3Dプリント金属に最も一般的な熱処理プロセスは何ですか？

3Dプリント金属に最も一般的な熱処理プロセスは何ですか？

概要

熱処理は、SLM、DMLS、EBMなどの積層造形プロセスで製造された金属部品の機械的特性、微細構造、寸法安定性を改善するために不可欠です。これらのプロセスでは、残留応力、異方性粒構造、非理想的な相分布が生じることがよくあります。熱処理はこれらの問題に対処し、部品の性能をアプリケーションのニーズに合わせて調整します。

1. 応力除去焼鈍

これは、ほぼすべての金属3Dプリント部品に適用される最も基本的な熱処理です。印刷中の急速な加熱と冷却サイクルによって生じた内部残留応力を低減します。

• Ti-6Al-4V: 600–650°C、2時間

• Inconel 718: 870–980°C、1時間

• 工具鋼 H13: 600°C、2–4時間

応力除去は、寸法安定性を向上させ、後処理中の歪みを低減します。

2. 溶体化処理と時効処理 (STA)

STAは、析出硬化合金の強度と疲労抵抗を改善するために不可欠です。

• SUS630/17-4 PH: 約1040°Cで溶体化処理、482°Cで時効処理 (H900サイクル)

• Inconel 718: 980°Cで溶体化処理、720°Cおよび620°Cで2段階時効処理

• 工具鋼 1.2709: 850°Cで溶体化処理、490°Cで6時間時効処理

このプロセスは微細構造を微細化し、強化析出物を導入します。

3. 完全焼鈍

完全焼鈍は、加工硬化または応力を受けやすい部品の延性を回復し、硬度を低減するために使用されます。等軸粒形成と等方性を促進します。

• SUS316L: 1040–1100°C、制御冷却

• Ti-6Al-4V ELI: 700–800°C、真空または不活性雰囲気下

焼鈍は、医療用部品や圧力容器部品の靭性向上に特に有用です。

4. 焼戻し

焼戻しは、工具鋼の硬化処理後に実施され、脆性を低減し、硬度レベルを微調整します。

• 工具鋼 D2: 焼入れ後、200–500°Cで焼戻し

• 工具鋼 H13: 540–620°Cで複数回焼戻し、高い衝撃抵抗性を得るため

焼戻しは、工具やダイカスト部品に要求される硬度と靭性のバランスを調整します。

5. ホットアイソスタティックプレス (HIP)

HIPは、高圧力 (100–200 MPa) と高温を組み合わせて、内部気孔を除去し、密度を向上させ、疲労強度を向上させます。

• Ti-6Al-4V: 約920°C、100 MPa下で2–4時間HIP処理

• Haynes 230 および Hastelloy X: タービン用途向けに1160°CでHIP処理

HIPは、欠陥のない内部構造を必要とする重要な航空宇宙部品や医療部品で一般的です。

一般的な熱処理のまとめ表

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