浸炭焼入れ処理の歪低減と硬化層深さ確保の両立
初めて投稿いたします。初心者のため的外れな質問かと思いますが、
量産部品の浸炭焼入れ処理における問題に対して、アドバイス頂きたく、
宜しくお願いいたします。
【状況】
熱処理後の部品の歪（円盤部の反り、うねり）が大きく、全数を３次元測定機にて計測して保証しなければならない状況です。ＯＫ率が２０～３０％と低く困っています。
【工程概略】
部品：材料ＳＰＨ、直径約１５０ｍｍ、厚さ３ｍｍ
設備：バッチ式浸炭焼入れ炉
ガス浸炭工程：７９０℃、２Ｈ、キャリアガス１５㎥/h、エンリッチガス２．０ℓ/m、ＮＨ３ ２．０ℓ/m
焼入れ加熱工程：７３０℃、２０分、キャリアガス１５㎥/h、ＮＨ３ ２．０ℓ/m
油焼入れ工程：４０～６０℃、１５分
【直近のトライアル結果】
下記１）～２）全て採用の場合、ＯＫ率 約８０～９０％にはなりました。
１）浸炭温度 ７９０℃→７８０℃： 硬化層深さが規格下限ぎりぎりとなり、規格割れのリスク有るため不採用とする。
２）焼入れ加熱温度（焼入れ前の温度）７３０℃→７２０℃：これを行なうと歪ＯＫ率 約４０％ となるので採用とする予定。
３）焼入れ油温度 ５０℃→６０℃：ＭＡＸ８０℃仕様の油のため、劣化を懸念して不採用とする。（他にセミホット炉：油温８０～１００℃、ホット炉：１１０～１３０℃ などがある）
【質問】
?浸炭温度を下げると硬化層深さ（浸炭深さ？）が浅くなるものなのでしょうか？
?浸炭深さは、焼入れ歪に影響する（深いと歪が大きい？）ものでしょうか？
マルテンサイト変態の量が増え、体積変化が大きくなる？
?焼入れ加熱温度を下げる（今回１０℃）と、歪が減るものなのでしょうか？
部品の表裏、各部の冷え方の差が小さくなるため？
?焼入れ加熱温度の７２０～７３０℃はＡ１変態点付近ですが、問題ないでしょうか？
もう少し上の温度、７５０℃ほどからの方が良い？
?油焼入れ時間（油内に保持）１５分間 は妥当でしょうか？ 冷やしきらずに短時間で油から引き上げて、空冷した方が、歪（変形）は少ないでしょうか？
焼入れは一気に進むので、保持時間はあまり関係ない？
?浸炭時間の延長、浸炭後に拡散期を追加 または カーボンポテンシャルのアップなどで、歪をあまり増やさないで硬化層深さ（浸炭深さ？）を確保できる方法はないでしょうか？
この状況で、硬化層深さを確保しつつ歪を低減するための妥当な対策案は、浸炭時間の延長と油焼入れ温度にＵＰではないかと考えていますが、いかがでしょうか？
