高周波焼入れシャフトの曲り

2011/11/30 16:46

このQ&Aのポイント

S45Cの引抜材を高周波焼入れ処理をした材料を購入したのですが、高周波処理材に曲りが発生していました。焼入れ前の残留応力によって焼入れで曲りが発生するという事を聞きました。実際に残留応力が焼入れに悪さをしてシャフトが曲がる現象が起こるのでしょうか？またその原理はどうなっているのでしょうか？
高周波焼入れシャフトの曲りには、送り速度の設定不備、コイル-材料クリアランスの偏芯、材料の脱炭、材料成分のバラツキなどが原因として考えられます。しかし、焼入れ前の残留応力が焼入れで曲りを引き起こす可能性もあります。残留応力は焼入れ時の急速な冷却によって材料内部に発生し、シャフトが曲がる原因となることがあります。
残留応力による焼入れでの曲り現象は経験から得た知見から言われているものです。焼入れ前の残留応力が材料内部に残ると、急激な冷却によって応力が解放されることなく、シャフトが曲がる原因となる可能性があります。この原理は熱処理においても同様の現象が起こるため、注意が必要です。購入した高周波処理材の残留応力を測定し、問題がある場合は適切な対策を取ることが重要です。

noname#230358

金属
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noname#230359

2011/12/05 11:03 回答No.2

処理済み材料を購入したユーザーが原因を調べるにもどうやって？ ■送り速度の設定・不備/コイル-材料クリアランスの偏芯高周波焼入工程そのもの、発生する強い圧縮応力がバランスするかどうかなので、歪の要因として一番に挙がると思う。 ■材料の脱炭素材が何故脱炭？　高周波焼入では起きないはず。 ■材料成分のバラツキ分析するしか策無だが、希な現象なはずで追及や対策は難しい。 ■焼入れ前の残留応力測定不可能ではないが困難を極める。事例として承知するのは引抜工程での曲がり修正。内部応力を溜込んでいるのが顕れてしまうこと。焼入深さにもよるが、高周波では丸ごと顕れないはず。で、、、何か方策あります？参考になるかどうか　　鋼管の低歪高周波焼入れ　　http://www.k-neturen.co.jp/catalog/netusyori/pdf/n006kokan.pdf ２頁右のデータをみても平均が0.21→0.28 と少し大きくなっている。だからってどうする？　個別に比較してこれが原因とか追求するのは無理だろうし、、、地道なデータの積上げでの改善だろうし、外部から原因はコレッ！と言うのは無理だと思いますよ。

質問者

お礼 2011/12/07 09:58

ご回答ありがとうございます。ご指摘の通り処理の終わった材料から曲りの原因を追求するのは困難だと考えております。　次回発注時の事前確認事項として活用できればと思っております。「鋼管の低歪高周波焼入れ」参考にさせてもらいます。

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noname#230359

2011/12/01 12:07 回答No.1

質問内容と詳細部分が異なっているかもしれませんが、簡単な記述をしますと、残留応力があると応力（力）が掛かっている部分は応力に比例し変形します。そして、何故残留応力がある部材を焼き入れすると曲がり易いのかに関しては、材料には成分のバラツキや製造過程の部位等で材料毎に残留応力（変形）に固有の癖が発生します。それが、高周波焼入れ処理により、残留応力（変形）が増幅したと考えるべきでしょう。

質問者