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冶具材料選定について考えてみた
- 冶具材料選定は計測精度に直結する重要な要素です。本記事では、鉄板の平面度を確認するための冶具製作において、使用する材料について検討します。
- 一般的に使用されるSS400は柔らかく、耐久性には不安が残る可能性があります。計測用冶具としては、硬めのS45Cなどを使用することが推奨されます。
- 気温の変化に対しても影響を受けにくいS45Cは、高い精度の計測を実現するために適しています。鉄材で計測用冶具を製作する際には、SS400ではなくS45Cの使用を検討しましょう。
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冶具用材料には一般にその耐久性を考慮して,炭素鋼や工具鋼を使っていると 思います。こうした素材は熱変形も小さいほうが望ましく,例えば線膨張率で はSS材：11.8×10＾6 炭素鋼：10.9×10＾6（at 20℃）程度の差があり, 炭素鋼や工具鋼の方が有利と考えられます。この程度の差異が問題でなけれ ば、熱安定性に関してはSS材の使用も可能と思います。
平面度測定冶具のなかで、ねじ等で固定されて動かない部品は、SS400でも 構いませんが、滑ったり転がったりして、部品同士が摺る（摺動する）部品 はS45C丸Ｈ（SCM435丸Ｈ）材やS55C丸Ｈを使用したりします。 S45C丸Ｈ（SCM435丸Ｈ）材ややS55C丸Ｈは、予め焼き入れ焼き戻しの熱処理 を施しています。しかし、焼き入れ硬度は低く、超鋼の工具で比較的簡単に 加工できるために、よく用います。 しかし、冶具を製作して頻繁に測定（使用）するなら、硬度があがる特殊 合金鋼を使用すべきです。測定公差の1/10～1/50の摩耗も許されませんから そうすべきです。 鋼材によっては、焼き入れができる物、焼き入れ焼き戻ししても硬度が あまり上がらない（HRC20～30程度で）超鋼で加工できる物、焼き入れ 焼き戻しで充分硬度（HRC45以上程度）が確保でき研削（研磨）加工で しか後加工ができない物、等々があります。 硬度が高いと、耐摩耗性は増します。できれば、特殊合金鋼等を摺動部 には使用する事をお奨めします。 熱処理の材質や硬度は、参考のWEB資料を確認して下さい。 蛇足ですが、S45Cの調質材（焼き入れ焼き戻し）の硬度と、S45Cの局焼き （高周波焼き入れ、焼き入れ処理のみ）の硬度は、異なります。 しかし、測定冶具であれば、焼き入れ歪み（経時変化含む）が少ない 焼き入れ焼き戻し処理がベストなので、焼き入れ焼き戻し処理で資料を 確認下さい。
ベアリング単独で鉄板の上に置かれるのでしょうか？ それともベアリングを治具に組み込まれるのでしょうか？ このような治具の場合、鉄板の上にそーと置かないと傷がつくかと。 傷がつくからそーと置いてと言っても無理な話で、鉄板にあたる部分は焼きを入れたほうが良いかと思います。 焼きを入れて研磨して。 焼きが入る材料を使ったほうがいいと思います。
当社では今まで測定治具を製作する場合はＳ５０Ｃ、Ｓ５３Ｃなどを使用してました。磨耗や精度を要するものはＳＫＨやＳＫＳを使用し焼き入れ研磨を行います。当社で使用しているＳＳ４００は薄手のものが多く曲がるしなる印象が強いので使用してませんでした。
JIGの板厚が判りません。JIG製作用材料でしたら、金型用Ｓ４５Ｃ，Ｓ５０Ｃ等を切断してもらい購入したほうが便利です。 研磨も楽です。ＳＳ４００の一般的なｻｲｽﾞは９１４ｘ１８２９ではないでしょうか。多分表面は「黒皮」と呼ばれる状態です。
