、炭素鋼ファスナーの場合は一般的に吸熱性ガス、合金鋼ファスナーの場合は窒素に1～2％の天然ガスを加えたものとなる。脱炭を防ぐため、炭素ポテンシャルは目標値に制御される。表面硬度は、グレード8.8ファスナーでHRC 38～44、グレード10.9でHRC 33～39、グレード12.9でHRC 36～42である。
モンテ・インテリジェンス社は、中国、インド、東南アジアの複数のファスナーメーカーにファスナー熱処理ラインを供給してきました。最大規模の設備では、幅1200mmのベルト炉でM8～M16ボルトを毎時1.5トン処理しています。
スプリング製造
ばねもメッシュベルト炉の大きな用途の一つです。ばねはベルト上に一層に載せられ、オーステナイト化、焼入れ、焼き戻しが行われます。この工程はファスナーの熱処理と似ていますが、ばねは硬度の不均一性に敏感なため、温度均一性の要求がより厳しくなります。
標準的なばねの熱処理ラインでは、幅600～900mm、7～9ゾーンのベルト炉を使用します。ばねは通常、51CrV4、60Si2Mn、または55Cr3のばね鋼で作られています。オーステナイト化温度は850～880℃、焼入れは油焼入れ、焼き戻し温度は400～500℃です。処理能力は、ばねのサイズとベルトの積載密度に応じて、毎時200～500kgです。
雰囲気は吸熱ガスであり、炭素ポテンシャルは厳密に制御される。ばねの表面の脱炭率は1％未満でなければならず、オーステナイト化中に表面炭素を維持するために、炭素ポテンシャルは通常、鋼の公称炭素含有量より0.05％高い値に設定される。
粉末冶金焼結
粉末冶金部品は、メッシュベルト炉で1100℃から1280℃の温度で焼結される。焼結工程では、金属粉末粒子が結合して固体部品が形成される。酸化を防ぐため、雰囲気は通常、水素と窒素の混合ガス、または純水素が用いられる。
焼結炉は、プレス潤滑剤を除去するための焼却ゾーン、予熱ゾーン、高温焼結ゾーン、徐冷ゾーン、最終冷却ゾーンの5～7つのゾーンから構成されています。高温ゾーンは放射管を用いたガス加熱方式で、最高温度は放射管の材質によって制限されます（炭化ケイ素管の場合、通常1280℃）。
幅600mmのベルト式焼結炉の処理能力は、1時間あたり100～300kgです。世界最大の焼結炉は幅900～1200mmで、処理能力は1時間あたり500～800kgです。MONTE INTELLIGENCE社は、鉄系粉末冶金部品、ステンレス鋼粉末冶金部品、および軟磁性複合材料用の焼結炉を提供しています。
ステンレス鋼の明焼鈍
ステンレス鋼のプレス加工品、線材、および管材は、水素雰囲気下、1050～1150℃のメッシュベルト炉で光輝焼鈍される。この工程により、酸洗処理なしで後工程の加工に適した、光沢のある酸化物のない表面が得られる。
明焼鈍炉は、ガス式放射管または電気ヒーターを備えた5～7つのゾーンで構成されています。雰囲気は通常、窒素中に水素が25～75％含まれており、露点は摂氏マイナス40度以下です。冷却ゾーンでは、再酸化を防ぐために、保護雰囲気下で部品を冷却するために循環ファンが使用されます。
幅600mmの光輝焼鈍炉の処理能力は、1時間あたり50～200kgです。汚染や水滴の付着を防ぐため、部品は炉に入れる前に清潔で乾燥した状態にしておく必要があります。
ろう付け用途
鋼製組立品の銅ろう付け、熱交換器のアルミニウムろう付け、工具接合部の銀ろう付けはすべて、メッシュベルト炉で行われます。ろう付け温度は、銅ろう付けの場合は通常600～700℃、アルミニウムろう付けの場合は580～620℃です。雰囲気は、窒素・水素混合ガス、または純窒素に少量のフッ素を添加したものがアルミニウムろう付けに使用されます。
ろう付け炉は、電気加熱エレメントを備えた5～7つのゾーンで構成されています。部品は、接合部にろう付け用フィラー金属が予め配置された状態でベルトコンベアに載せられ、炉内でフィラーが溶融して接合面が濡れます。部品は炉から出た後、酸化を防ぐために大気中で冷却されます。
小型部品の応力緩和
小型機械加工部品、溶接組立品、およびばね線は、400～700℃のメッシュベルト炉で応力除去処理されます。応力除去処理時間は焼入れ処理時間よりも短く、通常20～40分で済み、処理能力も高くなります。
標準的な応力除去炉は3～4つのゾーンを持ち、毎時500～1500kgの処理能力を持つ。雰囲気は通常、炭素鋼の場合は空気、合金鋼の場合は窒素である。温度均一性は±10℃で、焼入れ炉の仕様よりも緩い。
業界別選定
メッシュベルト炉を指定する購入者にとって、選択の決め手となるのは、部品の形状、プロセスレシピ、目標処理量、および利用可能なエネルギー源です。MONTE INTELLIGENCEのエンジニアリングチームは、これらのパラメータを購入者と検討し、適切なベルト幅、加熱長、ゾーン数、および雰囲気システムを備えた炉の構成を推奨します。
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