焼結金属に真空焼入れ処理可能？

質問

焼結金属（SMF5040）に真空焼入れは可能でしょうか？

【経緯】
SMF5040+浸炭焼入れを行ったところ、歪が発生し、
『真空焼入れなら歪は少ない』と聞いたことがあり、そもそも
SMF5040に真空焼入れが可能なのか？から調査をスタート。

SMF5040に真空焼入れが『出来』『出来ない』？
『出来ない』場合はその理由もあわせて知りたい。

大変困っています。アドバイスよろしくお願いいたします。

回答No.8

noname#230359 · ベストアンサー

回答が混乱しているように思う

浸炭焼入れ→炭素量の少ない鋼材に対して表面の炭素量を補充して
　　　　　　硬度を上げる
　　　　　　現在は都市ガスなど雰囲気中で浸炭をする事が多い
　　　　　　(ガス浸炭)

真空熱処理→真空雰囲気にて行われる熱処理
　　　　　　通常は真空中で加熱後に窒素などの不活性ガスを充填し加圧冷却を行う
　　　　　　※一般的に真空焼入れと言うとこの事を指す場合が多いが
　　　　　　　真空焼入れ(熱処理)には他にも真空固溶化熱処理や
　　　　　　　真空析出硬化処理 等々もある

真空浸炭　→真空中で加熱後アセチレン等の炭素を含むガスを充填して浸炭処理を行う
　　　　　　残留酸素分が僅かで加熱後急速に充填が可能で
　　　　　　均一に浸炭層を形成しやすく浸炭層の深さの違いによる
　　　　　　歪等に有利である
　　　　　　酸素による酸化が極めて少なく表面が綺麗に上がる

焼結材ＳＭＦ5種は歯車の関係で使われるの見た事があるが
その会社では熱処理を行っていなかった。
切削ではオイルが含有している様子は無かったと記憶しているが。

サイジングにより内部応力が影響している場合は？？？だが。

私の認識が大きく間違っていない事を願う。

焼結材の資料を見つけました。

機械構造部品用焼結材料
http://members.jcom.home.ne.jp/maeno-ueda/smf.html

お礼

お礼が遅れましたことをお詫びいたします。
この度は丁寧なご回答ありがとうございます。

ここの質問から、テスト協力いただける焼入れ屋さんと連絡が出来、
現在実際にいろいろテスト中です。
長丁場になりそうですが、じっくり確認させていただきます。

回答No.7

noname#230359

それは焼き入れによるひずみなのでしょうか？

焼結ではサイジングで矯正したものが後処理で元に戻ってしまうということはままあります。成形、焼結での歪みとの相関性があるかないかを調べられるのもいいかと思います。

あとはニッケルが入っているようなので、ニッケルによる影響等も確認されてみてはいかがでしょうか？

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回答No.6

noname#230359

焼入れが出来るかどうかの最も重要な要素は炭素量です

現在浸炭焼入れをしていることから推定すると
炭素量が焼入れに適していないことから
「浸炭」炭素量を加える工法で焼入れをしています

真空焼入れには炭素量を増加させる機能がありません

推察するところ量産加工の分野のようですので
サンプル加工をしてもらうことをお勧めします
サンプル加工を依頼された加工屋さんは
色々質問してきますので
そこで勉強してください

お礼

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回答No.5

noname#230359

真空焼入れはおそらく出来ないと思われます。
焼結材はサイジングオイル（と聞いています）が混油しているために真空加熱時に油分が揮発し加熱設備を著しく劣化させる可能性が大きいためです。

現在浸炭処理を行っているのであれば真空焼入れでは硬度が確保できないと思われます。浸炭処理を行って熱処理特性を満足させている鋼材には真空焼入れは不可能です。
真空浸炭というやり方もありますが、焼入れ歪は処理する製品の内部応力と焼入れによる物で発生します。
焼入れによる歪は、形状により大きく異なりますが熱処理のセット姿で改善できることもあります。製品が硬くなるとき金属組織が変態し膨張収縮が起こるため製品の肉厚に大きな差がある場合焼入れ時の冷え方に差が出来るため歪は避けられないものがあります。
熱処理ロット内の歪が同じ傾向であるならば形状の変更を検討してみてはいかがでしょうか？

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回答No.4

noname#230359

浸炭焼入れで、大きな歪が発生したとしたら、密度があがっていない部分があるのではないでしょうか。深く浸炭してしまっているかもしれません。
真空焼入れできない事はないでしょうが、サイジング・コイニング・再焼結などはできないでしょうか。
　設備の問題のほうが大きくかかわってくると思いますので、材質・形状・製造設備など全体を検討し直し、打開策を練ったほうが良いかと思います。
　大量のSMF5030を採用したとき、一部形状変更しコイニング（サイジング）を追加しました。

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回答No.3

noname#230359

そもそも浸炭が出来る材料なら問題ない

真空焼入れと浸炭焼入れの違い？

多分、根本的に認識が間違っている。

参考URL：

http://www.ihi.co.jp/ihi/file/technologygihou/10005_4.pdf#search='真空浸炭' http://www.tobu.or.jp/yasashii/book/gj15.htm

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回答No.2

noname#230359

焼入れは可能ですが、歪は発生します
歪の量が大きいか小さいかは焼入れの種類によっても変わりますし、焼入れの手法によっても変わります
特殊鋼は手法による硬度・歪量の変化が大きいです
歪の許容範囲はどの程度でしょうか？
特殊合金への焼入れに慣れているメーカーを探し、相談してみられては如何ですか？

一番確実な方法は歪量を確認し、仕上げ代を残した状態で焼入れ後に仕上げ加工をすることだと思います
一般的な焼入れ鋼の様にはいかないと思います

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回答No.1

noname#230359

自分で、調べる。