Chain manufacturing and processing

目次

• 材料の形状・引抜加工
• ステンレスの熱処理

材料の形状・引抜加工

水本機械製作所で製造に使用しているのは、ほとんどが線材と鋼線（コイル）です。他には棒鋼（バー）を使用します。
弊社では、自動でコイルを伸ばしつつ、曲げ・切断を行うことが出来る製鎖機械を用いてチェーンを製造しています。棒鋼ではなく線材を使用しているのは、自動化しやすいためです。またコストが安く、材料を無駄なく使えるということも線材を使うことの利点です。
弊社が使用している線材は、材料メーカーが一から製造しています。ステンレススクラップなどの原料を溶解し、精錬を行いながら成分を調整します。そして出来上がった鋼片を加熱して圧延機にかけていき、熱間で線材の形に加工しています。

そのようにして製造されている線材ですが、JIS規格に記載されている線径（線の太さ）の最小はφ5.5mmです。つまり、材料のメーカーで製造可能な線材はφ5.5mm以上のサイズのみとなります。（厳密にはφ5mm以上です）
ではそれより小さいサイズの材料はどのように作られるのでしょうか？

答えは引き抜き加工です。

引き抜き加工メーカーは材料メーカーが製造した材料を用いて更に細い径となるように加工していきます。
下に示した図のように、材料を引き抜いていくのですが、常温もしくは材料の再結晶温度未満で引き抜いていきます。冷間加工で引き抜かれた材料は鋼線と呼ばれ、これにもJIS規格が存在します。鋼線は線材に比べ寸法精度が高く、光沢もあります。

また、引き抜き加工が加わっていることで鋼線は線材よりも高価となります。さらに、線径が細くなれば細くなるほど加工回数が多くなるので、高価になります。

ステンレスの熱処理

ステンレスに熱処理はつきものです。まずは熱処理の種類を以下に示します。

ステンレスの種類つまり、マルテンサイト、フェライト、オーステナイトによって実施する熱処理は異なります。熱処理の方法や温度についても、JIS規格により鋼種ごとに定められています。弊社が主に扱っているオーステナイト系ステンレスは「固溶化熱処理のみ」となります。(下記表参考)

水本機械製作所で扱う製品はほとんどがオーステナイト系ステンレスなので、「固溶化熱処理」について少し詳しく説明します。
オーステナイト系ステンレスの特徴のところでも述べましたが、冷間加工によって発生するひずみによってSUS304は加工硬化します。また溶接を行うと、溶けた部分やその周辺の熱影響部は組織変化を起こします。これらの組織変化を起こした部分は、不均一なので耐食性が低下している場合があります。これを固溶化熱処理によって均一なオーステナイトに戻し、耐食性を元通りにするということです。ただし同時に、冷間加工によって得られた硬さも失われることになります。
固溶化熱処理には、大きく分けると大気中と真空や不活性ガス雰囲気中で行う処理があり、弊社では大気を東熱、真空を成和電子に依頼しています。

大気熱処理

大気熱処理は、加熱した炉の中に材料を入れ昇温後取り出して水槽で冷却するので、炉自体は昇温したまま連続使用出来るので処理費用が安価ですが、表面に酸化物層が出来るので、基本的には処理後酸洗や研磨などの後工程が必要となります。（用途上不要な時もある）ただし、社内の研磨では酸化物を除去し切れないので、研磨が必要なものはマルイ鍍金に依頼しています。

真空熱処理

真空雰囲気処理は、都度室温の炉内に試料を入れ密閉後に真空・ガス置換を行い、誘導やプラズマ加熱で昇温後に窒素などの不活性ガスを流して冷却するので、炉の大きさや冷却能力によって処理量が制限される上に、多量の不活性ガスを使用し毎回炉内が室温になるので処理費用が高くなります。しかし高温処理でも酸化しないので、基本的には酸洗や研磨などの後処理が不要になります。（仕様の関係で必要な時もある）

弊社では用途や製品仕様などを考慮し大気と真空に振り分けて依頼発注しています。