ステンレスのかじり

質問

ジャンル違いだと思いますが。
ステンレスボルトを外す時、よくかじることがありますが、「かじり」と「焼付」って同じ意味ですか？

ネットで調べてると、
「かじり（焼付）」　ってかいてたり、
「かじりや焼付をおこします。」　と違う意味としてかいてる場合の２種類があるんです。

詳しい方教えてください！
（確かな情報をおまちしてます）

回答No.5

noname#12265 · ベストアンサー

御質問を頂きましたので、再度カキコです。

>・それだったら冬よりも夏場のほうが膨張しているので・・・・

　熱膨張は積分で大きさが変化します。これは、体積が大きい方向により大きく変形する、とゆぅ事です。
　この基本をボルト～ナットの熱膨張に当てはめてみますと・・・・
※ボルトは直径方向より、体積が大きい長さ方向に膨張します。
　ボルトの軸力とは、締め付けで伸びたボルトが元に戻ろうとする力です。この『引張り力』によりネジ部や座面の摩擦力が増え、結果ネジの戻り（＝緩み)に対抗しているワケですが、熱膨張でボルトが伸びるのは、この『引張り力』が弱まる方向です。
※ナットは直径方向に膨張します。それも、ドーナツ状のナット本体部分の長さ（＝周長)が長くなる膨張なので、結果、ナットのネジ穴の直径が大きくなります。
・・・・以上より、熱がかかったボルト/ナットは、勘合がキツくなる方向よりユルくなる方向に膨張します。

>・また、かじりや焼付を生じ、ネジ山がつぶれてしまうのはなぜいつもボルト側
>なのでしょう？

　締付けたボルトには引張り力が働き、一方ナットには圧縮力が働きます。
　金属に限らず、普通の材料は引張り力より圧縮力の方が、より大きな力に耐えられます（圧縮での部材の変形とゆぅと座屈ですが、ナットは圧縮方向の長さより横方向の寸法が大きい『チンチクリン』形状なので、座屈が起こる心配はありません)。
　ボルトは引張り力でネジの谷部にモーレツな応力集中がかかり、ネジ山の剛性を落とします。一方ナットは圧縮力しかかかってないので、ネジ山はネジ山本来の『倒れ込み剛性』を発揮出来ます。
　以上のメカニズムにより、ボルトのネジ山の方が、ナットのネジ山より倒れ易い状態になります。

>・ステンレスボルトは引っかかりも多いような気がするのですが、

　ん～これは金属材料屋さんの方が的確な回答が可能だと思われますが・・・・
※SUS材は、前回の回答でも触れました様に粘りが強い材質です。その点ではかじり（現象的には『引っかかり』です)が出やすいと言えるでしょう。
※粘りが強い材質に切削や転造加工を施す場合、刃物や型が引っかかって表面が荒れやすくなります。これは『快削材』『難切削材』とゆぅ呼び方で区別しており、SUSでも、食器などに使う３００番台は伸びがあって削るのは厄介ですが、ボルトなどに使う４００番台は、SUS材である以上粘りはありますが、必ずしも難切削とは言えません。
　また、ボルトの精度はJIS規格により規定されており、同じ規格種のモノならSUSでも鋼でも差は無い事になっています。
　が、本質的に粘りがある材では、加工時に刃物の先に構成歯先とゆぅモノが出来（切削したケズリカスが刃物に堆積し、刃先のキレをニブらせ、加工精度を落とします)、結果、ミクロ的に見た場合にはどぅしても加工面が荒れる、とも考えられます。
　この辺りは、金属材料を専門とされる方なら正確な現象をご存知でしょう。

お礼

ご回答いただきありがとうございます。
大変助かります。（返信遅くなりました。スイマセン）

>冬よりも夏場のほうが膨張しているので・・・・
という質問で確認をしたいのですが、ギャップは夏場のほうが広くなるけど、
例えばラチェットなどの工具でナットを締め付けた際にはギャップが広がった分、ボルトとナット間の摩擦が均一にかかりにくい　→　1部分だけ摩擦が増大し熱膨張し、結局は「夏場のほうがかじりやすい」ということでよろしいのでしょうか。

文章力なくて申し訳ありません。
いいたいこと通じないかも．．．

たびたび回答いただき恐縮ですが、お教えください。
よろしくお願いします。

回答No.4

atoritaiti

こんにちは

私は次のように解釈しています
ネジの場合　両方とも金属の接触による損傷の状態をあらわす言葉で　焼き付きからかじりへ進行するもの
つまり動かなくなった初期の「焼き付いた」状態から更に回転（移動）をすると　焼き付いた表面が剥離し　損傷しその状態を「かじり」と呼びます　噛みついた（焼き付き）ままひっぱると歯の傷が入り（かじり）ますよね　それと同じです
原因
１．面圧が高い場合
　１．１スキマ以上の別の物体が存在した場合　例えばネジ山の頂のバリであるとか　金属製ののゴミ等
　１．２許容値以上のスラストが掛かった状態で回転させた場合
　１．３擦れ合う表面の粗度が悪い場合　
２．擦れ合う金属同士が親和性が高い場合
　２．１JISで区分されている頭の記号が同じだと親和性が高くなります　例えばステンレスだとSUS○○○同士とかSS○○○同士など
対策は１．１から１．３は原因を排除すればOKです
２．１は材質を変えるか　表面処理を変えるか　極圧性の高い例えば二硫化モリブデンのはいった　焼き付き防止剤 例えば　http://www.threebond.co.jp/ja/product/series/lubricant/1900index.html　などを使用します

お礼

ありがとうございます（返信遅くなりスイマセン）

atoritaitiさんいわくは　焼付→かじり　ということですね。
ほぼ同時に起こるということですが　その順序は時と場合にもよるってこともあるのでしょうか。
原因・対策わかりやすかったです。

ありがとうございました。

回答No.3

noname#12265

機械の設計屋であって金属材料屋では無いので素材の組成的にナニが起きているか?までは知りませんが、機械設計で慣例的に考えられている現象、とゆぅレベルでコメント致します。（材料屋さんから見ると、幼稚な認識で笑われてしまうかもしれません・・・・（*^_^*）

　メタルtoメタルの接触での接触部の損傷は、大きく分けて２つの現象が見られます。

１．こすれて熱を持ち、接触表面が荒れる。
　これはいわゆる『焼付き』です。
　接触部の熱とは運動エネルギが変化した姿なので、運動エネルギを低く出来れば焼き付かないリクツです。
　運動エネルギを低くすればよいなら、小さな力で摺動出来る様にする（＝潤滑する)か、運動エネルギを消費させない（＝動かさない)とゆぅ改善を施せばよい事になります。
　勿論、接触部の局部的な熱で焼付きが発生するなら、その熱を取り除く（＝冷却する)とゆぅ方法も考えられますが（潤滑には潤滑剤による冷却効果も期待されます)、実際には下記２．のトラブルも考えられ、冷却すれば全て解決、とは行かないのが現実です。

２．強い力で押し付けられた結果、接触部が損傷する。
　これを『かじり』と言い、我々はスラング?として『トリモチ現象』などと呼んだりもします。この現象には熱は関係無く、接触圧力（面圧)が重要なキィになります。
　金属は非常に硬い物質ですがミクロ的に見ると粘りがあり、ある一定以上の力で金属同士を押し付けると、トリモチをくっつけた様にどちらかの表面がどちらかにくっつき、次にその金属同士を引き離した時、くっついた部分が引きちぎれて表面が荒れます。（この現象を逆手に取って、異種金属を高い圧縮力で一体化する『圧接』とゆぅ接合方法もあります。)
　この現象は、歯車の歯面の損傷やベアリングのレース部（ボールやローラが転がる面)の損傷で見られるモノで、高い軸力で締付けられたボルトが固着して動かなくなるのも、この現象が介在していると考えられます。

・・・・と、以上の様な分類をしております（表面粗さが粗く、その為に動かなくなるのは単なる『引っかかり』であって、『かじり』とは直接は関係ありません)。で、ちょっと余談ですが補足として。

※塑性域ギリギリで締める高強度ボルトの場合、かじりを防止する為にネジ部やボルト/ナットの座面部にグリスを塗ります。それも普通の石鹸基グリスでは無く、モリブデン・グリスやカッパ・グリス（潤滑剤として銅粉が入ったモノ)などとゆぅ、強力な潤滑性能を発揮するモノです。
　ネジにグリス、とすると緩む様な気がしますが、ちゃんと設計され、設計通りに締付けられたネジなら緩む事はありません。逆に金属同士の接触部の摩擦係数のバラ付きが小さくなり、締付けトルクに対する軸力が安定します。
　軽量化の為、細いボルトに最大の軸力を発生させる設計を施すレーシングカーに於いて、ちゃんとした設計屋や優秀なメカニックがいるチームでは、使用するボルトの尽くにグリスを塗り、軸力の安定と分解時のボルト損傷に備えます。（かじりが発生しているボルトをムリに緩めようとすると、ボルトを損傷する事さえあります。)

※SUS（ステンレス)材は硬い様に思われていますが、鋼系材料としては特に硬いワケではありません。SUSには独特の粘りがあり、その為かじりが発生しやすいと言えます。
　例えば・・・ちょっと例が悪いかもしれませんが・・・・弾丸の発射ガスで薬莢を排出・次弾を装填する自動拳銃に於いて、民生用としてはSUS材の精密鋳造や焼結による大量生産が一般的でありながら、軍用では硬く加工し難いクロム・モリブデン鋼を使います。
　小火器類（拳銃や小銃など)の摺動部は、普通ベアリング類を持たず素材同士が直接接触しているのが一般的な設計ですが、これにSUSを用いるとその独特の粘りの為に、作動不良を起こす確率が高くなる、と言われています。
　今日ではSUS材を用いた自動拳銃の設計も進歩し、少なくとも警察用としては、大量生産が利きスモークレスパウダ（銃器用の火薬)で酸化し難いSUS材が普及している様ですが、それでも金属同士の接触長がどうしても長くなってしまう自動小銃では、SUS材でマトモな製品は無いでしょう。

お礼

ありがとうございます。
かじりと焼付の違い、大変良くわかりました。

もっと知りたいのですが。
質問するまで何件かページを拝見し、かじり・焼付を調べていたのですが、「ステンレスは摩擦係数が大きい・熱を伝導しにくい・膨張しやすいから特にかじりやすい」　と皆さん言われていました。
・それだったら冬よりも夏場のほうが膨張しているのでボルトとナットのギャップが狭くなり摩擦も増えそう。→焼付やすくなる？

・また、かじりや焼付を生じ、ネジ山がつぶれてしまうのはなぜいつもボルト側なのでしょう？
・ステンレスボルトは引っかかりも多いような気がするのですが、実際のところ鉄ボルトよりステンレスボルトの方が表面が粗いものが多いということはないのでしょうか。

分かる範囲で再度教えていただきたいです。よろしくお願いします。

回答No.2

mmky

かじる【齧る】
1 〈歯で少しずつかみとる〉 bite （at）； gnaw （at）； nibble （at）； crunch （rice crackers） （ばりばり音を立てて）
New College Japanese-English Dictionary, 4th edition (C) Kenkyusha Ltd. 1933,1995,1998

やきつける【焼き付ける・焼付ける】
1　熱した金属を押しあてて、物にしるしをつける。
Shin Meikai Kokugo Dictionary, 5th edition (C) Sanseido Co., Ltd. 1972,1974,1981,1989,1997

という言葉の意味ですから、まず言葉は同じ意味ではありません。

正確には、まず、(1)ステンレスボルトを外す時のボルトの山がナットの山に
かじりつく状態が起こります。(2)かじりついてさらにまわすと摩擦熱で焼き付くという２つの現象が起こります。
これは、ほぼ同時に起こりますので、「かじり（焼付）」と書いても間違いではないと思いますが、正確には「かじりや焼付をおこします。」が正しい
表現だと思います。

参考になれば

お礼

ありがとうございます。

＞ほぼ同時に起こりますので、「かじり（焼付）」と書いても間違いではない

なるほど～。そうゆうことですか！
よく分かりました。

回答No.1

iqdeflat

ステンレスボルトは硬いので、ゴミや異物を噛みこんで
かじりやすいですね。外すのに苦労します。

擦り傷は表面の浅い傷、かじりの表面は局部的に溶着しています。
焼き付きはさらに熱の影響が著しく表面が変質して硬さが低下して
いるものをいいます。
熱の影響でみれば、擦り傷＜かじり＜＜焼き付き
表面のあれ具合でも、擦り傷＜かじり＜焼き付きという感じでしょうか

お礼

ありがとうございます。

＞かじりの表面は局部的に溶着しています。

すみませんが、この部分　分からないのですがもう少し説明いただけますか。